حياة

هل الإعوجاج من ستار تريك ممكن؟

هل الإعوجاج من ستار تريك ممكن؟

واحدة من أجهزة الرسم الرئيسية في كل حلقة تقريبًا من حلقات "Star Trek" وفيلمها هي قدرة سفن النجوم على السفر بسرعة فائق السرعة وخارجها. يحدث هذا بفضل نظام الدفع المعروف باسم محرك الاعوجاج. يبدو "خيال علمي" وهو كذلك. محرك الاعوجاج غير موجود بالفعل ، حتى الآن. ومع ذلك ، من الناحية النظرية ، يمكن إنشاء نسخة من نظام الدفع هذا من خلال ما يكفي من الوقت والمال والمواد.

ربما يكون السبب الرئيسي وراء إمكانية تحقيق ذلك هو أنه لم يتم إثباته بعد. لذلك ، هناك أمل لمستقبل مع السفر FTL (أسرع من الضوء) ، فقط لا يبدو أنه سيحدث في أي وقت قريب.

ما هو الاعوجاج محرك؟

محرك الاعوجاج هو ما يسمح لسفن الخيال العلمي بالعبور عبر الفضاء من خلال التحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء. هذا هو جانب مهم لأن lightpeed هو الحد الأقصى للسرعة الكونية - قانون السير في الكون النهائي والحاجز.

بقدر ما نعلم ، لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع من الضوء. وفقًا لنظريات أينشتاين حول النسبية ، يتطلب الأمر كمية لا حصر لها من الطاقة لتسريع جسم بكتلة تصل إلى سرعة الضوء. (السبب في أن الضوء نفسه لا يتأثر بهذه الحقيقة هو أن الفوتونات ، جزيئات الضوء ، ليس لها أي كتلة.) ونتيجة لذلك ، يبدو أن وجود مركبة فضائية تسير بسرعة (أو تتجاوز) سرعة الضوء ببساطة مستحيل.

ومع ذلك ، هناك نوعان من الثغرات. الأول هو أنه لا يبدو أن هناك حظرًا على السفر بأقرب وقت ممكن إلى سرعة الإنارة. والثاني هو أنه عندما نتحدث عن استحالة الوصول إلى سرعة الضوء ، فإننا نتحدث عن دفع الأشياء. ومع ذلك ، فإن فكرة محرك الاعوجاج لا تعتمد بالضرورة على السفن أو الأشياء التي تطير بسرعة فائقة في الضوء.

الاعوجاج محرك مقابل الثقوب

باستخدام محرك الاعوجاج سيكون مختلفا بشكل واضح عن السفر عبر الكون باستخدام الثقوب. هذه هي الهياكل النظرية التي تسمح لسفن الفضاء بالسفر من نقطة إلى أخرى عن طريق النفق عبر الفضاء. على نحو فعال ، سمحوا للسفن بأخذ اختصار لأنها تظل مرتبطة تقنيًا بالفضاء الطبيعي.

ومن النتائج الإيجابية لذلك أن المركبة الفضائية يمكنها أن تتغلب على تأثيرات غير مرغوب فيها ، مثل اتساع الوقت وتأثيرات التسارع الهائلة على جسم الإنسان ، الأمر الذي من شأنه أن يفسد فعلاً قصص الخيال العلمي.

فكرة الاعوجاج

إن فهمنا الحالي للفيزياء وكيفية انتقال الضوء يستثني الأشياء من الوصول إلى هذه السرعة ، ولكنه لا يستبعد إمكانية ذلك الفضاء نفسه السفر في أو خارج سرعة الضوء. في الواقع ، يدعي بعض الأشخاص الذين درسوا المشكلة أنه في الكون المبكر ، اتسع الزمكان بسرعة فائقة ، ولو لفترة قصيرة جدًا.

إذا ثبتت صحة هذه الفرضيات ، فيمكن أن تستفيد حملة الاعوجاج من هذه الثغرة ، تاركةً للعلماء بعد ذلك مسألة كيفية توليد الطاقة الهائلة اللازمة لتحريك الزمان والمكان.

يمكنك التفكير في محرك الاعوجاج بهذه الطريقة: محرك الاعوجاج هو ما يخلق مقدارًا هائلاً من الطاقة التي تتقلص المسافة الزمنية أمام المركبة الفضائية بينما تتوسع بالتساوي في الزمكان في العمق ، مما يخلق في النهاية فقاعة تشوه. هذا من شأنه أن يتسبب في وقت الفراغ تتالي من قبل الفقاعة - السفينة البقاء ثابتة إلى منطقتها المحلية كما الاعوجاج يتحول إلى وجهة جديدة في تطور فوقي.

بدافع من افتتانه بسرقة المؤامرة الثورية لجين روددينبيري ، أثبت العالم المكسيكي ميغيل ألسوبيري أن حملة الاعوجاج كانت ، في الواقع ، متوافقة مع القوانين الفعلية التي تحكم الكون. في تصميمه في أواخر القرن العشرين ، والمعروف باسم حملة Alcubierre ، تجوب المركبة الفضائية "موجة" من الزمكان ، تشبه إلى حد بعيد ركوب الأمواج بموجة على المحيط.

تحديات الاعوجاج

على الرغم من برهان Alcubierre وحقيقة أنه لا يوجد شيء في فهمنا الحالي للفيزياء النظرية التي تحظر تطور الاعوجاج ، فإن الفكرة برمتها لا تزال في عالم المضاربة ، وتكنولوجيانا الحالية ليست موجودة بعد. يعمل الأشخاص على إيجاد طرق لتحقيق مثل هذا العمل الفذ ، لكن لا يزال يتعين حل العديد من المشكلات.

الكتلة السلبية

إنشاء وحركة فقاعة الاعوجاج يستلزم القضاء على المساحة الموجودة أمامها بينما تنمو المساحة الموجودة في الخلف بسرعة. مساحة الإبادة هي ما نشير إليه على أنه كتلة سلبية أو طاقة سلبية ، وهو نوع نظري للغاية من المادة لم يتم "العثور عليها" حتى الآن.

ومع ذلك ، فقد نقلتنا ثلاث نظريات إلى حقيقة الكتلة السلبية. تأثير Casimir يحدد الإعداد حيث يتم وضع اثنين من المرايا المتوازية في فراغ. عندما ننقلهم قريبين جدًا من بعضهم البعض ، يبدو أن الطاقة بينهم أقل من الطاقة من حولهم ، مما يخلق ما نسميه الطاقة السلبية ، حتى لو كانت بكميات ضئيلة جدًا.

اعتبارًا من عام 2018 ، أظهر علماء من جامعة روتشستر إمكانية أخرى لإنشاء كتلة سلبية باستخدام الليزر. على الرغم من أن هذه الاكتشافات تقرب البشرية من تقريبها بشكل صحيح ، إلا أن هذه الكميات الدقيقة بعيدة جدًا عن حجم كثافة الطاقة السلبية اللازمة للسفر 200 مرة من خط فوتل (وهو السرعة اللازمة للوصول إلى أقرب نجم في كمية معقولة من الوقت).

ربما الأهم من ذلك ، في عام 2016 ، أثبت العلماء في LIGO (مرصد موجة التداخل بالليزر للجاذبية) أن الزمكان يمكن أن "يتشوه" وينحني في وجود حقول جاذبية هائلة.

كمية الطاقة

مع تصميم Alcubierre في عام 1994 ، ثم بعد ذلك في Natario في عام 2001 ، بدا أن الكمية الهائلة من الطاقة اللازمة لإنشاء التمدد والانكماش الضروريين للفضاء تتجاوز ناتج الشمس ، خلال فترة عمره البالغة 10 مليارات سنة. ومع ذلك ، تمكنت الأبحاث الإضافية من خفض كمية الطاقة السلبية إلى طاقة كوكب عملاق للغاز ، والذي يبدو أنه لا يزال من الصعب الوصول إليه.

تتمثل إحدى النظريات في استخدام كميات هائلة من الطاقة المستخرجة من انفجارات المادة المضادة - انفجارات لجزيئات متماثلة مع شحنات معارضة - في "لب الالتواء" للسفينة.

السفر مع الاعوجاج محرك

حتى لو نجحنا في استخدام ، على سبيل المثال ، استخدام موجات الجاذبية لثني الفضاء الزمني حول سفينة فضائية معينة و / أو خلق طاقة سلبية من شأنها أن تفعل الشيء نفسه ، وإذا نجحنا في نفس الوقت في تسخير كميات هائلة من الطاقة ، المزيد من الأسئلة سوف تأتي فيما يتعلق بالسفر الاعوجاج.

يفكر العلماء أنه إلى جانب سفرنا بين النجوم ، من المحتمل أن تجمع فقاعة الإعوجاج لدينا عددًا كبيرًا من الجسيمات ، مما قد يسبب انفجارات هائلة عند الوصول. هناك مسألة أخرى محتملة مرتبطة بهذا الأمر وهي كيفية التنقل في فقاعة الاعوجاج بأكملها ومسألة كيفية التواصل مع الأرض.

استنتاج

من الناحية الفنية ، ما زلنا بعيدين عن قدرات الالتفاف والسفر بين النجوم ، ولكن مع تسارع التكنولوجيا وأجهزة الكمبيوتر ، ربما لسنا بعيد المنال. مع التطورات الحديثة في العلوم والدافع لدفع الابتكار ، فإن أشخاصًا مثل Elon Musk و Jeff Bezos الذين يطمحون إلى جعلنا حضارة ترتاد الفضاء هي المحفزات اللازمة لكسر كود الإعوجاج. لأول مرة منذ عقود ، هناك إثارة تشبه الروك أند رول حول رحلة الفضاء. هذا هو جزء أساسي آخر في السعي لتصبح سادة الكون.