احتمال عملی شدن سفر سرنشین‌دار میان‌ستاره‌ای چقدر است و این سفر به چه شکلی می‌تواند انجام شود؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

روزنامه‌نگار علمی - مترجم کتاب‌های علمی از جمله راهنمای عملی اخترشناسی

kepler_mission_large

در رابطه با سفر میان ستاره‌ای مشکلات  بزرگی که پیش روی انسان قرار دارد یکی فاصله‌های بسیار بزرگ میان ستاره‌ها و دیگری محدودیت سرعتی است که می‌توانیم به آن دست پیدا کنیم.

نزدیک‌ترین ستاره به ما بیش از ۴ سال ‌نوری با خورشید فاصله دارد. اگر فرض کنیم بخواهیم سفری را با یکی از سریع‌ترین ابزارهای فضایی که تاکنون فناوری فضایی در اختیار ما قرار داده است مثلاً شاتل‌های فضایی، انجام دهیم و به آلفا قنطورس سفر کنیم باتوجه به اینکه این شاتل‌های فضایی حداکثر با سرعت اندکی بیش از ۲۸ هزار کیلومتر بر ساعت می‌توانستند حرکت کنند، مدت زمان این سفر چیزی در حدود ۱۶۵ هزار سال به طور می‌انجامید و این نزدیک‌ترین همسایه‌ی کیهانی ما به شمار می‌‌رود.

اما شاتل‌های فضایی برای این منظور طراحی نشده بودند و ایده‌های جدیدی در این زمینه مطرح شده است.

موتورهای یونی یکی از ایده‌هایی است که تا چند سال پیش در دنیای علمی تخیلی وجود داشت اما مدتی است نمونه‌های اولیه‌ی آن ساخته شده است. ماموریت اسمارت -۱ به مقصد ماه و ماموریت دیپ اسپیس – ۱ که به مقصد دنباله‌دار بورلی (Borrelly) صورت گرفت از این فناوری استفاده می‌کردند. این موتورهای می‌توانند پرتابه را به سرعتی معادل ۵۶ هزار کیلومتر بر ساعت برسانند. بدین ترتیب به شرط عدم استفاده از پیشران‌های جنبی و مانورهای گرانشی چنین سفینه‌ای می‌تواند در مدتی حدود ۸۱ هزار سال خود را به نزدیک‌ترین ستاره‌ی همسایه‌ی زمین برساند. اما این چنین پرتابه‌ای می‌تواند از کمک‌های جنبی نیز استفاده کند. برای مثال برای راهی شدن به چنین سفری این پرتابه می‌تواند از کمک گرانشی سیارات منظومه‌ی شمسی و خورشید استفاده کند. مانوری که به نام مانور قلاب سنگ معروف است، هم‌اکنون در بسیاری از ماموریت‌های فضایی به کار گرفته می‌شود و می‌تواند انرژی بالایی را به پرتابه بدهد. اگر فرض کنید پرتابه‌ای با کمک موتور یونی بخواهد از چنین مانوری استفاده کند تخمین زده می‌شود در بهترین شرایط می‌تواند به سرعتی معادل ۲۴۰ هزارکیلومتر بر ساعت برسد و بدین ترتیب مدت این سفر به گونه‌ی چشم‌گیری کاهش پیدا کرده و به عدد ۱۹ هزار سال می‌رسد. این عدد هنوز هم عدد مناسبی برای چنین سفرهایی نیست چرا که این بازه‌ی زمانی معادل طول زندگی ۶۰۰ نسل از مردمان زمین به شمار می‌رود.NanoSailD2048

ایده‌ی دیگری که به طور ابتدایی برای چنین سفرهایی در نظر گرفته می‌شود نیز وجود دارد یکی از آنها ایده بادبان‌های خورشیدی است. در تئوری این بادبان‌ها می‌تواند پرتابه را به سرعتی نزدیک به سرعت نور نزدیک کند. نمونه‌های اولیه چنین بادبان‌هایی ساخته و آزمایش شده‌اند اما در عمل برای رسیدن به چنین پتانسیلی چالش‌های زیادی وجود دارد.

خارج از دنیای امکانات موجود و در حد تئوری ایده‌های زیادی برای ساخت پیشران‌هایی که امکان چنین سفرهایی را ممکن کند وجود دارد. ایده‌ی استفاده از راکتورهای هسته‌ای (همجوشی یا گداخت) به شکل نظری می‌تواند طول مدت سفر به نزدیک‌ترین ستاره را به زمان وسوسه‌انگیز ۸۵ سال کاهش دهد. مشکل بزرگ این است که چنین تکنولوژی هنوز وجود ندارد.

ایده‌پردازان علمی تخیلی ایده‌های مختلفی را برای چنین سفری مطرح می‌کنند اما در دنیای واقعی همه آن‌ها محکوم به سرعت نور هستند. و این محدودیت باعث می‌شود سفرهای بین ستاره‌ای حتی با فرض پیش‌رانی که بتواند به چنین سرعتی نزدیک شود بی‌اندازه طولانی و پر ریسک باشد. برخی از ایده‌پردازان صحبت از راه‌های احتمالی برای شکستن این سد می‌کنند. ایده‌هایی مانند استفاده از گذرگاه‌هایی در فضا – زمان (مانند استفاده از کرم چاله‌ها) یکی از محبوب‌ترین ایده‌ها بین نویسندگان علمی – تخیلی است اما این مساله در دنیای واقعی حداقل تا آینده‌ای طولانی بعید به نظر می‌رسد که قدم به دنیای واقعی بگذارد. ما هنوز در درک مساله چنین پیچ‌خوردگی‌ها و گذرگاه‌های میان‌بر فضا زمانی با مشکلات زیادی مواجه هستیم و واقعیت این است که این موجودات بیشتر ساختارهای ریاضیاتی هستند و حتی همین ساختارهای ریاضیاتی نیز از ناپایداری آن‌ها صحبت می‌کنند.

Zhang-space-time-crystalایده‌ی رادیکالی دیگری که مطرح می‌شود موج‌سواری بر روی فضا– زمان است. این ایده مطرح می‌کند که محدودیت سرعت نور برای سفر درون فضا–زمان مطرح است و شامل خود فضا–زمان نمی‌شود. کما این‌که مطابق نظریه‌ی تورمی عالم می‌دانیم احتمالاً عالم ما در بازه‌ی زمانی در ابتدای خلقت با سرعتی بالاتر از سرعت نور منبسط شده است. این ایده بر این اساس است که اگر ما بتوانیم پالس‌ها یا امواجی را در فضا–زمان ایجاد کنیم شاید این پالس‌ها بتوانند با سرعتی بالاتر از سرعت نور منتشر شوند و برای کمک به سفرهای فضایی با سرعت ماوراء نور شما کافی است سفینه خود را مانند موج‌سواری که بر  روی یک موج سرکش سفر می‌کند روی این موج سوار کنید.

لازم به یادآوری نیست که چنین ایده‌ای به شدت نظری و تئوری است و حتی همه جوانب تئوری آن مورد بررسی کامل قرار نگرفته است و معلوم نیست حتی چنین چیزی یا ساختار عالم سازگار باشد.

به همین دلیل باید به محدودیت سرعت نور مقید بمانیم و حداکثر تلاش می‌تواند نزدیک شدن به این سرعت باشد اما پرسش این است که حتی با نزدیک شدن به این سرعت چه سفر معنی‌داری می‌توانیم در عالم انجام دهیم؟ نزدیک‌ترین ستاره به ما منظومه‌ی آلفا قنطورس است اما الزاماً این ستاره جذاب‌ترین هدف مسافران فضایی نخواهد بود برای رسیدن به ستاره‌هایی که منظومه‌های سیاره‌ای مناسب داشته باشند شاید لازم باشد چند صد و یا چند هزار سال نوری در فضا سفر کنید و چطور قرار است انسان چنین سفری را تحمل کند.

ایده‌پردازان اگر نخواهند از ممکن بودن این ایده صرف نظر کنند سه راه کار را نشان می‌دهند. یکی این‌که آن‌قدر در حوزه‌ی سلامت و شناخت بدن رشد کنیم که محدودیت‌های سال‌خوردگی و مرگ را کنترل کنیم و عملاً با نسل جدیدی از انسان‌های نامیرا و یا حداقل با عمر بسیار طولانی مواجه شویم که بتوانند چنین سفرهایی را تحمل کنند. گزینه دوم این است که چنی سفرهایی به جای سفرهای محدود عملا به سفرهایی میان نسلی بدل خواهد شد سفرهایی که در آن انسان‌هایی که به مقصد می‌رسند نوادگان و نتیجه‌های کسانی هستند که سفر را آغاز می‌کنند و در واقع سفری است که نسل‌های جدیدی را در فضا و در حین سفر به وجود آورده و آن‌ها راه آینده را پیش می‌گیرند و راه سوم استفاده از فناوری است که بتواند گذر زمان بر انسان را کند نماید. نمونه بارز چنین ایده‌ای یکی از قدیمی‌ترین ایده‌های داستان‌های علمی–تخیلی است و آن استفاده از نوعی خواب زمستانی است. مسافران می‌توانند در مبداء به خواب زمستانی فرو روند و در شرایط چنین خوابی فرآیند سال‌خوردگی برای آن‌ها به‌گونه بی‌نظیری کُند می‌شود و در عین حال به خواب رفتن آن‌ها باعث می‌شود لازم نباشد منابع بی‌نظیری از غذا، آب و … برای نیازهای بین راه آن‌ها وارد سفینه شود و جرم آن را افزایش دهد. در چنین سناریویی کامپیوتر مرکزی سفینه مسولیت سفر را بر عهده می‌گیرد و اگر سفینه به مقصد رسید مسافران را بیدار می‌کند. مشکل این است که چنین نوع خواب زمستانی بی‌خطری هنوز وجود ندارد.

ما هنوز راه طولانی تا سفر به قلمرو ستاره‌ها در پیش داریم و نخستین گام برای قدم گذاشتن در این مسیر آغاز سفرهای میان سیاره‌ای در منظومه‌ی شمسی خودمان است.

  • علی رضا

    عجب جواب کاملی واقعا باید به آقای ناظمی تبریک گفت که این قدر وقت می زارن و آفرین به کانوت که این قدر قوی و خوب کار می کند. موفق باشین

  • ناشناس

    احسنت بر شما آقای ناظمی

  • مهسا

    این ایده ها خیلی دور از ذهن به نظر می آین اما هیچ چیز غیر ممکن نیست!

  • شایان

    خیلی متشکرم از آقای ناظمی برای جواب بسیار کامل
    لذت می برم از مقالات آقای ناظمی
    عین یک سخنرانی خوبست

تمام حقوق این سایت برای © 2017 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی