그것은 공상과학 시나리오처럼 들립니다. 레이저로 추진되는 종이 클립보다 크지 않은 작은 우주선이 물리 법칙을 테스트하기 위한 임무를 수행하기 위해 거의 빛의 속도로 블랙홀을 향해 날아갑니다. 기술이 아직 성숙되지는 않았지만 과학자들은 이 아이디어가 향후 수십 년 내에 실현될 수 있다고 믿습니다.
이탈리아의 천체물리학자인 푸단 대학의 코시모 밤비(Cosimo Bambi)가 Cell Press 저널 "iScience"에 발표한 연구에 따르면 이번 임무는 두 가지 주요 문제, 즉 지구 근처 블랙홀의 위치를 찾는 것과 내구성 있는 탐지기 개발을 해결해야 합니다. 기존 이론에서는 블랙홀이 지구로부터 20~25광년 떨어진 곳에 존재할 수 있다고 추측하고 있지만, 블랙홀의 탐지는 블랙홀이 주변 별과 빛에 미치는 영향을 분석하는 등 간접적인 관측 방법에 의존하고 있다. 과학자들은 향후 10년 내에 목표를 찾을 것으로 예상하고 있습니다.
기존의 화학 연료 우주선은 이 작업을 수행할 수 없으며 그램 규모의 나노검출기(마이크로칩 및 가벼운 돛 포함)가 중요할 수 있습니다. 지상 기반 레이저는 광자를 가벼운 돛으로 발사하여 감지기를 빛 속도의 1/3로 가속할 수 있습니다. 이 속도라면 탐지기는 약 70년 안에 블랙홀에 도달하고, 데이터를 다시 전송하는 데는 20년이 더 걸리며 전체 여정에는 약 80~100년이 걸린다.
이번 임무의 핵심 과학적 목표는 블랙홀의 '사건의 지평선' 존재를 확인하고, 극한 환경에서 물리 법칙의 변화를 탐구하고, 일반 상대성 이론의 보편성을 테스트하는 것입니다. 현재 레이저 시스템 비용만 무려 1조 유로에 달하며, 나노검출기 기술은 아직 돌파구를 찾지 못했지만 기술 진보로 향후 30년 안에 그 격차를 좁힐 수 있을 것이다.
과학의 역사를 되돌아보면 중력파 탐지와 블랙홀 이미징은 한때 불가능하다고 여겨졌으나 결국 현실이 됐다. 이번 연구는 인류가 우주를 이해하는 데 새로운 장을 열 수 있을 것이다.