复旦科学家构想：百年计划用2克飞船探黑洞，验证爱因斯坦广义相对论-28资讯网—

复旦科学家构想：百年计划用2克飞船探黑洞，验证爱因斯坦广义相对论

2025-08-13 16:08:21 资讯 9观看

摘要在浩瀚的宇宙中，黑洞以其无尽的引力和极端的物理环境，成为了探索宇宙奥秘的前沿阵地，同时也是验证爱因斯坦广义相对论的理想场所。近日，复旦大学教授卡西莫·班比提出了一个大胆且富有创意的设想，计划派遣一艘仅重2克的纳

在浩瀚的宇宙中，黑洞以其无尽的引力和极端的物理环境，成为了探索宇宙奥秘的前沿阵地，同时也是验证爱因斯坦广义相对论的理想场所。近日，复旦大学教授卡西莫·班比提出了一个大胆且富有创意的设想，计划派遣一艘仅重2克的纳米飞行器，深入黑洞附近进行前所未有的探测。

这一壮丽的星际探索蓝图，已在一篇学术论文中得以展现，并发表在了顶级学术刊物《iScience》上。班比在接受采访时提到，尽管未来有望借助更先进的望远镜和引力波探测器进行精准观测，但若缺乏相应的理论模型支持，这些观测数据的科学价值将大打折扣。而一个孤立且距离相对较近的黑洞，则可能成为一个“干净”的观测对象，允许科学家们对其进行更为精确的广义相对论检验。

然而，将这一宏伟计划变为现实，仍需跨越重重障碍。首要难题便是成本问题。据班比介绍，以现有技术和价格计算，仅建造飞行器所需的激光阵列一项，耗资就可能高达1万亿美元。不过，他也乐观地表示，随着技术的不断进步，未来20到30年内，这一成本有望降至10亿美元左右，从而使其变得更加可行。

除了成本，飞行器的可靠性和目标黑洞的精确定位也是关键挑战。这艘纳米飞行器将由一个重约1克的晶片和一面面积约10平方米、重1克的光帆组成，总重量仅相当于两枚回形针。它将依赖地面强大的激光束进行加速，预计能在约17分钟内达到光速的三分之一，随后开始漫长的星际之旅。然而，要确保飞行器在数十年的航行中存活，并精准抵达目标黑洞，同时完成科学实验和数据传输任务，无疑是一项巨大的挑战。

班比教授指出，目标黑洞最好位于距离地球20至25光年的范围内，以确保任务能在百年内完成。然而，寻找这样的黑洞却并非易事。黑洞既不发光也不反光，对望远镜来说几乎不可见，只能通过其对邻近恒星和光线的影响来推断其存在。目前，天文学家发现的距离地球最近的黑洞远在1560光年之外，这无疑增加了任务的难度。

尽管面临重重挑战，但班比教授对这项计划仍充满信心。他表示，未来5到10年内，科学家们将有望确定在指定距离范围内是否存在黑洞。一旦找到目标，并等到技术成熟，纳米飞行器将开始其前所未有的星际探索之旅。

在接近目标黑洞时，纳米飞行器将调整轨迹，从非束缚轨道转移到束缚轨道，尽可能地靠近黑洞，为科学实验做好准备。在绕黑洞飞行的过程中，飞行器将分离成母舰和多个小型探测器，通过交换电磁信号进行通信，从而绘制出黑洞周围的引力场结构图。这一结构图将有望回答物理学中的一些根本问题，如黑洞是否真的存在“事件视界”，以及广义相对论在宇宙最极端条件下是否依然成立等。

这项计划不仅展现了人类对宇宙奥秘的无尽探索精神，也预示着未来星际探索的无限可能。随着技术的不断进步和人类对宇宙认知的深入，相信在不久的将来，这一壮丽的星际梦想终将照进现实。

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