الفراغ

قد يكون من الممكن استخدام سفينة فضائية تعمل بمحرك أسرع من الضوء

قد يكون من الممكن استخدام سفينة فضائية تعمل بمحرك أسرع من الضوء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هذا هو. لقد قررت أن عام 2020 كان كافياً. لقد قمت بإنشاء مركبة فضائية وقمت باختيار المغادرة إلى أقرب كوكب صالح للسكن. لن يقوم أي من الجيران القريبين التقليديين الصالحين للسكن مثل المريخ أو الزهرة أو تيتان بإجراء الخفض. بدلاً من المخاطرة بالعيش خلال كوارث عام 2020 بعد الآن ، فإن أفضل رهان لك هو السفر إلى أحد أقرب جيراننا بين النجوم. في عام 2017 ، أفاد علماء الفلك أن أقرب جيراننا ، Proxima Centauri ، لديه العديد من الكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن. يبدو أن هذه قد تكون وجهتك التالية. ومع ذلك ، ما هو الوقت الذي ستستغرقه للوصول إلى منزلك الجديد باستخدام تقنيتنا الحالية؟ للإشارة ، ضع في اعتبارك أن صاروخ Saturn V الذي أطلق مركبة الفضاء Apollo 11 إلى الفضاء قد سافر في وقت يزيد قليلاً عن 40000 كيلومتر في الساعة.

ومع ذلك ، دعنا نفترض أن سفينة الفضاء الخاصة بك يمكن أن تصل إلى نفس السرعة القصوى مثل Parker Solar Probe ، أسفله مباشرة 700000 كيلومتر لكل ساعة. كم من الوقت ستستغرق للوصول إلى Proxima Centauri ، التي تقع على بعد حوالي 4.2 سنة ضوئية من الأرض؟ بضعة أشهر؟ سنوات؟ عقود؟ على افتراض أنه يمكنك السفر بسرعة مسبار باركر الشمسي ، فسيستغرق الأمر تقريبًا 6600 سنة للوصول إلى وجهتك. لن يساعدك أي قدر من اللعب على الترفيه لفترة طويلة ، نظرًا لأنك وجدت طريقة للبقاء على قيد الحياة. لنفترض ، إذا كنت قادرًا على السفر بسرعة مركبة الفضاء أبولو 11 فقط ، فسيأخذك ذلك 113000 سنة للوصول إلى Proxima Centauri.

لفهم محركات الاعوجاج ، تحتاج إلى فهم سرعة الضوء

ربما لدينا حل للغز الخاص بك. محرك الاعوجاج. قبل أن ننتقل حتى إلى سرعة الالتفاف ، تحتاج إلى فهم الحجم الهائل لكوننا ومفهوم السنوات الضوئية تمامًا.

نظرًا لأن الكون كبير بشكل لا يمكن تصوره ، يميل الباحثون إلى استخدام السنوات الضوئية لوصف المسافة بين الأشياء. باختصار ، السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة أرضية واحدة. الضوء هو أسرع شيء في عالمنا ، يسافر بسرعة تقارب 186000 ميل أو 300000 كم في الثانية. تبلغ السنة الضوئية حوالي 6 تريليون ميل أو 9 تريليون كيلومتر. إذا كنت ترغب في السفر إلى شيء أقرب قليلاً مثل الشمس ، فسيستغرق الأمر 8.3 دقيقة للوصول إلى وجهتك السفر بسرعة الضوء.

ومع ذلك ، إذا أردت الذهاب إلى أقرب مجرة ​​كبيرة لدينا ، المرأة المسلسلة ، فستأخذك 2.5 مليون سنة ضوئية. حتى لو تمكن البشر من إنشاء سفينة يمكنها السفر بسرعة الضوء ، فإن وجهاتنا المحتملة ستظل محدودة. أسهل بكثير ، لكنها ما زالت مزعجة. كما قلنا ، الكون كبير بشكل لا يمكن تصوره. ومع ذلك ، هل يمكننا إنشاء سفينة تسافر أسرع من الضوء؟ على الرغم من أن هذا يبدو وكأنه شيء من برنامج أو فيلم الخيال العلمي المفضل لديك ، إلا أن محرك الالتواء قد لا يكون غير واقعي كما كان يعتقد من قبل.

في الواقع ، قد يكون حاسما لبقائنا. "لا أعتقد أن الجنس البشري سيبقى على قيد الحياة خلال الألف سنة القادمة ، ما لم ننتشر في الفضاء. هناك الكثير من الحوادث التي يمكن أن تصيب الحياة على كوكب واحد. لكنني متفائل. سوف نتواصل مع النجوم قال الراحل ستيفن هوكينغ.

17 حقائق عن السفر بين النجوم ستجعلك تحلم بالفضاء

محرك الاعوجاج في الخيال العلمي

في امتياز فيلم Star Trek الأسطوري والبرامج التلفزيونية ، تم وصف تقنية محرك الاعوجاج بأنها آلة مصممة "للتلاعب بالفضاء ، لانتهاك قوانين الحركة. إذا ارتكبت أصغر خطأ ، فسوف تنهار حقل الالتواء ، وستسحق هذه السفينة ".

يبدو رائعًا ، أليس كذلك؟

في الأساس ، يسمح محرك الالتواء لمستكشفي الفضاء بالسفر بشكل أسرع من سرعة الضوء. في Star Trek ، عملت عن طريق توليد "حقول الاعوجاج" لتشكيل فقاعة فضاء فرعية تغلف المركبة الفضائية ، وتشوه استمرارية الزمكان المحلي وتحريك المركبة الفضائية بسرعات يمكن أن تتجاوز بشكل كبير سرعة الضوء. هذا الجهاز الخيالي الذي يعود إلى القرن الرابع والعشرين يجعل جميع عمليات الاستكشاف والتجارة بين النجوم ممكنة في Star Trek. ومع ذلك ، ماذا عن الواقع؟

سرعة الالتفاف أمامك: ما هو محرك الاعوجاج؟

كما ذكرنا ، في عالمنا الخيالي ، سيسمح لنا محرك الالتواء بالتلاعب بالزمكان نفسه ، مستفيدًا حرفيًا من ثغرة في الفيزياء للتحرك أسرع من الضوء. يُعرف أقرب شيء لمحرك الالتواء الحقيقي باسم Alcubierre Warp Drive ، والذي لا يزال مجرد بناء نظري. وهي تستند إلى ورقة فيزياء مضاربة للغاية نُشرت في عام 1994 من قبل الفيزيائي المكسيكي ميغيل ألكوبيير ، الذي اقترح حلاً صالحًا على ما يبدو لكيفية تفاعل الزمكان والطاقة.

لماذا نفعل شيئًا كهذا؟ يمكنك أن تشكر أينشتاين. قادت نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين فهمنا للكون لأكثر من قرن. يعمل العلماء في ظل القيود التي يفرضها الكون النسبي. يدور أحد هذه القيود المقترحة حول فكرة أن سرعة الضوء هي حد سرعة عالمي غير قابل للكسر.

هذا يعني أن أشياء مثل السفر في الفضاء أسرع من الضوء أمر مستحيل. إجابة الكوبيير؟ إنه يعتقد أن ثني الزمكان يمكن أن يكون الحل. كيف سيعمل ذلك؟

كيف يعمل محرك الاعوجاج الخاص بك؟

دعنا نعود إلى رحلتنا الفضائية إلى مثال Proxima Centauri. في هذه الحالة ، بدلاً من أن يكون لدينا سفينة فضاء قياسية ، لدينا سفينة جديدة ومحسنة مزودة بتقنية محرك الالتواء Alcubierre المثبتة. كيف ستعمل؟ ببساطة ، عندما تسافر سفينتك إلى Proxima Centauri ، سيؤدي ذلك إلى تقلص المساحة التي أمامها بينما تتسع المساحة خلفها. ستتحرك سفينتك في الزمكان داخل فقاعة ، أو ما يعرف باسم "فقاعة الالتواء" للفضاء المسطح.

يُطلق على حل معادلات المجال الخاصة بأينشتاين والتي من شأنها أن تسمح لهذا الانتقال بسرعة الالتواء "مقياس Alcubierre". تخيل أنك وزميلك في الغرفة التقطت الملاءة على سريرك وقمت بتقويمها ، وتمسك كل زاوية بحيث يتم تعليقها فوق السرير ، بشكل مسطح ومستقر تمامًا. إذا قمت بإسقاط كرة بلورية مستديرة وتركتها على هذه الورقة ، فسوف تخلق فجوة ، "تثني" النسيج. ستكون هذه سفينة الفضاء الخاصة بك داخل فقاعتها الملتوية ، والورقة هي الزمكان. إن سفينة الفضاء الخاصة بنا لا تقوم فقط بإحداث تأثير في الفضاء ؛ إنه يسحب جزءًا من الزمكان نحوه (يتوسع) ويدفع الزمكان خلفه (الانقباض).

كما وصفه مات ويليامز من الكون اليوم ، "نظرًا لأن السفينة لا تتحرك داخل هذه الفقاعة ، ولكن يتم نقلها مع تحرك المنطقة نفسها ، فلن تنطبق التأثيرات النسبية التقليدية مثل تمدد الوقت. ومن ثم ، فإن قواعد الزمكان ولن يتم انتهاك قوانين النسبية بالمعنى التقليدي ".

سفينتنا لا تنتهك معادلات أينشتاين بفضل "مقياس الكوبيير". هذه الظاهرة ستمنح سفينة الفضاء الخاصة بنا خصائص خاصة. يمكن أن نصل إلى وجهتنا داخل فقاعتنا بشكل أسرع من شعاع الضوء الذي ينتقل خارج فقاعة الالتواء. ومن المثير للاهتمام أن نسيج الزمكان لا يقتصر على سرعة الضوء كما اقترح آينشتاين.

توجد بعض المشكلات في Warp Drive

ما نوع سفينة الفضاء التي نحتاج إلى إنشائها للقيام بذلك؟ سنحتاج إلى إنشاء مركبة فضائية على شكل كرة قدم بحلقة ضخمة تحيط بها حتى يكون سفرنا أسرع من الضوء ممكنًا. فكر في السفينة الهائلة المعروضة في Interstellar أو حتى في عام 2001: Space Odyssey. الحلقة التي تدور حول السفينة ستكون مصنوعة من "مادة غريبة" من شأنها أن تتسبب في التفاف الزمكان حولها ، مما يخلق السيناريو الموصوف أعلاه. بالعودة إلى تفسير فقاعة الالتواء ، سنكون قادرين على السفر حوالي عشرة أضعاف سرعة الضوء.

فلماذا لا نمول هذا؟ لبناء سفينة فضائية قوية بما يكفي للالتفاف ، يجب أن يكون الزمكان ضخمًا. سيكون الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة مساويًا تقريبًا لكتلة طاقة كوكب المشتري.

ومع ذلك ، فقد غير العلماء مؤخرًا لحنهم يمكن أن يكون من الممكن؟

يقول هارولد "سوني" وايت من مركز جونسون للفضاء التابع لناسا: "هناك أمل". في ندوة المركبة الفضائية المائة عام ، وهو اجتماع لمناقشة رحلات الفضاء بين النجوم ، تحدث عن إمكانية إنشاء محرك Alcubierre warp. في البداية ، كان يُعتقد أن الحلقة الموجودة على سفينتنا يجب أن تكون دائرة مثالية ، مما يزيد من تعقيد تصميمها. ومع ذلك ، فإن حسابات وايت الجديدة تقترح أن تكون الحلقة التي تدور حول سفينتنا على شكل دونات.

يمكن أن يؤدي هذا إلى تشغيل مركبة فضائية بكتلة طاقة مسبار فوييجر 1. وفي الآونة الأخيرة ، أشار تقرير نشرته وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) إلى أن وكالة الفضاء قد قامت على الأقل بإلقاء نظرة جادة على تقنية محرك الاعوجاج ، وهناك خطوات متعددة مطلوبة لتحقيق السفر بين النجوم ، وقد يستغرق الأمر سنوات لا حصر لها قبل أن نصبح نوعًا بين الكواكب. علاوة على ذلك ، هناك العديد من الخطوات الأخرى التي نحتاج إلى اتخاذها للوصول إلى هناك. ببساطة ، سيكون إنشاء حضارة مكتفية ذاتيا على المريخ مهمة ضخمة.

كما قال إيلون ماسك ذات مرة ، "يجب أن يكون هناك تقاطع بين مجموعة الأشخاص الذين يرغبون في الذهاب ، ومجموعة الأشخاص الذين يمكنهم تحمل تكلفة الذهاب ... ويجب أن يكون تقاطع المجموعات هذا كافيًا لتأسيس الذات- الحضارة المستدامة ".

ومع ذلك ، يمكن أن تكون تقنية محرك الاعوجاج خطوة أولى مهمة. حتى ذلك الحين يمكننا أن نضع آمالنا في تطوير الدفع الأيوني.

هل تعتقد أنه سيكون لدينا تقنية محرك الاعوجاج في المستقبل القريب؟ الى اين تسافر


شاهد الفيديو: المحرك المستحيل لدفع سفن الفضاء بلا وقود (قد 2022).