Es klingt wie ein Science-Fiction-Szenario: Ein winziges Raumschiff, das nicht mehr als eine Büroklammer wiegt und von Lasern angetrieben wird, fliegt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit auf ein Schwarzes Loch zu, um die Gesetze der Physik zu testen. Obwohl die Technologie noch nicht ausgereift ist, gehen Wissenschaftler davon aus, dass diese Idee in den nächsten Jahrzehnten verwirklicht werden kann.
Laut einer im Cell Press-Journal „iScience“ veröffentlichten Studie des italienischen Astrophysikers Cosimo Bambi von der Fudan-Universität muss die Mission zwei große Probleme lösen: die Lokalisierung erdnaher Schwarzer Löcher und die Entwicklung eines langlebigen Detektors. Bestehende Theorien gehen davon aus, dass ein Schwarzes Loch 20 bis 25 Lichtjahre von der Erde entfernt existieren könnte, seine Entdeckung beruht jedoch auf indirekten Beobachtungsmethoden, beispielsweise der Analyse der Auswirkungen von Schwarzen Löchern auf umgebende Sterne und Licht. Wissenschaftler gehen davon aus, das Ziel innerhalb des nächsten Jahrzehnts zu finden.
Herkömmliche Raumschiffe mit chemischen Treibstoffen sind dieser Aufgabe nicht gewachsen, und Nanodetektoren im Gramm-Maßstab (einschließlich Mikrochips und Lichtsegeln) können von entscheidender Bedeutung sein. Bodengestützte Laser können Photonen in ein Lichtsegel schießen und den Detektor auf ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Bei dieser Geschwindigkeit wird der Detektor das Schwarze Loch in etwa 70 Jahren erreichen, und es wird weitere 20 Jahre dauern, die Daten zurückzusenden, und die gesamte Reise wird etwa 80 bis 100 Jahre dauern.
Die wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der Mission bestehen darin, die Existenz des „Ereignishorizonts“ eines Schwarzen Lochs zu überprüfen, Änderungen physikalischer Gesetze in extremen Umgebungen zu erforschen und die Universalität der Allgemeinen Relativitätstheorie zu testen. Derzeit belaufen sich die Kosten allein für Lasersysteme auf bis zu 1 Billion Euro, und die Nanodetektortechnologie hat sich noch nicht durchgesetzt, aber der technologische Fortschritt könnte die Lücke in den nächsten 30 Jahren schließen.
Wenn man auf die Geschichte der Wissenschaft zurückblickt, galten die Entdeckung von Gravitationswellen und die Abbildung von Schwarzen Löchern einst als unmöglich, wurden aber schließlich zur Realität. Diese Forschung könnte ein neues Kapitel für das Verständnis der Menschheit über das Universum aufschlagen.