Het klinkt als een sci-fi-scenario: een klein ruimtevaartuig dat niet meer weegt dan een paperclip, aangedreven door lasers, vliegt met bijna de snelheid van het licht naar een zwart gat, op een missie om de wetten van de natuurkunde te testen. Hoewel de technologie nog niet volwassen is, geloven wetenschappers dat dit idee binnen de komende decennia kan worden gerealiseerd.
Volgens onderzoek gepubliceerd in het Cell Press-tijdschrift "iScience" door de Italiaanse astrofysicus Cosimo Bambi van de Fudan Universiteit, moet de missie twee grote problemen oplossen: het lokaliseren van zwarte gaten nabij de aarde en het ontwikkelen van een duurzame detector. Bestaande theorieën speculeren dat er zich op een afstand van 20 tot 25 lichtjaar van de aarde een zwart gat bevindt, maar dat de detectie ervan afhankelijk is van indirecte observatiemethoden, zoals het analyseren van de impact van zwarte gaten op omringende sterren en licht. Wetenschappers verwachten het doelwit binnen het komende decennium te vinden.
Traditionele ruimtevaartuigen met chemische brandstoffen zijn niet in staat deze taak uit te voeren, en nanodetectoren op gramschaal (inclusief microchips en lichte zeilen) kunnen van cruciaal belang zijn. Lasers op de grond kunnen fotonen in een licht zeil blazen, waardoor de detector wordt versneld tot een derde van de lichtsnelheid. Met deze snelheid zal de detector het zwarte gat over ongeveer 70 jaar bereiken, en het zal nog eens 20 jaar duren om de gegevens terug te zenden, en de hele reis zal ongeveer 80 tot 100 jaar duren.
De belangrijkste wetenschappelijke doelstellingen van de missie zijn het verifiëren van het bestaan van de ‘gebeurtenishorizon’ van een zwart gat, het onderzoeken van veranderingen in natuurwetten in extreme omgevingen en het testen van de universaliteit van de algemene relativiteitstheorie. Momenteel bedragen de kosten van lasersystemen alleen al maar liefst 1 biljoen euro, en de nanodetectortechnologie is nog niet doorgebroken, maar de technologische vooruitgang kan de kloof in de komende dertig jaar verkleinen.
Terugkijkend op de geschiedenis van de wetenschap werden zwaartekrachtsgolfdetectie en beeldvorming van zwarte gaten ooit als onmogelijk beschouwd, maar werden ze uiteindelijk werkelijkheid. Dit onderzoek zou een nieuw hoofdstuk kunnen openen voor het begrip van de mensheid over het universum.