กองยานอวกาศขนาดเล็กสามารถพิสูจน์การมีอยู่ของหลุมดำในยุคดึกดำบรรพ์ในระบบสุริยะชั้นนอกได้ ตามข้อเสนอสองข้อที่เป็นอิสระต่อกัน หลุมดำดึกดำบรรพ์อาจแสดงบทบาทแรงโน้มถ่วงของ ” ดาวเคราะห์เก้า ” ซึ่งเป็นโลกสมมุติที่สามารถอธิบายวงโคจรที่ผิดปกติของวัตถุในแถบไคเปอร์ (KBO) ในระบบสุริยะชั้นนอก วงโคจรของ KBO เหล่านี้บ่งชี้ว่าวัตถุที่มีมวลมากกว่าโลกสองสามเท่า
ในขณะนี้
อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ไปทางกลุ่มดาวนายพรานประมาณ 500 หน่วยดาราศาสตร์ การค้นหาดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ว่างเปล่า – แต่ก็ไม่น่าแปลกใจเพราะในระยะทางนั้น แม้แต่ดาวเคราะห์ดวงใหญ่ที่มีแสงสะท้อนก็ยังตรวจจับแทบไม่เจอด้วยกล้องโทรทรรศน์มุมกว้างที่ใช้สำหรับการสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่
การขาดการตรวจจับนี้ทำให้บางคนคาดเดาว่า ไม่ใช่ดาวเคราะห์ แต่เป็นหลุมดำที่เล็กกว่ากำปั้นของคุณ แม้ว่าจะไม่น่าจะเป็นไปได้ แต่สิ่งนี้ได้รับการแนะนำในปี 2019 ในสหราชอาณาจักร ในสหรัฐฯ พวกเขาโต้แย้งว่าสนามโน้มถ่วงที่รบกวนวงโคจรของ KBOs เหล่านั้นอาจมีต้นกำเนิดมาจากหลุมดำ
ในยุคดึกดำบรรพ์ที่ดวงอาทิตย์จับไว้เมื่อหลายพันล้านปีก่อน แม้ว่าวัตถุดังกล่าวจะเป็นไปไม่ได้ที่จะมองเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ แต่เอ็ดเวิร์ด วิทเทนจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในสหรัฐฯ กล่าวว่า มันอาจจะถูกเปิดเผยโดยการค้นหาที่รุนแรงกว่านี้ ในบทความที่โพสต์บน เซิร์ฟเวอร์
เขาแนะนำว่าสามารถตรวจพบหลุมดำมวลไม่กี่เท่าของโลกได้โดยการส่งยานสำรวจที่มีน้ำหนักเบาหลายร้อยหรือหลายพันลำไปยังวัตถุ การขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์ ข้อเสนอของเขาเป็นโครงการ เวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่า ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อส่งยานสำรวจที่เบามาก (ประมาณ 1 กรัม) ในการเดินทาง 20 ปีไปยังดาว
ที่อยู่ใกล้เคียง ความเร็วแสง (0.2c) เมื่อใช้ระบบที่คล้ายกัน คิดว่าการเดินทาง 10 ปีสู่ 500 AU สามารถทำได้ที่ 0.001c ด้วยยานอวกาศที่ใหญ่กว่ามาก (ประมาณ 100 กรัม) ซึ่งจำเป็นต้องทำการย่อขนาดให้เล็กลง ซึ่งยังคงเป็นความเร็ว 20 เท่าของยานนิวฮอไรซันส์พลูโตของ NASA
ด้วยการกระจาย
โฮสต์ของโพรบดังกล่าวในทิศทางทั่วไปของหลุมดำสมมุติ ผู้โชคดีไม่กี่คนอาจผ่านวัตถุในระยะ 10 AU ของวัตถุ โดยเร่งความเร็วขึ้นเล็กน้อยเมื่อทำเช่นนั้น หากยานสำรวจส่งสัญญาณตามเวลาปกติกลับมายังโลก สนามโน้มถ่วงของหลุมดำจะทำให้ช่วงระหว่างพัลส์ยาวขึ้น
คำนวณว่าในการตรวจจับหลุมดำโดยใช้รูปแบบนี้ การวัดระยะเวลาของโพรบจะต้องมีความแม่นยำประมาณ 10 -5 วินาทีในช่วงเวลาหนึ่งปี สิ่งนี้อยู่ในความสามารถของนาฬิกาอะตอมที่มีอยู่ แต่ก็ยากที่จะจินตนาการว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะถูกบีบลงในยานอวกาศขนาด 100 กรัมได้อย่างไร
“ยังห่างไกลจากความชัดเจนว่าวิธีนี้ใช้ได้จริง หรือเป็นวิธีที่ดีที่สุดแม้ว่าจะใช้ได้จริงก็ตาม”ยอมรับ
การโก่งตัวตามขวางในการตอบสนองต่อข้อ เสนอของ ที่มหาวิทยาลัย ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาแนวทางอื่น ซึ่งพวกเขาได้อธิบายไว้ในarXiv มันไม่มีความจำเป็นสำหรับระบบจับเวลาในตัว
และอาศัยการตรวจจับการโก่งตัวตามขวางของวิถีการเคลื่อนที่ของยานสำรวจที่เกิดจากหลุมดำแทน
ในขณะที่ความเร่งในแผนนั้นกระทำเฉพาะในขณะที่หัววัดอยู่ใกล้กับหลุมดำ การกระจัดด้านข้างเหมือนกับที่ พิจารณานั้นเป็นสิ่งที่ถาวรและก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป การกระจัด 1,000 กม.
จะใช้เวลาหลายปีในการสะสม และที่ระยะทาง 500 AU ทั้งคู่คำนวณว่าสามารถตรวจพบได้จากโลกโดยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตริกพื้นฐานที่ยาวมากที่ความถี่วิทยุสูง แม้ว่าแนวทางนี้จะก้าวข้ามความจำเป็นของนาฬิกาอะตอมในอวกาศ แต่การที่จะให้โพรบส่งสัญญาณหรือแม้แต่สะท้อนสัญญาณดังกล่าว
พบว่า
ข้อเสนอน่าสนใจแต่สุดท้ายก็ไม่จำเป็น “โดยทั่วไปฉันชอบแนวคิดเหล่านี้ แต่ไม่มีเหตุผลใดเลยที่จะคิดว่าดาวเคราะห์ดวงที่เก้าเป็นหลุมดำ” บราวน์กล่าว “เรายังคงมองหาอย่างหนัก หากเราไม่พบดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในการค้นหาเฉพาะใดๆ ฉันสงสัยว่ามันจะเกิดขึ้นค่อนข้างเร็วใน LSST
เพื่อดึงข้อมูลเกี่ยวกับเฟสและทำให้แน่ใจว่าสิ่งอื่นๆ ที่เราไม่ต้องการจะถูกยกเลิก” นักวิจัยได้โฟกัสลำแสงเลเซอร์ที่มีความถี่และความเข้มคงที่ที่ศูนย์กลางของการตั้งค่าอิเล็กโทรด และเปลี่ยนค่า OAM ระหว่าง +4 และ -4 กระแสของเครื่องตรวจจับที่วัดได้นั้นแตกต่างกันไปในแต่ละขั้นตอนซึ่งตรง
กับการคาดคะเนทางทฤษฎี คาดการณ์ว่าหากเครื่องตรวจจับถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่มีตัวนำยิ่งยวด จะสามารถใช้ตรวจจับโฟตอนเดี่ยวได้ ซึ่งเป็นความสามารถที่มีนัยสำคัญสำหรับการสื่อสารควอนตัมและโปรโตคอลคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับ “qudits” หรือโฟตอนที่มีสถานะที่เป็นไปได้
มากกว่า 0 และ 1 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนนักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ สหราชอาณาจักร ซึ่งเชี่ยวชาญด้าน OAMรู้สึกประทับใจกับเอกสารทั้งสองฉบับ และเชื่อว่าเอกสารฉบับที่สองอาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นผลเชื้อ “กระดาษแผ่นแรกแสดงถึงความล้ำสมัยในการสร้างเลเซอร์ในสถานะของแข็ง
ของลำแสงวอร์เท็กซ์เหล่านี้ ไม่ต้องสงสัยเลย แต่มันต่อยอดจากสิ่งที่หายไปก่อนหน้านี้” เขากล่าว “เท่าที่ฉันทราบ ความสามารถในการตรวจจับ [หมายเลขควอนตัม OAM] ตามลักษณะของโฟโตเคอร์เรนต์นั้น ก็เป็นครั้งแรกที่ใครก็ตามสามารถทำเช่นนั้นได้”
วิศวกรไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นผู้สาธิต OAM มัลติเพล็กซ์ครั้งแรกในปี 2555 เห็นด้วย “เรากำลังสร้างสิ่งต่างๆ ด้วยอุปกรณ์ขนาดใหญ่ราคาแพงบนโต๊ะออปติคัล และส่วนใหญ่เราก็ยังเป็นอยู่” เขากล่าว “ตามหลักการแล้ว แนวคิดที่ว่าสามารถสร้างระบบแห่งอนาคต
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
