Liệu chúng ta có thể gửi tàu vũ trụ đến lỗ đen trong tương lai gần?

Lỗ đen là một trong những vật thể kỳ dị và tàn khốc nhất vũ trụ. Lực hút của chúng mạnh đến mức không một thứ gì có thể thoát ra nổi, kể cả ánh sáng. Dù đã nghiên cứu từ xa suốt nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học thừa nhận họ đã chạm tới "bức tường giới hạn". Muốn hiểu thật sự về lỗ đen, con người không còn cách nào khác ngoài việc gửi một thiết bị thăm dò đến tận nơi để quan sát ở cự ly gần.

Mới đây, GS Cosimo Bambi tại Đại học Phục Đán (Thượng Hải) vừa công bố một kế hoạch nghe tưởng như phim viễn tưởng: Phóng một thiết bị thăm dò siêu nhỏ, nặng đúng 1g (chỉ bằng một hạt cúc áo hay mẩu giấy nhỏ) đi thám hiểm lỗ đen.

Một lỗ đen khối lượng trung bình được tìm thấy trong dải Ngân Hà với khối lượng gấp 100.000 lần Mặt Trời. (Ảnh: Kênh YouTube Fraser Cain)

Trở ngại lớn nhất lúc này là chúng ta chưa tìm thấy lỗ đen nào đủ gần Trái Đất. Tuy nhiên, tính toán lý thuyết cho thấy trong dải Ngân Hà có tới 100 triệu lỗ đen. Khoảng 92% trong số đó sống cô độc, không hút vật chất xung quanh nên hoàn toàn vô hình trước kính thiên văn. Dựa trên xác suất thống kê, rất có thể đang có một lỗ đen ẩn mình chỉ cách chúng ta khoảng 20 đến 25 năm ánh sáng. Nếu tìm thấy nó bằng cách hứng các tia bức xạ phát ra khi nó vô tình nuốt phải các đám mây khí, con người sẽ có một mục tiêu hoàn hảo để gửi tàu thám hiểm.

Để vượt qua khoảng cách không gian mênh mông đó, tên lửa đẩy thông thường hoàn toàn "bó tay" vì sẽ mất hàng nghìn năm mới tới nơi. Giải pháp duy nhất là sử dụng công nghệ buồm ánh sáng đẩy bằng laser. Tàu thăm dò sẽ gồm một vi chip 1g chứa đầy đủ ống kính, bộ truyền tin và được gắn vào một tấm buồm rộng 10m2 làm từ vật liệu siêu nhẹ. Từ Trái Đất, người ta sẽ bắn một chùm tia laser khổng lồ thẳng vào tấm buồm, đẩy con tàu tăng tốc lên tới 100.000 km mỗi giây (bằng 1/3 tốc độ ánh sáng) chỉ trong vòng 17 phút.

Với tốc độ khủng khiếp đó, con tàu tí hon sẽ mất khoảng 60 đến 70 năm để tiếp cận lỗ đen. Vì di chuyển quá nhanh và không thể "hãm phanh", nó sẽ thực hiện một cú bay lướt qua thật nhanh, tranh thủ chụp ảnh, đo đạc dữ liệu rồi lập tức phát tín hiệu gửi thông tin về Trái Đất. Phải mất thêm 20 năm nữa tín hiệu mới về tới nơi. Điều này đồng nghĩa với việc toàn bộ hành trình sẽ kéo dài gần một thế kỷ, thậm chí dài hơn cả tuổi thọ của những kỹ sư đầu tiên đặt nền móng cho dự án.

Dù công nghệ hiện tại chưa cho phép chế tạo loại vi chip chịu đựng được hành trình khắc nghiệt dài hàng chục năm hay hệ thống laser đủ mạnh, các nhà khoa học tin rằng rào cản này hoàn toàn có thể chinh phục trong tương lai.

Giới thiên văn quốc tế đã bắt đầu lên kế hoạch cho một hội nghị chuyên đề vào mùa hè năm 2027 để hiện thực hóa ước mơ này, và công việc đầu tiên cần làm vẫn là truy tìm bằng được một lỗ đen đang trốn xó nào đó gần chúng ta.