在浩瀚的宇宙中，黑洞以其无与伦比的引力和极端物理环境，成为了科学家们探索宇宙奥秘的理想对象，尤其是验证爱因斯坦广义相对论的关键场所。近期，复旦大学教授卡西莫•班比提出了一种前所未有的设想，旨在通过一艘仅重2克的纳米飞行器，近距离探索黑洞的奥秘。
班比教授的这一大胆计划，已在一篇发表于顶级学术期刊《iScience》的论文中详细阐述。他向《每日经济新闻》透露，尽管未来的天文观测设备可能会带来前所未有的精度，但缺乏先进的理论模型，这些高质量数据将难以充分发挥其价值。他强调，一个孤立且距离较近的黑洞，可以作为一个相对“纯净”的观测对象，使科学家能够像过去在太阳系中那样，对广义相对论进行精确检验。
然而，将这一宏伟计划变为现实，需要克服重重挑战。首要难题便是成本。据班比介绍，按照当前技术和价格估算，仅用于加速飞行器的地面激光阵列一项，就需耗资约1万亿美元。不过，他乐观地表示，随着技术的不断进步，未来20到30年内，这一成本有望降低到10亿美元左右，与当前大型太空任务的预算相当。
除了成本问题，纳米飞行器的可靠性和目标黑洞的精确定位同样至关重要。这艘微小的飞行器必须在数十年的星际航行中保持完好，精准抵达目标位置，同时具备导航、通信以及科学实验的全套功能。而要在距离地球20至25光年范围内锁定一颗目标黑洞，更是难上加难。因为黑洞既不发光也不反光，对望远镜来说几乎不可见，只能通过其对周围物质的影响来推断其存在。
班比教授解释说，纳米飞行器主要由一个重约1克、尺寸约1厘米的晶片和一面面积约10平方米、重量也仅有1克的光帆组成，总重量相当于两枚回形针。飞行器将依靠地面强大的激光束推动，通过辐射压力加速，预计在约17分钟内达到光速的三分之一，然后开始星际漫游，最终在60至75年内抵达目标黑洞。而收集到的数据，则需要在再经过约20至25年才能传回地球，整个任务预计将持续约80至100年。
谈及为何需要如此冒险的星际探险，班比教授表示，黑洞是宇宙中引力场最强的天体，是检验广义相对论在最极端条件下是否成立的理想实验室。尽管广义相对论在弱场极限下得到了广泛验证，但物理学界普遍认为，真实的黑洞结构与广义相对论的预测存在差异。因此，向距离最近的黑洞发送探测器，直接测量其周围的引力场，是解开这一谜团的关键。
班比教授还指出，尽管未来可能会有更强大的望远镜和引力波探测器进行精确观测，但如果缺乏足够的理论模型去解释数据，这些高质量观测也难以发挥其科学价值。相比之下，一个孤立存在的黑洞则可能成为一个相对“干净”的观测对象，使科学家能够对广义相对论进行更精确的检验。
