ویدیوی جدید ناسا در مورد چالش‌های نزدیک شدن به سرعت نور

نزدیک شدن به سرعت نور موضوع یک انیمیشن تازه منتشر شده از ناسا بوده که اطلاعات جالب‌توجهی در مورد حرکت با چنین سرعت شگفت‌انگیزی به ما می‌دهد.

اخیرا ناسا انیمیشنی در مورد نزدیک شدن به سرعت نور منتشر کرده که در کنار تمامی فیلم‌ها و داستان‌های علمی تخیلی ساخته شده در این رابطه، ما را به دنیای واقعیت بازمی‌گرداند و به ما یادآور می‌شود که رسیدن به چنین سرعت باورنکردنی دقیقا چگونه خواهد بود.

اگر تاکنون داستان‌های علمی تخیلی و فیلم‌ها و سریال‌های مختلفی که در رابطه با سفرهای فضایی ساخته شده را مشاهده کرده باشید، دیده‌اید که فضاپیماها و تجهیزات مسافرتی استفاده شده با سرعت‌های شگفت‌انگیزی بین اجرام آسمانی مختلف، ستاره‌ها و یا حتی کهکشان‌ها جابه‌جا می‌شوند. هر کدام از این داستان‌ها بسته به محدودیت‌های قوه تخیل نویسنده، به کمک فناوری‌های متفاوتی طی کردن مسافت‌های فوق‌العاده طولانی فضایی را ممکن می‌کنند، اما همان‌طور که انتظار می‌رود، دنیای قوانین فیزیک و زندگی واقعی به ما می‌گوید که چنین فناوری‌هایی کاملا غیر ممکن هستند.

البته وقتی صحبت از غیر ممکن‌ها به میان می‌آید، بسیاری از ما علاقه‌مندان سریعا جبهه می‌گیریم و می‌گوییم که چیزی به نام غیر ممکن وجود ندارد؛ ما طرفداران سفرهای فضایی باور داریم که در آینده بشریت به هر طریقی به تکنولوژی‌هایی دست خواهد یافت که بتواند در کمترین زمان ممکن انسان‌ها را در سراسر کیهان جابه‌جا کند. با این وجود در حال حاضر قوانین فیزیکی که با آن‌ها سر و کار داریم و تجهیزات و تکنولوژی‌هایی که توسعه داده‌ایم، به ما می‌گویند که چنین کاری غیر ممکن است.

نزدیک شدن به سرعت نور

با این تفاسیر قوانین فیزیک در حال حاضر اجازه سفر کردن با سرعتی نزدیک به سرعت نور را به ما می‌دهند؛ البته چنین کاری نیاز به فراهم کردن مقدار بسیار زیادی انرژی خواهد داشت و به علاوه، چالش‌های بسیاری در راه عملی کردن ایده مورد نظر وجود دارند. چالش‌هایی که ناسا به تازگی در یک ویدیو انیمیشن کوتاه، به بررسی پایه‌ای‌ترین آن‌ها پرداخته است.

در ابتدا باید در نظر داشته باشیم که بر اساس قوانین فیزیک و به خصوص نظریه نسبیت خاص انیشتین، امکان رسیدن و یا پیشی گرفتن از سرعت نور به هیچ وجه وجود ندارد. به بیان دیگر اگر قرار باشد تا سفرهای بین ستاره‌ای را عملی کنیم و قصد جابه‌جایی در کیهان را داشته باشیم، در بهترین حالت ممکن باید سعی کنیم تا به سرعت نور نزدیک شویم.

در غیر این صورت مجبور خواهیم بود تا به تکنولوژی‌های حال حاضر بسنده کنیم؛ این تکنولوژی‌ها برای طی کردن مسافت‌هایی مانند رسیدن به لبه منظومه شمسی چیزی در حد چند ده سال زمان نیاز دارند و وقتی صحبت از رسیدن به یک ستاره دیگر در منظومه‌ای نزدیک به زمین به میان می‌آید، مدت زمان مورد نظر در حد چند ده هزار سال خواهد بود.

به این ترتیب باید امیدوار باشیم تا به زودی دانشمندان به فناوری‌های لازم برای شتاب دادن به فضاپیماها دست پیدا کنند و بتوانند به نوعی امکان نزدیک شدن به سرعت نور را فراهم کنند.

انیمیشن ناسا در مورد سفرهای بین ستاره‌ای

در ویدیو منتشر شده توسط ناسا در مورد نزدیک شدن به سرعت نور فرض ابتدایی سازنده کلیپ بر این بوده که موجود فضایی به نمایش گذاشته شده به تجهیزاتی دسترسی دارد که او را با 90 درصد سرعت نور جابه‌جا می‌کند. در ابتدا باید بگوییم که ساخت فضاپیمایی با توانایی رسیدن به این سرعت هم‌اکنون برای ما در حد یک رویاست.

با این حال تصور کنیم که چنین فضاپیمایی وجود دارد؛ اولین نکته‌ای که در ویدیو به آن اشاره می‌شود، تصور ما از گذر زمان در داخل فضاپیما و خارج از این وسیله است. در واقع وقتی با چنین سرعتی حرکت کنیم، زمان برای ما حدودا دو برابر سریع‌تر از کسانی که درون فضاپیما نیستند، می‌گذرد؛ به این ترتیب در حالی که حرکت از زمین به سمت لبه منظومه شمسی با تجهیزاتی که با 90 درصد سرعت نور حرکت می‌کنند، برای افراد داخل فضاپیما حدودا 9 ماه زمان می‌برد، کسانی که روی زمین زندگی می‌کنند 1.5 سال پس از شروع سفر ما از موفقیت در رسیدن به این نقطه از منظومه شمسی آگاه می‌شوند.

نکته دوم در مورد نزدیک شدن به سرعت نور برخورد با اتم‌های معلق در فضا است؛ داخل منظومه ما و بین اجرام آسمانی مختلف، مقدار بسیار کمی اتم‌های هیدروژن وجود دارند، اما وقتی یک سفینه با چنین سرعتی در فضای مورد نظر حرکت کند، تعداد زیادی از این اتم‌ها با سطح خارجی فضاپیما برخورد می‌کنند و اگر نوعی سپر یا تجهیزات محافظتی برای مقابله با این مشکل تعبیه نشده باشد، در مدت زمان بسیار کوتاهی سفینه کاملا از بین خواهد رفت. حال اگر فضاپیما از منظومه شمسی خارج شود، ذرات گرد و غبار موجود در فضای بین ستاره‌ای جای این اتم‌های هیدروژن را خواهند گرفت.

چالش‌های گوناگون

به علاوه چالش‌های تکنولوژیکی شگفت‌انگیزی که سر راه رسیدن به 90 درصد سرعت نور و ساخت سپر محافظ سفینه وجود دارند، باید در نظر داشته باشیم که طی کردن مسافت‌های فضایی حتی با چنین سرعت زیادی همچنان زمان زیادی می‌برد؛ به عنوان مثال برای رسیدن به نزدیک‌ترین ستاره به منظومه شمسی، پروکسیما قنطورس (Proxima Centauri)، زمان مورد نیاز از نظر فضانوردان داخل سفینه حدودا دو سال خواهد بود و بر اساس قوانین نسبیت انیشتین، برای زمینیان این زمان حدودا چهار سال طول می‌کشد.

حال اگر قصد داشته باشیم تا به آندرومدا (Andromeda) به عنوان نزدیک‌ترین کهکشان به کهکشان راه شیری سفر کنیم، باید بیش از یک میلیون سال در راه باشیم و برای رسیدن به دورترین کهکشان شناخته شده، مدت زمان مورد نظر به پانزده میلیارد سال خواهد رسید.

چالش‌های مورد نظر به نوبه خود بسیار قابل توجه بوده و هم‌اکنون برخی از قدرتمندترین نوابغ جهان مشغول کار روی برطرف کردن آن‌ها هستند؛ یکی از این اقدامات با نام پروژه “Breakthrough Starshot” شناخته می‌شود که با حمایت مالی یک سرمایه‌دار روس، به منظور ساخت فضاپیماهایی که از طریق لیزر به 20 درصد سرعت نور می‌رسند، شروع به کار کرده است. دانشمندان این پروژه قصد دارند تا تجهیزاتی بادبان مانند را از طریق فوتون‌های نور لیزر به سرعت مورد نظر برسانند و ظرف مدت 20 سال تجهیزات را به ستاره پروکسیما قنطورس برسانند.

اطلاع‌رسانی در مورد نزدیک شدن به سرعت نور

اقداماتی مانند پروژه Breakthrough Starshot به دانشمندان این امکان را می‌دهند که برای رسیدن به این هدف، در راه برطرف کردن چالش‌های فراوانی در مسیر سفرهای فضایی قدم بردارند؛ چالش‌هایی از جمله محافظت از فضاپیماها در فضای بین ستاره‌ای، برقراری ارتباط بین تجهیزات فضایی و زمین، ساخت بهترین دوربین‌ها و وسایل جمع‌آوری اطلاعات برای ثبت داده‌های مسیر، طراحی بادبان‌های نوری مورد استفاده و همچنین کاهش سرعت بادبان‌ها در زمانی که این تجهیزات به مقصد می‌رسند.

با این تفاسیر اقدام آژانس فضایی ناسا برای آگاهی‌رسانی در مورد نزدیک شدن به سرعت نور با واکنش مثبت علاقه‌مندان رو به رو شده و می‌توان گفت که چنین اقداماتی دید واقع‌گرایانه ما در مورد ایده سفرهای فضایی را تقویت می‌کند.