الشخص مدفوع دائمًا بالرغبة في المجهول، بل إنه يمتلك ناقلًا عصبيًا خاصًا - الدوبامين، وهو محفز كيميائي للحصول على المعلومات. يحتاج الدماغ باستمرار إلى دفق من البيانات الجديدة، وحتى لو لم تكن هذه البيانات ضرورية للبقاء على قيد الحياة، فقد يحدث أن هناك آلية وسيكون عدم استخدامها خطيئة.
في المقال أدناه، أود أن أعرض طرق الخيال العلمي للسفر إلى النجوم والمجرات البعيدة المتوفرة حاليًا في إطار النظريات والفرضيات العلمية.
في مواجهة الفضاء، تبدو معظم شؤون الإنسان غير ذات أهمية، بل وتافهة. كارل ساجان، 1980
رفع كل شخص رأسه مرة واحدة على الأقل في حياته في أمسية صيفية دافئة وشاهد النجوم. عمق الفضاء يجذب ويثير الرهبة للبعض مرة أخرى لفترة قصيرة وللآخرين لمدى الحياة.
ماذا يوجد هناك؟ هل هناك حياة هناك؟ وما هي المعجزات التي يمكن أن تحدث في هذه العوالم التي لا تعد ولا تحصى؟
وبطبيعة الحال، الطريقة الوحيدة للذهاب إلى هناك ومعرفة ذلك هي السفر عبر الزمكان إلى هذه النجوم البعيدة، والكواكب، والسدم، وحتى المجرات.
ولكن للأسف وآه -- الوقت ليس مناسبا. المكان الوحيد الذي وصلت إليه تقنيات السفر لدينا ليس بعيدًا عن النظام الشمسي، وذلك بفضل المجسات الأوتوماتيكية لمشروع Voyager، والتي منها تم إطلاقه عام 1977!
لكن للحديث بجدية عن العوالم الأخرى، نحتاج إلى سرعة تساوي على الأقل سرعة الضوء، ومثالية فائقة السرعة.
مالذي يوقفك؟
كل شيء بسيط هنا - فقط قوانين الفيزياء، والقوانين الأساسية في ذلك.
قانون السببية
النقطة المهمة هي أن التأثير لا يمكن أن يسبق السبب. لم يلاحظ أحد من قبل، على سبيل المثال، أن البطة سقطت ميتة في البداية ثم أطلق الصياد النار عليها. عند السرعات التي تتجاوز C، يصبح تسلسل الأحداث معكوسًا، ويتم إرجاع الشريط الزمني إلى الخلف. من السهل التحقق من ذلك من خلال المنطق البسيط التالي.
لنفترض أننا على متن سفينة فضائية تتحرك بسرعة أكبر من الضوء. ثم نلحق تدريجياً بالضوء المنبعث من المصدر في أوقات سابقة وأقدم. أولاً، سنلحق بالفوتونات المنبعثة، على سبيل المثال، بالأمس، ثم تلك المنبعثة أول من أمس، ثم أسبوع، أو شهر، أو عام مضى، وهكذا. ولو كان مصدر الضوء مرآة تعكس الحياة، لرأينا أولاً أحداث الأمس، ثم أول أمس، وهكذا. يمكننا أن نرى، على سبيل المثال، رجلاً عجوزاً يتحول تدريجياً إلى رجل في منتصف العمر، ثم إلى شاب، إلى شاب، إلى طفل... أي أن الزمن سيعود إلى الوراء، وننتقل من الحاضر إلى الحاضر. الماضي. ومن ثم فإن الأسباب والنتائج سوف تتغير الأماكن.
قيود ألبرت القديمة
بالإضافة إلى مشكلة السببية، وضعت الطبيعة شروطًا أكثر صرامة: لا يمكن تحقيق الحركة بسرعة فائقة السرعة فحسب، بل أيضًا بسرعة تساوي سرعة الضوء - لا يمكن تحقيقها إلا يقترب. من النظرية النسبية يترتب على ذلك متى زيادة السرعة تنشأ ثلاثة ظروف: زيادات جماعية جسم متحرك، يقل حجمه في اتجاه الحركة و الوقت يتباطأ على هذا الكائن (من وجهة نظر مراقب خارجي "مستريح"). عند السرعات العادية تكون هذه التغييرات ضئيلة، ولكن عندما تقترب من سرعة الضوء تصبح ملحوظة أكثر فأكثر، وفي الحد - عند سرعة تساوي C - تصبح الكتلة كبيرة بشكل لا نهائييفقد الكائن حجمه تمامًا في اتجاه الحركة و وقت على ذلك توقف. ولذلك لا يمكن لأي جسم مادي أن يصل إلى سرعة الضوء. فقط الضوء نفسه لديه مثل هذه السرعة! (وأيضًا جسيم "شامل الاختراق" - النيوترينو، الذي، مثل الفوتون، لا يمكنه التحرك بسرعة أقل من C.
بشكل عام، بالإضافة إلى ما هو موضح أعلاه، هناك العديد من المشاكل، على سبيل المثال، عند سرعة قريبة من الضوء، عندما يصطدم جسم يزن 1 كجم بحبة رمل، يتم إطلاق مثل هذه الكمية من الطاقة التي تسمح بـ 10 آلاف طن من الفولاذ ليتحول إلى بخار خلال ثانية واحدة. إذا قارنا ذلك بالكتلة الفعلية للمركبة الفضائية، فإن قوة الانفجار ستكون مساوية أو تتجاوز قوة العمليات النووية التي تحدث في الشمس.
لكن الشخص الذكي لن يصعد الجبل، الشخص الذكي سوف يدور حول الجبل، لأن القوانين موجودة لكسرها... فقط أمزح، لن تتمكن من خرق القوانين، لكن الخيال العلمي ( والخيال العلمي الزائف) يقدم لنا طرقًا للتحرك تسمح لنا بتجاوز مبادئ SRT.
طرق السفر فائق السطوع في الزمكان
جسور أينشتاين-روزين
ربما تكون، المعروفة أيضًا باسم الثقوب الدودية أو الثقوب الدودية، هي الوسيلة الأكثر شهرة للسفر بين النجوم، وعلى الأرجح أنها موجودة بالفعل. تنبأت النظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين بوجود الثقوب الدودية، رغم أنه لم يتم اكتشافها بعد.
بعبارات بسيطة، جسر أينشتاين-روزين هو نفق في الفضاء ناتج عن تشوه الزمكان. تعمل الأجسام الضخمة مثل النجوم أو الثقوب السوداء على ثني الزمان والمكان بنفس الطريقة التي تنحني بها كرة البولينج على الترامبولين. يمكن لجسم ضخم بما فيه الكفاية أن ينحني الزمكان إلى درجة أنه يخلق اتصالا بين نقطتين عادة ما تكونا بعيدتين تماما.
تخيل قطعة من الورق ونقطتين عليها. تحتاج إلى الانتقال من نقطة إلى أخرى، وإذا تحركت بشكل صارم على طول سطح الورقة، فإن هذه "الرحلة" ستستغرق بعض الوقت. ومع ذلك، إذا قمنا بطي الورقة بحيث تتزامن النقاط وثقبها في هذا المكان بقلم رصاص، فعندئذ، باستخدام قلم الرصاص كنفق (أو جسر)، سنقلل بشكل كبير المسافة بين النقاط.
غالبًا ما كان يُنظر إلى مدخل الثقب الدودي على أنه مدخل إلى نفق، وهو أمر منطقي نظرًا للاسم. لكن هذا مفهوم خاطئ. يعرض فيلم "Interstellar" هذه النقطة بشكل صحيح - من وجهة نظر مراقب في الفضاء ثلاثي الأبعاد، يجب أن يبدو الثقب الدودي وكأنه كرة.
الثقوب الدودية هي وسيلة مغرية لتحقيق السفر بين النجوم لأنها لا تتطلب منك التحرك بسرعة أكبر من الضوء. تخبرنا الفيزياء أنه لا يوجد شيء يمكنه السفر بسرعة أكبر من الضوء. لكن مع الثقوب الدودية من الممكن السفر لمسافات شاسعة بين النجوم دون انتهاك هذا القانون
محرك الاعوجاج
Warp، وهي تقنية FTL المتوفرة حاليًا يتم إحضاره إلى الحياة. يمكن بسهولة أن يُطلق على الالتواء الطريقة الأكثر واقعية للسفر فوق سرعة الضوء على الإطلاق. دعها تبقى فقط في شكل صيغ على الورق في الوقت الحالي. هذا هو حول .
وينبع مبدأ التشغيل من طريقة للتحايل على النظرية النسبية الخاصة، التي تفترض أنه لا يوجد شيء في الفضاء يمكنه التحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء. "المسار" هو أن هذه الفرضية لا تنطبق على الفضاء نفسه، الذي يمكن أن يتقلص ويتمدد من مؤثرات مختلفة، على سبيل المثال، مجال الجاذبية، يقوم محرك Warp بضغط المساحة أمام السفينة وتوسيعها خلف السفينة، متحركًا فقاعة الفضاء العادي جنبا إلى جنب مع السفينة إلى الأمام.
في عالم ستار تريك، تطور مثل هذه المحركات سرعات متواضعة إلى حد ما وفقًا لمعايير الخيال العلمي - كانت رحلات إنتربرايز مقتصرة على قطاع واحد من المجرة القريبة من النظام الشمسي (حوالي 1500 سنة ضوئية)، واستغرقت سنوات وتركت الكثير من البقع الفارغة وغير المستكشفة. المناطق.
الفضاء الفائق
منذ وقت ليس ببعيد، تجريبية مفصلة من المركبة الفضائية WMAP حول عدم التجانس في درجة حرارة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، والذي يعد أحد أهداف المراقبة الرئيسية في دراسة كوننا. عند تحليل هذه البيانات، تم اكتشاف شذوذ كبير في التوزيع الزاوي لتقلبات CMB عند التوافقيات المنخفضة. كان أحد التفسيرات لهذه الظاهرة هو النظرية القائلة بأن طوبولوجيا كوننا تختلف عن المستوى أو المجال ثلاثي الأبعاد. عند النظر في طوبولوجيا كوننا في شكل اثني عشري الوجوه، تتفق الحسابات النظرية بشكل وثيق مع البيانات التجريبية.
"لا يمكن بناء كون مسطح ثلاثي الأبعاد ومعقد طوبولوجيًا إلا على أساس المكعبات ومتوازيات السطوح والمنشورات السداسية. في حالة الفضاء المنحني، فإن فئة أوسع من الأشكال لديها مثل هذه الخصائص. وفي الوقت نفسه، فإن أفضل الأطياف الزاوية التي تم الحصول عليها في تجربة WMAP تتوافق مع نموذج الكون ذو الشكل الاثني عشري. ميخائيل بروخوروف، دكتور في العلوم الفيزيائية والرياضية، باحث بارز في قسم الفيزياء الفلكية النسبية في معهد ستيرنبرغ الفلكي الحكومي.
وبالتالي، فإن إمكانية وجود الفضاء الفائق للكون، الذي يوجد فيه كوننا المحدود، تتم الإشارة إليه من خلال النظريات المستندة إلى البيانات العملية عن إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف. ومع ذلك، حتى في حالة وجود مساحة زائدة، هناك حاجة إلى نوع من المحرك الخاص للتحرك في هذا الفضاء.
تخيل أن أمامك واديًا، وعليك الوصول إلى نقطة ما وراء الوادي. نظرًا لأنه لا يمكنك التحرك إلا على سطح مستو (في مساحة ثنائية الأبعاد)، فسيتعين عليك إما الالتفاف حول عائق ما أو النزول إلى الوادي وعبوره ثم التسلق. ولكن إذا كان لديك طائرة تحت تصرفك يمكنها التحرك في مساحة ثلاثية الأبعاد، فسوف تصل إلى المكان الذي تريد الذهاب إليه في خط مستقيم.
في الواقع، يحتوي الفضاء الفائق على مقياس مختلف عن الفضاء ثلاثي الأبعاد العادي والحركة فيه تشبه الحركة في الثقب الدودي، فقط الأنفاق يمكنها توصيل ليس نقطة واحدة، بل عدة نقاط في وقت واحد، مما يفتح على مساحة عادية ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك، فإن الحركة نفسها في الفضاء الزائد ستكون مختلفة بصريا عن الحركة في الثقب الدودي (على عكس الرسوم التوضيحية الشعبية)، لأن الهيكل ثلاثي الأبعاد للكون سوف "يغلف" المسافر داخل مسار الفضاء الزائد. أعتقد أنه إذا كان هذا ممكنًا، فإن المشهد ساحر حقًا - النجوم المرئية أو السدم أو مجموعات المجرات بأكملها تنتشر وتمتد ببطء، وتغير لوحة الألوان أثناء تحولها إلى المنطقة الحمراء الكونية (؟).
فكرة السفر عبر الفضاء الفائق، في رأيي، تم تصويرها بنجاح في فيلم "اتصل" عام 1997. (استنادا إلى رواية كارل ساجان، حصل الفيلم على جائزة هوغو. المركز الثاني في قائمة أفلام الخيال العلمي الأكثر موثوقية وفقا لوكالة ناسا). في ذلك، تم إنشاء التثبيت، الذي تم تلقي رسوماته من خلال إشارة من حضارة خارج كوكب الأرض التي التقطتها بطلة الفيلم، تلاعبًا بالطاقة الغريبة، ونتيجة لذلك، "مرر" المقصورة مع شخص عبر الفضاء الداخلي من المجال. على ما يبدو، سقطت المقصورة في الفضاء الفائق، في "نفق" تم إنشاؤه بالفعل. وكما تبين، هناك عدد كبير من هذه الأنفاق في جميع أنحاء المجرة وقد تم إنشاؤها جميعًا بواسطة حضارة أقدم. حسنًا، هذا من كلام ممثل السباق الذي التقطت بطلة الفيلم إشارته. هذا كل شيء يا شباب. شخصياً، هذا الفيلم في قمة اهتماماتي. ولكن كما تظهر الممارسة، لا يحب الجميع ذلك.
النقل الآني غير المادي
نحن نعلم أن التفسير الأكثر شيوعًا للانتقال الآني هو الحركة اللحظية لجسم مادي في الفضاء إلى مسافة عشوائية.
في هذا السياق، يمكنك أيضًا استخدام الثقب الدودي، لكننا تحدثنا عنه بالفعل، لذلك دعونا نتحدث عن طريقة مختلفة تمامًا.
ونحن مهتمون بنقل المعلومات حول المادة، حتى لقطة كمومية.
تتم العملية تقريبًا كما يلي: يتم وضع جسمك عند النقطة A، والتي تقوم بمسحك وصولاً إلى الجسيمات دون الذرية وحالتها الكمومية، ثم تحويل نسخة منك إلى نسخة رقمية. بعد ذلك، يتم نقل الحالة الكمومية في تيار واحد عبر قنوات الاتصال القياسية. ولكن هناك مشكلة هنا - وهي فرض حظر على نقل البيانات فائقة السطوع، وفقًا لـ SRT، من ناحية أخرى، إذا أثبت العلم وجود جسيمات افتراضية ذات كتلة ساكنة سلبية أو وهمية، مثل التاكيون، معلومات حول الجسم يمكن أن تنتقل بسرعة فائقة. أو ربما بمساعدة موجات الجاذبية (؟). بعد ذلك، عند النقطة B، يتم إعادة إنشاء الشخص على المستوى الكمي وها هو بالفعل في وجهته. أغفل التعليل حول تدمير "الروح" في التركيب أ، لأنني ملحد ولا آخذ ذلك في الاعتبار (آسف).
هذه الطريقة جيدة لأنه بالنسبة للنقل الآني الكمي لجسم مادي، ليس من الضروري استخدام انحناء الزمكان وإنفاق كمية هائلة من الطاقة. تكمن المشكلة بالطبع في التسليم الأولي للتركيب نفسه، والذي سيعيد إنتاج الكائن عند النقطة ب. ولكن يمكن تسليمه بطرق أطول، لا تقتصر على حياة إنسان واحد أو أكثر.
صفر الكتلة
جميع السفن الفضائية في عالم Mass Effect تستخدم العنصر Zero بطريقة أو بأخرى، مما يولد التأثير الشامل المحدد، إما بتقليل كتلة الأجسام المحيطة به أو زيادتها. وبالتالي من الممكن تحريف النظرية النسبية وتجاوز سرعة الضوء.
يتم السفر التقليدي بين الكواكب والنجوم القريبة باستخدام محركات FTL، والتي لا يمكنها إلا تقليل كتلة السفينة. بالنسبة للرحلات الجوية بين النجوم لمسافات طويلة، يتم استخدام المرحلات الجماعية - محطات ضخمة مبنية حول نوى كثيفة تتكون من العنصر صفر. عادة ما تكون المرحلات مرتبطة بواحد أو أكثر من المرحلات الأخرى وتكون قادرة على إنشاء ممر تختفي فيه الكتلة بشكل أساسي، مما يؤدي إلى نقل السفينة على الفور تقريبًا لآلاف السنين الضوئية
منحنيات زمنية مغلقة
يبدو للوهلة الأولى أن الشكل الأخير من أشكال السفر فوق الضوء الذي سنتناوله هو الأقل علميًا.
لمدة 55 عامًا، قام دكتور هو بتأريخ مغامرات الطبيب ورفاقه من البشر عبر الزمان والمكان. ما هي وسائل النقل التي استخدموها؟ صندوق أزرق كبير يعرف باسم التارديس (TARDIS - الزمن والبعد النسبي في الفضاء)، والذي يمكنه نقلهم إلى أي مكان وفي أي وقت يريدون.
تم بناء TARDISes (أو بالأحرى تربيتها) من قبل السلالة القديمة لـ Time Lords، وهي أكثر سحرًا من تقنية Mass Effect. وكما أوضح الطبيب نفسه، فإن مركبته "شيء متذبذب، متذبذب، مؤقت، مؤقت". يبدو أن هناك نوعًا من التأخير عند التحرك في TARDIS - مما يعني أنه أقرب إلى محرك فائق السرعة من الناقل الآني. لكن التارديس يختفي هنا، ويطير عبر "دوامة الزمن" ويظهر هناك. هذا كل ما تحتاج إلى معرفته حقًا.
أم لا؟ اتضح أن TARDIS له أساس نظري أكثر من الفضاء الفائق.
في عام 2013، نشر الفيزيائيان بنيامين ك. تيبيت وديفيد تسانغ ورقة بحثية تقترح الأساس النظري لإنشاء آلة الزمن الحقيقي، أي. طريقة للسفر إلى ماضيك. المقال كان يسمى "المجالات الرجعية الآهنرونية القابلة للعبور في الزمكان" (راجع الاختصار).
يصف تيبيت وتسانغ مسافرًا عبر الزمن في فقاعة الزمكان التي تدخل (يشبه في الأساس جسر أينشتاين-روزين). ضمن هذا المنحنى، يمكن للمسافر الذهاب إلى أي مكان وفقًا لجدوله الزمني الخاص، بينما داخل الفقاعة، يبدو أن الوقت يسير كالمعتاد.
اقترح اثنان من علماء الفيزياء أن المنحنيات الشبيهة بالزمن يمكن تقسيمها وربطها، مما يفتح إمكانية السفر ليس فقط في خطك الزمني الخاص، ولكن في أي مكان في الزمان والمكان.
حسنًا، يبدو أن هذا هو كل ما يمكنني تقديمه لك.
من المؤكد أنني فاتني شيئًا ما أو حتى ذهبت بعيدًا في عالم الخيال. لذلك أنا في انتظار الإصدارات الخاصة بك في التعليقات.
المصدر: www.habr.com
