گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
بشر برای سفر به نقاط مختلف کهکشان راه شیری باید به سرعت نور برسد. اخیرا دانشمندان توانسته‌اند به‌صورت شگفت‌آوری راه انجام سفرهای بین ستاره ای را کشف کنند.
بشر با فناوری فعلی چند سال طول می‌کشد تا به سیاره مریخ برسد. همچنین باید برای سفر به مرکز کهکشان راه شیری حدود ۴۵۰ میلیون سال در سفر باشیم. هرچند در مجموعه Star Trek خدمه فضاپیمای اینترپرایز می‌توانستند با چند برابر سرعت نور حرکت کنند. پخش این مجموعه علمی تخیلی در سال ۱۹۶۶ باعث شد که یک فیزیکدان مکزیکی به‌نام Miguel Alcubierre به‌دنبال راه انجام سفرهای بین ستاره ای باشد.
انجام سفرهای بین ستاره ای با یک نوع جدید از ماشین وارپ ممکن می‌شود
آلوبیره چند سال را صرف پژوهش در حوزه فیزیک نظری کرد و در نهایت یافته‌های شگفت‌انگیز خود را در برابر جوامع علمی قرار داد. از همان زمان ماشین وارپ به‌یکی از عناصر همیشگی اخبار نجوم تبدیل شد. ماشین وارپ می‌تواند بافت فضا-زمان پیش روی فضاپیما را منقبض و بافت پشت آن را منبسط کند. بدین‌ترتیب فضاپیما مشکلی با طی فاصله بین دو نقطه با سرعتی باورنکردنی نخواهد داشت
تغییر بافت فضا-زمان سبب می‌شود که یک ناظر بیرونی فضاپیمایی را ببیند که با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت می‌کند. هرچند که فضانوردان داخل حباب وارپ قرار دارند و چنین احساسی نخواهند داشت. اگر دانشمندان می‌توانستند راه خاصی برای ساختن ماشین وارپ بیابند، انقلابی در انجام سفرهای بین ستاره ای رخ می‌داد.
نزدیک‌ترین سامانه ستاره‌ای به‌ما آلفا قنطورس نام دارد. این ستاره در فاصله ۴ سال نوری از زمین قرار گرفته است؛ اما با وجود ماشین وارپ می‌توانستیم در مدت چند روز یا چند هفته به آن برسیم. هرچند ایده وارپ با یک مشکل بسیار مهم مواجه است. نیروی اصلی مورد نیز برای حرکت این فضاپیما انرژی منفی نام دارد که شامل ماده‌ای فرضی می‌شود.
این ماده باید جرم منفی داشته باشد و برخلاف جاذبه عمل کند. تا جایی که می‌دانیم چنین ماده‌ای در جهان وجود خارجی ندارد. در طول سی‌سال گذشته دانشمندان در تلاش بوده‌اند با پژوهش‌های خود موانع پیش رو برای انجام سفرهای بین ستاره ای را حذف کنند. حالا نیز پژوهشگران آمریکایی موسسه Applied Physics بر این باور هستند که توانسته‌اند رویکرد جدیدی برای رسیدن به سرعتی فراتر از سرعت نور پیدا کنند.
راهی جدید برای نزدیک شدن به سرعت نور
تیم پژوهشی یک سیستم با انرژی مثبت را در نظر گرفتند که قوانین فیزیک را نقض نمی‌کند. سیستم جدید آنها می‌تواند انقلاب برزگی در انجام سفرهای بین ستاره ای ایجاد کند و در آینده به‌عنوان فصل اول راهنمای سفرهای فضایی تدریس شود.
انرژی مثبت همیشه تعیین کننده است. تصور کنید که شما یک فضانورد هستید و به‌هر دلیل می‌خواهید توپی را در فضا پرتاب کنید. به‌جای اینکه توپ حرکت کند، به‌شما نیرویی در خلاف جهت وارد مي‌کند. حتی اگر شما در ابتدا نیروی بسیار زیادی وارد کرده باشید، توپ ممکن است دست شما را از جا بکند. این دقیقا نشانه‌ای از انرژی منفی است.
ماشین وارپ برای انجام سفرهای بین ستاره ای به انرژی منفی نیاز دارد؛ اما بشر هنوز نتوانسته راهی برای کنترل این انرژی پیدا کند. به‌همین‌خاطر به‌نظر می‌رسد که انرژی مثبت بهترین راه برای ساختن حباب وارپ است. همانطور که از نام آن مشخص است، حباب وارپ یک ساختار کره‌ای شکل است که می‌تواند با لایه‌ای از ماده بسیار متراکم فضاپیما را در دل خود قرار دهد.
حباب با استفاده از گرانش قدرتمند لایه اصلی فضاپیما را به‌پبش می‌برند؛ اما فضانوردان هیچ چیز خاصی متوجه نخواهند شد. حتی گفته می‌شود حضور در یک آسانسور هیجان‌انگیز‌تر از مدل جدید انجام سفرهای بین ستاره ای خواهد بود. در واقع کنترل دقیق تراکم لایه اصلی و فشار وارد شده به داخل حباب سبب ایجاد این وضعیت خواهد شد.
بر اساس قوانین نظریه نسبیت عام اینشتین، هیچ چیزی نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند. به‌همین‌خاطر ماشین وارپ طوری طراحی شده است که افراد حاضر در داخل آن تغییر سرعت خاصی را احساس نکنند. هرچند که در همان لحظه ماشین وارپ با سرعتی باورنکردنی حرکت می‌کند. در واقع دیواره‌‌های حباب هستند که همچون یک توپ حرکت می‌کنند.
مدل جدید ماشین وارپ با تکیه بر انرژی مثبت
پژوهشگران موسسه Applied Physics در سال ۲۰۲۱ نیز مقاله دیگری را پیرامون انجام سفرهای بین ستاره ای منتشر کرده بودند. در آن مقاله مدل خاصی برای بررسی جزئیات مربوط به پیچیدگی‌های ماشین وارپ ارائه شده بود. در واقع سایر دانشمندان می‌توانستند با کمک آن به ارزیابی معادلات میدان اینشتین بپردازند و انرژی مورد نیاز برای ماشین‌های وارپ گوناگون را محاسبه کنند.
این محاسبات در نهایت باعث شد که یک مدل کوچک جدید متولد شود. مدل جدید اولین ماشین وارپ مبتنی بر انرژی مثبت است و قطعا موج بزرگی در اخبار علمی جهان ایجاد خواهد کرد. دانشمندان پیشتر متوجه شده بودند که انرژی مورد نیاز برای حرکت یک ماشین وارپ به شکل حباب آن بستگی دارد. در واقع هرچقدر حباب در جهت سفر مسطح‌تر باشد، انرژی کمتری مورد نیاز است.
با وجود اینکه ماشین وارپ جدید راه انجام سفرهای بین ستاره ای را هموارتر می‌کند، اما هنوز با مشکلات زیادی مواجه خواهد شد. کنترل کردن حباب وارپ به هماهنگی بسیار زیادی نیاز دارد. حجم بسیار زیادی از ماده و انرژی لازم است تا بتوان امکان انجام سفرهای بین ستاره ای ایمن را تضمین کرد.
همچنین زمان درون حباب وارپ بسیار متفاوت از محیط بیرونی می‌گذرد. به‌خاطر همین کوچکترین اشتباهی سبب می‌شود که فضانوردان در نقطه‌ای دیگر از جهان متوقف شوند. حتی اگر با سرعتی پایین‌تر از سرعت نور حرکت کنیم نیز این خطر وجود دارد. همچنین ممکن است تغییر در بافت فضا-زمان باعث شود که فضانوردان نتوانند با محیط بیرون ارتباط برقرار کنند.
با وجود اینکه ماشین وارپ جدید به واقعیت نزدیک‌تر است؛ اما همچنان موانعی را پیش روی خود می‌بیند. فضاپیمای جدید با سرعتی پایین‌تر از سرعت نور حرکت خواهد کرد؛ اما برای اینکار به جرمی معادل دو سیاره مشتری نیاز دارد. در غیر این‌صورت هرگز نیروی گرانش به‌اندازه‌ای نخواهد رسید که بتواند تغییر معناداری در بافت فضا-زمان و شکل‌گیری وارپ ایجاد کند.
مشکل اینجاست که هیچکس نمی‌داند چطور می‌توان چنین جرم عظیمی را در اختیار داشت. برخی پیشنهاد می‌کنند که ماده تاریک راه انجام سفرهای بین ستاره ای است. ولی ماده تاریک همچنان به‌عنوان یک معمای بزرگ شناخته می‌شود و اطلاعات چندانی از آن نداریم.
با همه مشکلاتی که پیش روی ماشین وارپ جدید وجود دارد، نمی‌توان از ظرفیت‌های بالای آن برای انجام سفرهای بین ستاره ای غافل شد. تیم پژوهشگران آمریکایی ادعا می‌کنند که مدل آنها می‌تواند در نهایت به سرعت نور نزدیک شود؛ اما بیایید یک حالت فرضی را تصور کنیم.
انسان به‌هر دلیلی می‌خواهد به ستاره آلفا قنطورس سفر کند. اگر سرعت ماشین وارپ ما نصف سرعت نور باشد، این سفر حدود ۹ سال طول خواهد کشید. هرچند سریع‌ترین فضاپیمای ساخت بشر یعنی وویجر 1 با سرعت ۶۱ هزار کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند. در این حالت برای رسیدن به نزدیک‌ترین سامانه ستاره‌ای باید ۷۵ هزار سال منتظر بمانیم.
مشکلات و موانع پیش روی سفرهای بین ستاره‌ای
هرچقدر شما به سرعت نور نزدیک‌تر بشوید، شرایط نیز عجیب‌تر خواهد شد. بر اساس قوانین نسبیت خاص اینشتین، جرم یک شیء همزمان با افزایش سرعت بیشتر می‌شود. سرآخر نیز کار به‌جایی می‌رسد که برای حفظ سرعت یک جرم به‌بینهایت انرژی نیاز خواهد بود. این مهم‌ترین چالش و محدودیت ما برای انجام سفرهای بین ستاره ای است.
چطور می‌توان میزان زیادی ماده را (برای نیروی گرانش) در حباب وارپ قرار داد و از طرفی ابعاد حباب فراتر از توان ما برای ساخت آن نشود؟ برخی تصور می‌کنند پاسخ به این سوال در فیزیک ماده چگال قرار دارد. این شاخه از فیزیک به بررسی ارتباط بین نیروهای میان اتمی و الکترون‌ها می‌پردازد. فیزیک ماده چگال توانسته تاکنون در برخی از فناوری‌های کنونی بشر همچون ترانزیستورها و یا لیزرها نقشی اساسی ایفا کند.
مسئله مهم دیگر برای انجام سفرهای بین ستاره ای به نحوه شروع کار مربوط می‌شود. مدل‌های کنونی نشان می‌دهند که می‌توان پایداری یک حباب وارپ را برای سرعتی مشخص حفظ کرد؛ اما مشخص نیست که چطور باید سرعت اولیه را ایجاد کنیم. همچنین مشخص نیست که چطور باید در نهایت سرعت ماشین وارپ را کاهش دهیم تا متوقف شویم.
در واقع انگار می‌خواهیم خودرو را برای اولین‌بار طراحی کنیم. ما هنوز موتور خودرو را در اختیار نداریم؛ اما مطمئن هستیم که این فناوری روزی ممکن خواهد شد. فناوری ماشین وارپ در همان مرحله‌ای قرار دارد که فناوری ساخت خودرو در سال ۱۸۸۲ قرار داشت. در آن زمان مشخص شده بود که سفر با خودرو ممکن است؛ اما اینکار فوق‌العاده سخت به‌نظر می‌رسید.
به‌باور پژوهشگران موسسه Applied Physics بی‌تردید انسان در آینده نوآوری‌های جذابی در زمینه انجام سفرهای بین ستاره ای خواهد داشت. ماشین وارپ بر پایه انرژی مثبت اولین گام انسان در این زمینه است. ما نباید تمام تلاش خود را روی رسیدن به سرعت نور بگذاریم. حتی رسیدن به نصف سرعت نور نیز باعث می‌شود به مسافت‌هایی سفر کنیم که امروزه حتی در رویاهای خود نیز نمی‌بینیم.
در پایان می‌توان گفت که با مدل‌های جدید ماشین وارپ انسان به‌صورت رسمی در مسیر انجام سفرهای بین ستاره ای گام برداشته است و دیر یا زود اینکار انجام خواهد شد.