یک فرد همیشه توسط ولع ناشناخته هدایت می شود؛ او حتی یک انتقال دهنده عصبی خاص - دوپامین دارد که یک محرک شیمیایی برای به دست آوردن اطلاعات است. مغز دائماً به جریانی از داده های جدید نیاز دارد و حتی اگر این داده ها برای بقا لازم نباشد، اتفاقاً مکانیزمی وجود دارد و استفاده نکردن از آن گناه است.
در مقاله زیر میخواهم روشهای علمی-تخیلی سفر به ستارگان و کهکشانهای دور را که در حال حاضر در چارچوب نظریهها و فرضیههای علمی موجود است، بیان کنم.
در مواجهه با فضا، بیشتر امور انسانی بی اهمیت و حتی پیش پا افتاده به نظر می رسند. کارل سیگان، 1980
هر شخصی حداقل یک بار در زندگی خود در یک غروب گرم تابستانی سر خود را بلند کرد و ستاره ها را تماشا کرد. عمق فضا برای برخی دوباره برای مدتی کوتاه و برای برخی دیگر برای مادام العمر، جذب و برانگیختن هیبت می کند.
چه چیزی وجود دارد؟ اونجا زندگی هست؟ و چه معجزاتی می تواند در این جهان های بی شمار وجود داشته باشد؟
البته، تنها راه برای رفتن به آنجا و پیدا کردن آن، سفر در فضا-زمان به این ستارهها، سیارات، سحابیها و حتی کهکشانهای دوردست است.
اما افسوس و آه - زمان مناسب نیست. تنها جایی که فناوریهای سفر ما به آن رسیدهاند، به لطف کاوشگرهای خودکار پروژه وویجر، فراتر از منظومه شمسی نیست. در سال 1977 راه اندازی شد!
اما برای صحبت جدی در مورد جهان های دیگر، ما به سرعتی حداقل برابر با سرعت نور و در حالت ایده آل ابر نور نیاز داریم.
چه چیزی مانع تو است؟
همه چیز در اینجا ساده است - فقط قوانین فیزیک و قوانین اساسی.
قانون علیت
نکته این است که معلول نمی تواند مقدم بر علت باشد. هیچ کس تا به حال مشاهده نکرده است که مثلاً یک اردک ابتدا مرده افتاد و سپس شکارچی تیراندازی کرد. در سرعت های بیش از C، توالی رویدادها معکوس می شود، نوار زمانی به عقب برمی گردد. تأیید این موضوع از استدلال ساده زیر آسان است.
بیایید فرض کنیم که ما روی نوعی سفینه فضایی هستیم که سریعتر از نور حرکت می کند. سپس به تدریج به نوری که از منبع ساطع شده در زمانهای قبل و قبلتر میرسید، میرسیدیم. اول، ما فوتونهای ساطع شده، مثلاً دیروز، سپس فوتونهایی که پریروز گسیل شدهاند، سپس یک هفته، یک ماه، یک سال پیش و غیره را دنبال میکنیم. اگر منبع نور آینه ای بود که زندگی را منعکس می کرد، در آن صورت ما ابتدا وقایع دیروز را می دیدیم، سپس پریروز و غیره. می توانستیم مثلاً پیرمردی را ببینیم که کم کم تبدیل می شود به یک مرد میانسال، بعد به یک جوان، به یک جوان، به یک کودک... یعنی زمان به عقب برمی گشت، ما از زمان حال به گذشته. آنگاه علل و معلول ها مکان خود را تغییر می دهند.
محدودیت های آلبرت پیر
علاوه بر مشکل علیت، طبیعت شرایط سخت تری را نیز تعیین کرده است: حرکت نه تنها با سرعت فوق العاده دست نیافتنی است، بلکه با سرعتی برابر با سرعت نور - فقط می توان به آن دست یافت. رویکرد. از نظریه نسبیت چنین بر می آید که وقتی افزایش سرعت سه حالت پیش می آید: جرم افزایش می یابد جسم متحرک، اندازه آن در جهت حرکت کاهش می یابد و زمان کند می شود روی این شی (از دید یک ناظر "استراحت" خارجی). در سرعت های معمولی این تغییرات ناچیز است، اما با نزدیک شدن به سرعت نور بیشتر و بیشتر محسوس می شوند و در حد - با سرعتی برابر با C - جرم تبدیل می شود. بی نهایت بزرگ، جسم در جهت حرکت کاملاً اندازه خود را از دست می دهد و زمان روی او متوقف می شود. بنابراین هیچ جسم مادی نمی تواند به سرعت نور برسد. فقط خود نور چنین سرعتی دارد! (و همچنین یک ذره "همه نافذ" - یک نوترینو که مانند یک فوتون نمی تواند با سرعت کمتر از C حرکت کند.
به طور کلی، علاوه بر آنچه در بالا توضیح داده شد، مشکلات زیادی وجود دارد، به عنوان مثال، در سرعت نزدیک به نور، هنگامی که یک جسم به وزن 1 کیلوگرم با یک دانه شن برخورد می کند، انرژی آزاد می شود که 10 هزار تن را می دهد. فولاد در 1 ثانیه به بخار تبدیل می شود. اگر این را با جرم واقعی سفینه فضایی مقایسه کنیم، آنگاه قدرت انفجار برابر یا فراتر از قدرت فرآیندهای هسته ای رخ داده در خورشید خواهد بود.
اما یک فرد باهوش از کوهی بالا نمی رود، یک فرد باهوش کوه را دور می زند، زیرا قوانین برای شکستن آنها وجود دارد... و شبه علمی تخیلی) راه هایی برای حرکت به ما ارائه می دهد که به ما امکان می دهد اصول SRT را دور بزنیم.
روشهای سفر ابرشورایی در فضا-زمان
پل های اینشتین-روزن
که به عنوان کرم چاله یا کرمچاله نیز شناخته می شود، شاید شناخته شده ترین وسیله سفر بین ستاره ای باشد – و به احتمال زیاد واقعا وجود دارد. نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین وجود کرم چاله ها را پیش بینی کرد، اگرچه هنوز کشف نشده اند.
به زبان ساده، پل انیشتین-روزن تونلی در فضا است که در اثر تاب برداشتن فضا-زمان ایجاد میشود. اجسام عظیم مانند ستاره ها یا سیاهچاله ها زمان و فضا را به همان صورتی که توپ بولینگ ترامپولین را خم می کند، خم می کند. یک جسم به اندازه کافی پرجرم می تواند فضا-زمان را چنان خم کند که بین دو نقطه که معمولاً کاملاً دور هستند، ارتباط ایجاد کند.
یک تکه کاغذ و دو نقطه روی آن را تصور کنید. شما باید از یک نقطه به نقطه دیگر بروید، و اگر به شدت در امتداد سطح کاغذ حرکت کنید، این "سفر" مدتی طول می کشد. اما اگر ورق را طوری تا کنیم که نقاط منطبق شوند و با مداد در این محل سوراخ کنیم، با استفاده از مداد به عنوان تونل (یا پل)، فاصله بین نقاط را به میزان قابل توجهی کاهش می دهیم.
ورودی کرمچاله اغلب به عنوان ورودی یک تونل در نظر گرفته می شد که با توجه به این نام منطقی است. اما این یک تصور غلط است. فیلم "بین ستاره ای" این نکته را به درستی نشان می دهد - از دید یک ناظر در فضای سه بعدی، یک کرم چاله باید شبیه یک کره باشد.
کرم چاله ها روشی وسوسه انگیز برای دستیابی به سفر بین ستاره ای هستند زیرا نیازی به سرعت بیشتر از نور ندارند. فیزیک به ما می گوید که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند. اما با کرمچالهها میتوان مسافتهای بینستارهای وسیعی را بدون نقض این قانون طی کرد
درایو Warp
Warp، یک فناوری FTL که در حال حاضر دارد زنده شود. تار را می توان به راحتی واقعی ترین روش سفر بالاتر از سرعت نور همه شناخته شده نامید. بگذارید فعلا فقط به صورت فرمول روی کاغذ بماند. این در مورد است .
اصل عمل از روشی برای دور زدن نظریه نسبیت خاص ناشی می شود، که فرض می کند هیچ چیز در فضا نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند. "مسیر" این است که این فرض در مورد خود فضا صدق نمی کند، که می تواند از تأثیرات مختلف منقبض و کشیده شود، به عنوان مثال، یک میدان گرانشی، موتور Warp فضای جلوی کشتی را فشرده می کند و آن را در پشت کشتی گسترش می دهد و حرکت می کند. حباب فضای معمولی همراه با کشتی رو به جلو .
در جهان پیشتازان فضا، چنین موتورهایی با استانداردهای علمی تخیلی سرعت نسبتاً کمی دارند - سفرهای اینترپرایز به یک بخش از کهکشان نزدیک منظومه شمسی (حدود 1500 سال نوری) محدود شد، سال ها طول کشید و بسیاری از نقاط خالی و ناشناخته باقی ماند. مناطق.
هایپرفضا
نه چندان دور، تجربی دقیق از فضاپیمای WMAP در مورد ناهمگونی در دمای تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی، که یکی از اشیاء اصلی رصد در مطالعه جهان ما است. هنگام تجزیه و تحلیل این داده ها، یک ناهنجاری بزرگ در توزیع زاویه ای نوسانات CMB در هارمونیک های پایین کشف شد. یکی از توضیحات این پدیده این نظریه بود که توپولوژی جهان ما با یک صفحه یا کره سه بعدی متفاوت است. هنگامی که توپولوژی جهان ما را به شکل دوازده وجهی در نظر می گیریم، محاسبات نظری کاملاً با داده های تجربی مطابقت دارند.
یک جهان سه بعدی تخت از نظر توپولوژیکی پیچیده فقط می تواند بر اساس مکعب ها، موازی پاها و منشورهای شش ضلعی ساخته شود. در مورد فضای منحنی، دسته وسیع تری از فیگورها چنین ویژگی هایی دارند. در عین حال، بهترین طیفهای زاویهای بهدستآمده در آزمایش WMAP با مدل دوازدهوجهی شکل جهان مطابقت دارد. میخائیل پروخوروف، دکترای علوم فیزیکی و ریاضی، محقق برجسته در گروه اخترفیزیک نسبیتی در موسسه نجوم ایالت استرنبرگ.
بنابراین، احتمال وجود ابرفضای کیهان، که در آن جهان محدود ما حضور دارد، توسط نظریههای مبتنی بر دادههای عملی در مورد تابش پسزمینه مایکروویو کیهانی نشان داده میشود. با این حال، حتی اگر هایپرفضا وجود داشته باشد، نوعی موتور خاص برای حرکت در این فضا مورد نیاز است.
تصور کنید که دره ای در مقابل شما وجود دارد و باید به نقطه ای فراتر از دره برسید. از آنجایی که شما فقط می توانید روی یک سطح صاف (در فضای دو بعدی) حرکت کنید، باید یا یک مانع را دور بزنید یا به داخل یک دره پایین بروید، از آن عبور کنید و سپس بالا بروید. اما اگر هواپیمایی در اختیار دارید که می تواند در فضای سه بعدی حرکت کند، در یک خط مستقیم به جایی که باید بروید خواهید رسید.
در واقع، هایپرفضا متریک متفاوتی با فضای سه بعدی معمولی دارد و حرکت در آن شبیه حرکت در یک کرم چاله است، فقط تونل ها می توانند نه یک، بلکه چندین نقطه را به طور همزمان به هم متصل کنند و به فضای سه بعدی معمولی باز شوند. علاوه بر این، خود حرکت در ابرفضا از نظر بصری با حرکت در کرم چاله متفاوت خواهد بود (برخلاف تصاویر رایج)، زیرا ساختار سه بعدی جهان، مسافر را در داخل مسیر ابرفضا "در بر می گیرد". من فکر میکنم اگر این امکان پذیر باشد، آنگاه این منظره واقعاً مسحورکننده است - ستارگان مرئی، سحابیها یا کل خوشههای کهکشانی به آرامی در حال گسترش و کشش هستند و با تغییر رنگها به منطقه قرمز کیهانی (؟) تغییر رنگ میدهند.
ایده سفر ابرفضا، به نظر من، با موفقیت در فیلم "تماس" در سال 1997 فیلمبرداری شد. (بر اساس رمان کارل سیگان، این فیلم برنده جایزه هوگو شد. رتبه دوم در لیست معتبرترین فیلم های علمی تخیلی از نظر ناسا). در آن، اینستالیشن، که نقشه های آن با سیگنالی از یک تمدن فرازمینی گرفتار قهرمان فیلم دریافت شد، دستکاری هایی با انرژی عجیب و غریب ایجاد کرد و در نتیجه، کابین را با شخصی از فضای داخلی "گذراند" از کره ظاهراً کابین به فضای فرافضا سقوط کرده است، در یک "تونل" از قبل ایجاد شده است. همانطور که مشخص شد، تعداد زیادی از این تونل ها در سراسر کهکشان وجود دارد و همه آنها توسط یک تمدن قدیمی تر ایجاد شده اند. خوب، این از صحبت های نماینده ای از نژاد است که سیگنال آن توسط قهرمان فیلم گرفته شده است. همین، بچه ها. به شخصه این فیلم در راس من است. اما همانطور که تمرین نشان می دهد، همه آن را دوست ندارند.
تله پورت غیر مادی
می دانیم که متداول ترین توضیح در مورد انتقال از راه دور، حرکت آنی یک شی مادی در فضا به فاصله دلخواه است.
در این زمینه، شما همچنین می توانید از کرم چاله استفاده کنید، اما ما قبلا در مورد آن صحبت کرده ایم، بنابراین اجازه دهید در مورد روشی اساسا متفاوت صحبت کنیم.
و ما علاقه مند به انتقال اطلاعات در مورد ماده تا یک حالت کوانتومی هستیم.
فرآیند تقریباً به شرح زیر است: بدن شما در نقطه A قرار می گیرد، که شما را به ذرات زیر اتمی و حالت کوانتومی آنها اسکن می کند و سپس یک کپی از شما را دیجیتالی می کند. پس از این، حالت کوانتومی در یک جریان واحد از طریق کانال های ارتباطی استاندارد منتقل می شود. اما در اینجا یک مشکل وجود دارد - این ممنوعیت انتقال داده های ابر نور است، به گفته SRT، از سوی دیگر، اگر علم وجود ذرات فرضی با جرم استراحت منفی یا خیالی، مانند تاکیون، اطلاعات مربوط به جسم را ثابت کند. می تواند با سرعت فوق العاده منتقل شود. یا شاید حتی با کمک امواج گرانشی (؟). پس از این، در نقطه B، فرد در سطح کوانتومی و voila بازسازی می شود - او در حال حاضر در مقصد خود است. من استدلال در مورد "روح" نابود شده در نصب A را حذف می کنم، زیرا من یک ملحد هستم و این را در نظر نمی گیرم (با عرض پوزش).
این روش خوب است زیرا برای تلهپورت کوانتومی یک جسم مادی، نیازی به استفاده از انحنای فضا-زمان و صرف مقدار زیادی انرژی نیست. البته مشکل، تحویل اولیه خود نصب است که شی را در نقطه B بازتولید می کند. اما می توان آن را به روش های طولانی تری تحویل داد، نه محدود به یک یا چند جان انسان.
جرم صفر شدن
همه سفینههای فضایی در جهان Mass Effect به روشی از عنصر صفر استفاده میکنند که اثر جرم تعیینشده را ایجاد میکند، یا جرم اجسام اطراف آن را کاهش میدهد یا آن را افزایش میدهد. بنابراین، می توان نظریه نسبیت را پیچاند و از سرعت نور فراتر رفت.
سفرهای معمولی بین سیارات و ستارگان مجاور با استفاده از موتورهای FTL انجام می شود که تنها می تواند جرم کشتی را کاهش دهد. برای پروازهای بین ستارهای در مسافت طولانی، از رلههای جرمی استفاده میشود - ایستگاههای عظیمی که در اطراف هستههای متراکم متشکل از عنصر صفر ساخته شدهاند. رلهها معمولاً به یک یا چند رله دیگر متصل میشوند و میتوانند راهرویی ایجاد کنند که در آن جرم اساساً ناپدید میشود و تقریباً بلافاصله کشتی را هزاران سال نوری منتقل میکند.
منحنی های زمانی بسته
آخرین شکل سفر ابر نورانی که در نظر خواهیم گرفت در نگاه اول کمترین علمی به نظر می رسد.
دکتر هو به مدت 55 سال ماجراهای دکتر و یاران انسانی او را در زمان و مکان شرح داده است. از چه وسیله ای برای حمل و نقل استفاده می کردند؟ جعبه بزرگ آبی معروف به TARDIS (TARDIS - زمان و بعد نسبی در فضا) که می تواند آنها را به هر مکان و هر زمانی که بخواهند منتقل کند.
TARDISها که توسط نژاد باستانی Time Lords ساخته شده (یا بهتر است بگوییم پرورش یافته) جادویی تر از فناوری Mass Effect هستند. همانطور که خود دکتر توضیح داد، وسیله نقلیه او یک "چیز لرزان، متزلزل، موقت، موقتی" است. به نظر می رسد هنگام حرکت در TARDIS نوعی تأخیر وجود دارد - به این معنی که به یک هایپردرایو نزدیک تر است تا تله پورتر. اما اساسا TARDIS در اینجا ناپدید می شود، از طریق "گرداب زمان" پرواز می کند و در آنجا ظاهر می شود. این تمام چیزی است که واقعاً باید بدانید.
یا نه؟ به نظر می رسد که TARDIS حتی مبانی نظری بیشتری نسبت به فرافضا دارد.
در سال 2013، فیزیکدانان Benjamin K. Tippett و David Tsang مقاله ای را منتشر کردند که در آن مبنای نظری ایجاد یک ماشین زمان واقعی را پیشنهاد می کرد. راهی برای سفر به گذشته مقاله نام گرفت "دامنه های رتروگراد Achnronal قابل عبور در فضا-زمان" (مخفف را بررسی کنید).
تیپت و تسانگ یک مسافر زمان را در حباب فضا-زمان که وارد می شود توصیف می کنند (در اصل همان پل انیشتین-رزن). در این منحنی، مسافر میتواند در جدول زمانی خود به هر نقطهای برود، در حالی که در داخل حباب، به نظر میرسد زمان طبق معمول پیش میرود.
دو فیزیکدان حتی پیشنهاد کردهاند که منحنیهای زمانمانند را میتوان شکافت و به هم متصل کرد و امکان سفر نه تنها در جدول زمانی خود، بلکه در هر نقطهای از زمان و مکان را باز کرد.
خب، به نظر می رسد این تنها چیزی است که می توانم به شما ارائه دهم.
مطمئناً من چیزی را از دست داده ام یا حتی بیش از حد وارد قلمرو فانتزی شده ام. بنابراین من منتظر نسخه های شما در نظرات هستم.
منبع: www.habr.com
