تمتلئ روايات وأفلام الخيال العلمي بأفكار بعيدة ، وغالبًا ما تتأرجح لمغامرة أكشن بدلاً من محاولة جادة للتنبؤ بالاتجاهات المستقبلية في العلوم أو التكنولوجيا. بعض المجازات الشائعة ، مثل تسريع المركبة الفضائية إلى سرعات رائعة في غضون ثوانٍ دون سحق رواد الفضاء ، هي ببساطة مستحيلة وفقًا لقوانين الفيزياء كما نفهمها. ومع ذلك ، يبدو أن نفس القوانين تسمح بخيال علمي آخر ، من الثقوب الدودية إلى الأكوان الموازية. فيما يلي بعض أفكار الخيال العلمي التي يمكن فعلها – من الناحية النظرية على الأقل.
الثقوب الدودية
يبدو أن فكرة الثقب الدودي – وهو اختصار عبر الفضاء يسمح بالسفر الفوري تقريبًا بين أجزاء بعيدة من الكون – قد تم إنشاؤه كمحرك خيالي. ولكن تحت الاسم الرسمي لجسر أينشتاين-روزن ، كان هذا المفهوم مفهومًا نظريًا جذريًا قبل وقت طويل من اكتشافه لكتاب الخيال العلمي. انه يخرج البرت اينشتاينل النظرية العامة للنسبية، لا توجد آراء جاذبية كتفكك للزمكان الناجم عن الأجسام الضخمة. جنبا إلى جنب مع الفيزيائي ناثان روزين ، وضع أينشتاين في عام 1935 نظرية قوى جاذبية قوية للغاية. الثقوب السوداء، يمكن توصيلها ببعضها البعض مباشرة. لذلك ولدت فكرة الثقوب الدودية.
ستدمر القوى المحيطة بالثقب الأسود أي شخص يقترب منه ، لذا لم يتم التفكير بجدية في فكرة السفر عبر ثقب دودة في الثمانينيات ، عندما قرر عالم الفلك كارل ساجان أنه سيكتب خيالًا علميًا. كما ورد فيه بي بي سيشجع ساجان الفيزيائي كيب ثورن على ابتكار طريقة ممكنة للسفر عبر المجرة في لمح البصر. ابتكر ثورن بشكل منهجي مسارًا – ممكنًا نظريًا ، ولكنه مستحيل عمليًا – يمكن للبشر تحقيق السفر عبر المجرات بالسفر بدون ثقب دودة. وكانت النتيجة رواية ساجان “.تواصل“(Simon and Schuster: 1985) تم تحويله إلى فيلم من بطولة جودي فوستر في الدور الرئيسي.
في حين أن الثقوب الدودية قد لا تكون دائمًا أبسط وسيلة نقل يتم تصويرها في الأفلام وأكثرها ملاءمة ، فقد توصل العلماء الآن إلى المزيد. طريقة ممكنة لإنشاء ثقب دودي نصيحة ثان ثورن الأصلية. إذا كان الكون يحتوي بالفعل على ثقوب دودية ، فيمكن اكتشافها باستخدام الجيل الجديد من كاشفات موجات الجاذبية.
محرك الاعوجاج
إن أحد المتطلبات الأساسية لمعظم قصص المغامرات الفضائية هو القدرة على الانتقال من A إلى B بشكل أسرع بكثير مما نفعله اليوم. وبغض النظر عن الثقوب الدودية ، هناك العديد من العقبات التي تحول دون تحقيق ذلك باستخدام مكوك تقليدي. هناك طلب هائل على الوقود ، والآثار المدمرة للتسارع وحقيقة للكون حد السرعة المحدد بدقة. هذه هي السرعة التي ينتقل بها الضوء – سرعة واحدة على وجه التحديد سنة ضوئية في السنة ، وهي ليست سريعة جدًا في بيئة كونية. ثاني أقرب نجم للأرض ، Proxima Centauri ، يبعد 4.2 سنة ضوئية عن الشمس ، بينما مركز المجرة على بعد 27000 سنة ضوئية.
لحسن الحظ ، هناك فجوة في مدى السرعة الكونية: إنها تحدد فقط السرعة القصوى التي يمكننا السفر بها. عبر الفضاء. كما أوضح أينشتاين ، يمكن تشويه الفضاء نفسه بحيث يمكن التلاعب بالفضاء المحيط بالسفينة بطريقة تؤدي إلى تعطيل الحد الأقصى للسرعة. ستظل المركبة الفضائية تسافر بسرعة أقل من سرعة الضوء عبر الفضاء المحيط ، لكن هذا الفضاء نفسه سيتحرك أسرع من ذلك.
هذا ما كان يدور في أذهان كتّاب برنامج “ستار تريك” عندما توصلوا إلى مفهوم “Warp Drive” في الستينيات. لكن بالنسبة لهم ، فهي ليست مجرد فيزياء ، إنها عبارة سليمة يمكن تصديقها. لم يكن حتى عام 1994 أن وجد الفيلسوف ميغيل ألكوبيير حلاً لمعادلات أينشتاين التي خلقت تأثير محرك الالتواء الحقيقي ، الموقع الشقيق للعلوم الحية. ذكرت ProfoundSpace.org، تضييق المساحة الأمامية للمركبة الفضائية وتوسيع المؤخرة. في البداية ، لم يتم تصميم حل Alkubier ليكون أقل من الثقب الدودي القابل للتنقل في Thorne ، لكن العلماء يحاولون تحسينه على أمل أن يؤتي ثماره يومًا ما.
السفر عبر الزمن
يعد مفهوم آلة الزمن أحد أفضل أجهزة الخيال العلمي ، حيث يسمح للشخصيات بالعودة وتغيير مسار التاريخ – للأفضل أو للأسوأ. لكن هذا يثير حتما تناقضات منطقية. على سبيل المثال ، في “العودة إلى المستقبل” ، إذا لم يره مارتي في المستقبل يستخدم نفس الآلة ، فهل كان دوك سيصنع آلة الزمن الخاصة به؟ بسبب هذه التناقضات ، يعتبر الكثير من الناس السفر عبر الزمن مستحيلًا في العالم الحقيقي – ولكن وفقًا لقوانين الفيزياء ، يمكن أن تحدث بالفعل.
مثل الثقوب الدودية وحروب الفضاء ، تقول الفيزياء أن الزمن يمكن أن يسافر من نظرية النسبية العامة لأينشتاين. يتعامل مع الفاصل الزمني والوقت كجزء من نفس تسلسل “الفاصل الزمني” ، وكلاهما مرتبطان بشكل لا ينفصم. مثلما نتحدث عن تشويه الفضاء باستخدام ثقب دودي أو محرك الاعوجاج ، يمكن أيضًا تشويه الوقت. يقول العلماء إنه في بعض الأحيان يكون مشوهًا لدرجة أنه يطوي نفسه “.منحنى الخط الزمني مغلق“- يمكن أن يطلق عليها بدقة آلة الزمن.
وفقًا للفيزيائي ديفيد لويس أندرسون ، الذي وصف مثل هذا البحث ، فقد نُشر التصميم المفاهيمي لآلة الزمن هذه في عام 1974 من قبل الفيزيائي فرانك ديبلر. شركة أندرسون، معمل أبحاث خاص. تسمى اسطوانة ديبلر ، يجب أن تكون كبيرة – لا يقل طولها عن 60 ميلاً (97 كم) ، وفقًا لما ذكره همبل – وكثيفة جدًا ، ويمكن مقارنتها بالكتلة الكلية للشمس. للعمل كآلة توقيت ، يجب أن تدور الأسطوانة بسرعة كافية لتشويه الزمكان إلى النقطة التي تطوى فيها للخلف. قد لا يكون الأمر بسيطًا مثل تركيب مكثف التدفق في Doloran ، ولكنه في الواقع يتميز بالعمل – على الورق ، على الأقل.
الانتقال الاني
مثال على أقدم مثال خيال علمي عن النقل الآني هو “Star Trek”“ يتم تصوير الناقل ، كما يوحي الاسم ، على أنه وسيلة ملائمة لنقل الأفراد من مكان إلى آخر. لكن النقل الآني لا يشبه أي وسيلة نقل أخرى: فبدلاً من المرور عبر مساحة الركاب من نقطة البداية إلى الوجهة ، سيتم تدمير الأصل عندما ينشئ النقل الآني نسخة مثالية. بالنظر إلى هذه المصطلحات – وعلى مستوى الجسيمات دون الذرية مقارنة بالبشر – فإن النقل الآني ممكن بالفعل ، وفقًا لما ذكره آي بي إم.
تسمى عملية العالم الحقيقي النقل الآني الكمي. هذه العملية تنسخ الحالة الكمومية الدقيقة للجسيم ، مثل الفوتون ، على بعد مئات الأميال. يدمر النقل الآني الكمي أولاً الحالة الكمومية للفوتون ، لذلك يبدو في الواقع أن الفوتون قد تم نقله من مكان إلى آخر. تستند هذه الحيلة إلى ما أشار إليه آينشتاين “بفعل إرهابي عن بعد” ، ولكن يطلق عليه بشكل منهجي مشكلة الكم. إذا كان الفوتون المراد “نقله عن بعد” يتفاعل مع أحد زوج من الفوتونات المحاصرة ويتم إرساله إلى قياس مقياس النهاية المستقبِل الناتج – حيث يكون الفوتون المحاصر الآخر – يمكن تحويل الفوتون الأخير إلى نفس موضع الفوتون المنقول عن بعد.
هذه عملية معقدة حتى بالنسبة لفوتون واحد ، ولا توجد طريقة لقياسها حتى نظام النقل الفوري الموجود في “Star Trek”. لا يزال ، هناك انتقال تخاطر كمي تطبيقات مهمة في العالم الحقيقي ، تعتبر الاتصالات المقاومة للاختراق والحوسبة الكمومية فائقة السرعة من هذا القبيل.
أكوان موازية
الكون هو كل ما تكشفه لنا تلسكوباتنا – كل بلايين المجرات تتوسع من الخارج الانفجار العظيم. لكن هل هذا كل شيء؟ ربما لا تكون النظرية كذلك: يمكن للمرء أن يكون كاملاً متنوع الأكوان هناك. فكرة “الأكوان المتوازية” هي خيال علمي آخر مألوف ، ولكن عندما يتم تصويرها على الشاشة فإنها عادة ما تختلف فقط في التفاصيل الصغيرة عن كوننا. لكن الحقيقة قد تكون مختلفة عن ذلك ، في كون موازٍ ، تختلف المعايير الأساسية للفيزياء – مثل الجاذبية أو القوى الذرية – عن عالمنا. هذا النوع من التصوير الكلاسيكي لكون مختلف حقًا ، والمخلوقات التي تعيش فيه ، هو رواية إسحاق أسيموف “الآلهة هم”.“(يوم مزدوج: 1972).
مفتاح الفهم الحديث للأكوان الموازية هو مفهوم “التضخم الأبدي”. إنها تلتقط نسيج الفضاء اللامحدود في حالة توسع دائم وسريع بشكل لا يصدق. خلال هذا الوقت ، يظهر فضاء محلي – انفجار تلقائي – من التوسع العام ويبدأ في النمو بوتيرة أسرع ، مما يسمح لأجسام مثل النجوم والمجرات بالتشكل داخله. وفقًا لهذه النظرية ، فإن كوننا هو أحد هذه المناطق ، ولكن قد يكون هناك عدد لا يحصى من المناطق الأخرى.
مثل قصة Asimov ، قد يكون لهذه الأكوان المتوازية معايير فيزيائية مختلفة تمامًا عن عالمنا. اعتقد العلماء في وقت من الأوقات أن الأكوان التي لها نفس معايير عالمنا هي فقط القادرة على دعم الحياة ، لكن الدراسات الحديثة تشير إلى أن الوضع قد لا يكون مضبوطًا على هذا النحو ، أعلنت شركة لايف ساينس سابقًا. لذا لا يزال الأمل في فيلم أسيموف الفضائي – وإن لم يكن قريبًا منهم كما يحدث في الرواية. ومع ذلك ، يمكن تتبع آثار الأكوان الأخرى إلينا بطرق أخرى. كتب إيفان بالتري ، أستاذ علم الفلك بجامعة جون مورس في ليفربول بإنجلترا ، أن “البقعة الباردة” الغامضة خلف الميكروويف الكوني قد تم اقتراحها على أنها ندبة ناتجة عن تصادم مع كون موازٍ. محادثة.
نُشر لأول مرة في Live Science.
