رویای بزرگ؛ آیا سرعت فراتر از نور محقق می گردد؟ - وبلاگ سرمایه

به گزارش وبلاگ سرمایه، برای چندین دهه است که ما رویای بازدید از سیستم های ستاره ای دیگر را در سر می پرورانیم، اما یک مشکل اساسی در جهت این رویا قرار گرفته است؛ آن ها بسیار دور هستند و با پرواز های فضایی امروزی ده ها هزار سال طول می کشد تا به نزدیک ترین آن ها برسیم. در مطالعه ای که در سال 2021 به وسیله، اریک لنتز فیزیکدان دانشگاه گوتینگن آلمان صورت گرفت، ما ممکن است خاتمه به راهکار مناسبی برای این معضل ست یافته باشیم.

به گزارش وبلاگ سرمایه، ایده این دانشمند آلمانی ممکن است رویکرد متفاوتی را برای حل معمای سفر سریعتر از نور ارائه دهد، با این همه این ایده هنوز به دستاورد نهایی نرسیده است. در فیزیک معمولی، مطابق با نظریه های نسبیت آلبرت انیشتین، هیچ راهی واقعی برای رسیدن یا فراتر رفتن از سرعت نور وجود ندارد، چیزی که ما برای هر سفری که در سال نوری اندازه گیری می گردد به آن احتیاج داریم.

اگرچه حرکت دادن ماده به سرعتی بیش از سرعت نور، همواره با یک نه بزرگ روبرو بود، فضازمان خود چنین قانونی ندارد. در واقع، دوردست های کیهان در حال حاضر نیز سریع تر از آن چیزی که نور می تواند طی کند، در حال توسعه هستند. دانشمندان می گویند در جهت بهره گیری از یک قابلیت مشابه برای اهداف حمل و نقل، باید معادلات نسبیت را حل کنیم تا چگالی انرژی کمتر از فضای خالی ایجاد کنیم. اگرچه این نوع انرژی منفی در مقیاس کوانتومی اتفاق می افتد، اما انباشته شدن آن به شکل جرم منفی هنوز هم قلمروی ناشناخته برای فیزیک است.

علاوه بر تسهیل انواع دیگر احتمالات انتزاعی، مانند کرم چاله ها و سفر در زمان، انرژی منفی می تواند به نیرو بخشیدن به چیزی که به عنوان درایو چرخشی Alcubierre شناخته می گردد، یاری کند. این مفهوم از قوانین انرژی منفی برای انحراف فضا به دور یک فضاپیمای فرضی استفاده می نماید، و آن را قادر می سازد تا سریع تر از نور و بدون به چالش کشیدن قوانین فیزیکی سنتی حرکت کند. اما چگونه می توان این کار را انجام داد؟

لنتز یک روش بسیار نو برای انجام این کار را پیشنهاد می نماید؛ به لطف آنچه او کلاس نوی از سالیتون های فوق سریع می نامد - نوعی موج که شکل و انرژی خود را در حالی که با سرعت ثابت حرکت می نماید حفظ می نماید- وی باور دارد که چنین ایده ای قابل اجراست. طبق محاسبات نظری لنتز، مکانیسم های سولیتون فوق سریع می توانند در نسبیت عام وجود داشته باشند و صرفاً از چگالی انرژی مثبت منشأ می گیرند، به این معنی که احتیاجی به در نظر گرفتن منابع با چگالی انرژی منفی عجیب و غریب که هنوز تأیید نشده اند وجود ندارد.

زمان سفر فرضی به پروکسیما قنطورس، نزدیکترین ستاره شناخته شده به خورشید در برآوردهای لنتز

اگر انرژی کافی وجود داشته باشد، پیکربندی های این سالیتون ها می توانند به عنوان حباب های تار عمل نمایند که می توانند حرکت ابرشورایی داشته باشند و از لحاظ نظری جسمی را قادر می سازند تا از فضا-زمان عبور کند. با این حال خود این انرژی کافی می تواند این ایده را تا حد یک فرضیه نگه دارد. لنتز در ماه مارس سال گذشته گفت: انرژی مورد احتیاج برای این رانش که با سرعت نور در شعاع یک فضاپیما به شعاع 100 متر حرکت می نماید، معادل صد ها برابر جرم سیاره مشتری است؛ بنابراین باید صرفه جویی انرژی در مقیاس بسیار بزرگی صورت بگیرد که در نهایت به حجم انرژی تولیدی یک راکتور شکافت هسته ای امروزی برسد.

نکته جالب توجه در خصوص یافته های لنتز این بود که هم زمان با ارائه مقاله او در جوامع علمی، مقاله دیگری نیز منتشر شد که به رویکردی مشابه در رسیدن به سرعتی فراتر از نور دست یافته بود. هنوز، اما و اگر های زیادی برای حل این معزل وجود دارد، اما جریان آزاد این نوع ایده ها برترین امید ما برای یافتن فرصتی برای بازدید از منظومه های ستاره ای دوردست و چشمک زن است. لنتز گفت: این کار مشکل سفر سریع تر از نور را یک قدم از تحقیقات نظری در فیزیک بنیادی دور نموده و به مهندسی نزدیک تر نموده است. گام بعدی این است که بفهمیم چگونه می توان اندازه نجومی انرژی مورد احتیاج را در محدوده فناوری های امروزی مانند یک نیروگاه بزرگ شکافت هسته ای کاهش دهیم. بعد از این موراد می توانیم در خصوص ساخت نمونه های اولیه فضاپیما هایی که با سرعتی فراتر از نور حرکت می نمایند، صحبت کنیم. یافته های این مطالعه در نشریه Classical and Quantum Gravity به چاپ رسیده است.

منبع: sciencealert

ترجمه: مصطفی جرفی-وبلاگ سرمایه