آیا سفر به اعماق فضا منجر به ذوب شدن فضانوردان می شود؟

بیگ بنگ: نظریه‌ی «اثر اونروه» که در طی چهل سال گذشته همواره مورد بحث و جدل بوده است. پژوهشگران کانادایی ادعا کرده‌اند که می‌توانند این نظریه را با استفاده از شتاب‌دهنده‌های ذرات و الکترومگنت‌های موجود ثابت کنند.

به گزارش بیگ بنگ، چهل سال پیش، فیزیکدان کانادایی “بیل اونروه”، با استفاده از نظریه‌ی کوانتوم، فرضی را مطرح کرد که تعجب بسیاری را برانگیخت. این نظریه که با نام “اثر اونروه” شناخته  می‌شود، پیش‌بینی می‌کند در جائی که یک مشاهده‌گر (ناظر) ساکن، قادر به دریافت تابشی از جسم سیاه نخواهد بود یک مشاهده‌گر (ناظر) شتابدار شده می‌تواند تابش جسم سیاه را مشاهده کند.

این موضوع، یکی از اهداف پژوهش جدیدی است که در دانشگاه سائوپائولو در برزیل انجام گرفته است. در واقع، این پژوهشگران در تلاش بودند تا “اثر اونروه” را با استفاده از آزمایش‌های ساده و با اتکا به تکنولوژی‌های موجود به اثبات برسانند. این آزمایش‌ها، هم می‌توانند ثابت کنند که آیا “اثر اونروه” حقیقت دارد یا خیر، و هم به انسان کمک خواهند کرد که بتواند برای سفر بین ستاره‌ای برنامه‌ریزی کرده و یک روز آنرا به واقعیت تبدیل کند.

در نظریه‌ی نسبیت اینشتین بیان شده است که درک ما از فضا و زمان کاملا به چارچوب اینرسی مرجعی که در آن قرار داریم، بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر یک مشاهده‌گر با سرعت ثابت در یک فضای خالی حرکت کند، به این نتیجه می‌رسد که دمای خلاء مطلق برابر با صفر مطلق خواهد بود؛ اما، اگر همین مشاهده‌گر با استفاده از یک شتاب‌دهنده شتاب گیرد، آنگاه ممکن است دریابد که دمای فضای خالی در حال ِ گرم شدن است. مطابق با فرضیه‌ی “اثر اونروه” ذرات شتاب گرفته دلیل افزایش تابش‌ها خواهند بود.

مثال ذکر شده در واقع همان چیزی است که ویلیام اونروه، نظریه‌پرداز دانشگاه بریتیش کلمبیا، در سال ۱۹۷۶ در ونکوور بیان کرد. مطابق با این نظریه، یک مشاهده‌گر شتاب گرفته (برای مثال یک فوتون یا ذرات دیگر) می‌تواند منشا یک حمام حرارتی (گرمایی) شود و قاعدتا هرچه شتاب مشاهده‌گر بیشتر شود، اثر ایجاد شده نیز شدیدتر خواهد بود. متاسفانه هیچکس قادر به اندازه‌گیری این اثر نخواهد بود، زیرا تاکنون هیچ فضاپیمایی ساخته نشده که بتواند به سرعت مورد نیاز برای انجام این آزمایش دست پیدا کند.

در این مطالعه که با تازگی در نشریه‌ی Physical Review Letters تحت عنوان “مشاهدات مجازی اثر اونروه” منتشر شده، پژوهشگران یک آزمایش ساده برای آزمودن اثر اونروه طراحی کرده‌اند. این پژوهش به رهبری گابریل کوزلا از موسسه‌ی فیزیک نظری (ITF) سائوپائولو انجام گرفته است و پژوهشگران در آن ادعا کرده‌اند که آزمایش طراحی شده می‌تواند از طریق اندازه‌گیری یک پدیده‌ی الکترومغناطیسی که در حال حاضر شناخته شده است، بحث‌های پیرامون این نظریه را خاتمه دهد.

در واقع، پژوهشگران ادعا کردند که این احتمال وجود دارد که بتوان اثر اونروه را با استفاده از اندازه‌گیری آنچه به تابش لارمور معروف است، شناسایی کرد. تابش لارمور یک انرژی الکترومغناطیسی است که از ذرات باردار شتابیده (مثل الکترون، پروتون یا یون) منتشر می‌شود. پژوهشگران امیدوارند بتوانند اثر نگشتی از اثر اونروه را در تابش منتشر شده از ذرات باردار شتابیده، پیدا کنند. واکنشی که این ذرات در اثر انتشار این تابش‌ها از خود نشان می‌دهند ایجاد یک لرزش خفیف می‌باشد و پژوهشگران معتقدند که این لرزش در مختصات ایندلر رخ می‌دهد و می‌تواند نتیجه‌ی تعامل بار ذرات شتابیده با فوتون‌های موجود در حمام حرارتی اونروه باشند.

دیاگرام آزمون طراحی شده برای آزمایش اثر اونروه؛ در این آزمایش، الکترون‌ها به یک میدان مغناطیسی وارد شده و در معرض نیروهای کششی افقی و عمودی قرار می‌گیرند.

این آزمایش براساس پایش نور نشر شده از الکترون‌های شتابیده داخل دو فریم (چارچوب) مجزا طراحی شده است. در اولین فریم (چارچوب)، که به آن “فریم (چارچوب) شتاب دهنده” گفته می‌شود، الکترون‌ها در یک مسیر افقی به درون یک میدان مغناطیسی شلیک شده و شروع به حرکت در یک مسیر دایره‌ای می‌کنند. دومین فریم (چارچوب) با نام “فریم (چارچوب) آزمایشگاهی” جاییست که در آن، یک میدان عمودی بر روی الکترون‌ها اعمال شده و سبب حرکت رو به بالای آن‌ها در یک مسیر مارپیچی می‌گردد.

در فریم (چارچوب) شتاب‌دهنده، کازلا و همکارانش فرض را بر این گذاشتند که الکترون‌های شتابیده، در یک منطقه به ابری مه آلود از فوتون‌های نشر شده، برخورد خواهند کرد؛ این فوتون‌ها هم از الکترون‌های شتابیده و هم از حمام حرارتی اونروه تابیده و منتشر می‌شوند. در فریم (چارچوب) آزمایشگاهی، حرارت اطراف الکترون‌ها در اثر شتاب عمودی افزایش خواهد یافت و این امر سبب نشر فوتون‌هایی با طول موج بلندتر خواهد شد. صحت این فرض‌ها در هر دو فریم (چارچوب) بستگی به این دارد که واقعا ابر مه آلودی از فوتون‌ها تشکیل شود!

درواقع، این آزمایش یک آزمون ساده را پیشنهاد می‌کند که می‌تواند تخمین بزند که آیا اثر اونروه واقعا وجود دارد یا خیر. یکی از زیباترین قسمت‌های این آزمایش، هدایت شدن آن بوسیله‌ی شتاب‌دهنده‌های ذرات و الکترومگنت‌هایی می‌باشد که در حال حاضر وجود دارند. در سمت دیگر این بحث، عده‌ی دیگری وجود دارند که ادعا می‌کنند اثر اونروه، در واقع یک اشتباه ریاضیاتی توسط اونروه و همکارانش بوده است. این آزمایش برای این افراد نیز مفید خواهد بود، زیرا می‌تواند به طور موثری این نظریه را بی اعتبار کند! صرف نظر از این موضوع، کازلا و همکارانش مطمئن هستند که آزمایش پیشنهادی آن‌ها با نتایج مثبتی همراه خواهد بود. پروژه‌ی استارشات، به عنوان اولین سفر بین ستاره‌ای بشر شناخته می‌شود.

پژوهشگران می‌گویند:« ما یک آزمایش ساده طراحی کرده‌ایم که توسط ِ آن می‌توان حضور حمام حرارتی اونروه را بصورت تابش‌های لارمور نشر شده از ذرات باردار شتاب گرفته، رمزگشایی نمود. سپس، یک سری محاسبات الکترودینامیکی کلاسیک ساده که بوسیله‌ی نظریه‌ی میدان کوانتومی تک بعدی چک شد، برای اثبات آن انجام دادیم. این نتایج و محاسبات را می‌توان به صورت تقریبی مشاهده‌ای از اثر اونروه در نظر گرفت.»

چنانچه این آزمایش با موفقیت انجام شود و وجود اثر اونروه به اثبات برسد، یک نتیجه‌ی بسیار مهم به همراه خواهد داشت و آن برنامه‌ریزی برای یک ماموریت به اعماق فضا با استفاده از سیستم‌های نیرومحرکه‌ی پیشرفته خواهد بود. در نهایت، هم برای پروژه‌ی استارشات، و هم برای ماموریت‌های پیشنهادی دیگر که شامل فرستادن یک سفینه به دیگر سیستم‌های ستاره‌ای هستند، باید اثرات ناشی از ابر مه آلود فوتونی و حمام حرارتی به عنوان عوامل موثر درنظر گرفته شوند.

ترجمه: ندا حائری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com

image_pdfimage_print
(15 نفر , میانگین : 4٫80 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=65821
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۲ پاسخ‌ها

  1. پژمان گفت:

    اگر این اثر وجود داشته باشه آینده‌ی سفرهای فضایی چطور خواهد بود؟ آیا نمیشه با سرعت های بالا در فضا سفر کرد؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *