آیا می‌توان فضاپیمایی ساخت که سریع‌تر از نور حرکت کند؟‌

بیگ بنگ: در طبیعت بیشترین سرعت حرکت از آن نور است. نور در هر ثانیه سیصد هزار کیلومتر پیش می‌رود. پیمودن فاصله ۴۰۰ هزار کیلومتری ماه تا زمین برای پرتو نوری که از ماه بازتاب می‌شود فقط ۱٫۳ ثانیه طول می‌کشد.

201406172221291691-167450به گزارش بیگ بنگ، بیشترین سرعت هایی که بشر توانسته دست پیدا کند از سرعت نور بسیار کمترند. فضاپیماهای آپولو برای این که به ماه برسند هنگام برخاستن از زمین چیزی حدود ۴۰ هزار کیلومتر در ساعت سرعت داشتند. به هر حال همیشه رسیدن به سرعت نور یا فراتر از آن، غیر از این که موضوع کتاب ها و فیلم های علمی- تخیلی باشد، از آرزوهای واقعی بشر نیز بوده و هست. بتازگی اعلام شد سازمان فضایی ایالات متحده (ناسا)، آزمایش هایی در این خصوص انجام داده و ضمن نرسیدن به نتیجه مطلوب اعلام کرده هنوز موفقیتی در ساخت سامانه های پیشرانی که بتوانند به سرعتی فراتر از سرعت نور برسند به دست نیامده است.

سامانه های پیشران

موتورهای سوخت فسیلی و شیمیایی، موتورهای هیدروژنی و موتورهای یونی ازجمله پیشران هایی هستند که امروزه در وسیله های متحرک گوناگون مورد استفاده اند؛ از خودروها و موتورسیکلت ها گرفته تا موشک ها و فضاپیماهایی که در منظومه شمسی سفر می کنند. با وجود این، اگر دانشمندان بخواهند به سرعت نور برسند، باید سراغ شیوه های جدیدتر و نامتعارف بروند. سامانه پیشران محفظه تشدید (Resonant Cavity Thruster) یاموتور الکترومغناطیسی(EmDrive) یکی از همین روش هاست. در این شیوه از نوعی لامپ خلأ که امواج الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه تولید می کند (مگنترون) استفاده می شود. این امواج به داخل محفظه تشدیدی فلزی و عایق بندی شده ای که به شکل مخروط باریک شونده است، فرستاده می شود. امواج ریز موج از قسمت بازتر محفظه وارد می شوند و در قسمت باریک تر آن به دام می افتند و با تشدیدکننده دی الکتریکی که در آنجا قرار داده شده اندرکنش می کنند.

بنا به ادعای راجر شوویر (Roger Showyer) ابداع کننده بریتانیایی این سامانه محرک، این سازوکار، نیروی پیشرانی به سمت قسمت باریک محفظه مخروطی شکل اعمال می کند. از سال ۲۰۰۰ که شوویر به دنبال طرح این اندیشه، مرکزی نیز برای توسعه آن دایر کرد (مرکز تحقیقات پیشرانش فضاپیما) تاکنون تحقیق و بررسی در مورد این روش ادامه دارد. سازوکار پیشران محفظه تشدیدی مخالفان خود را نیز دارد؛ کسانی که می گویند به دلیل نقض اصل پایستگی انرژی (اصلی فیزیکی که بر اساس آن انرژی تولید نمی شود و از بین نمی رود بلکه از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود) و مشابه آن، اصل پایستگی اندازه حرکت، این روش پیشرانش قابل عملیاتی شدن نیست.

موتورهای یونی

بنا به اعلام ناسا، در حال حاضر سفرهای بین ستاره ای موضوع مورد بحث در این سازمان و آزمایشگاه های پیشرفته آن نیست. اما دانشمندان در حال کار روی روش های پیشرانش یونی هستند تا بتوانند از دستاوردهای آن در سفرهای فضایی دوری که دیگر استفاده از نیروی تابشی خورشید (انرژی خورشیدی) ممکن نیست، بهره ببرند. ناسا از نمونه های اولیه موتور یا پیشران یونی در مأموریت های اخیر خود مانند فضاپیمای سپیده دم (Dawn) استفاده کرده است. در این موتورها ذرات گاز با کسب انرژی اولیه به شکل یون (ذرات دارای بار الکتریکی) درمی آیند. نیروی دافعه بین ذرات باردار همنام (مانند یون های مثبت) در خروجی موتور یونی، سبب می شود موتور رو به جهت مخالف شتاب بگیرد.

موتور یونی فضاپیمای سپیده دم، سرعت آن را تا ۱۴۵ هزار کیلومتر بر ساعت می رساند. نکته بسیار مهم و قابل توجه در مورد این موتورها مصرف سوخت بسیار کمترشان (نسبت به موتورهای معمولی) است. در حالی که پیشران یونی ۸۶۰ گرم گاز زنون مصرف می کند، برای تولید شتابی معادل در موتوری معمولی ۱۰ تن سوخت لازم است. ناسا با جدیت تمام در حال پژوهش در مورد موتورهای یونی است. محققان ناسا در سال ۲۰۱۳ اعلام کردند برای آزمایش نمونه ای از موتورهای یونی، آن را ۴۸ هزار ساعت یعنی پنج سال و نیم روشن نگه داشته بودند. این رکوردی بزرگ و دست نیافتنی محسوب می شود. این روش در واقع بعد از نهایی شدن، سریع ترین و اثرگذارترین سازوکار حرکتی تا امروز خواهد بود.

پیشران هایی با توانایی منحرف کردن فضا و زمان

ماشین وارپ(Warp drive) که اگر بتوانیم آن را موتور پیچ و تابی، یعنی موتوری که با پیچ و تاب دادن به فضا و زمان پیش می رود نامگذاری کنیم، از دیگر شیوه های رسیدن به سرعت نور است. فضاپیمایی که موتور آن بتواند با چین و شکن دادن به ساختار فضا و زمان حرکت کند می تواند تا چند مرتبه بیشتر از سرعت نور نیز حرکت کند. این ساز و کار برخلاف دیگر نظریه های مطرح شده در زمینه رسیدن به سرعت های بسیار بالا، سفر آنی و بلافاصله بین دو نقطه دوردست را ممکن نمی داند. در مقابل، زمان مشخصی را برای این سفر سریع در نظر می گیرند که قابل اندازه گیری است. محققان ناسا می گویند در سابقۀ علمی بشر نظریه هایی وجود داشته اند که ابتدا مضحک و پوچ به نظر می رسیدند، اما بعد از سال ها تلاش و تحقیق علمی به واقعیت تبدیل یا نزدیک شده اند. با این حال دست کم در آینده نزدیک، مفهوم موتورهایی که بتوانند سریع تر از نور حرکت کنند، به ویژه موتور پیچ و تاب دهنده فضا و زمان، هنوز هم رویایی بیش نخواهد بود.

ماشین وارپ(Warp drive) : این ماشین اولین بار به وسیله میگوئل آلکوبیر فیزیکدان مکزیکی در سال ۱۹۹۴ پیشنهاد شد. ماشین وارپ توپولوژی فضا را تغییر نمی دهد و به ابرفضا وارد نمی شود، این ماشین فضای مقابل شما را منقبض و فضای پشت سر شما را گسترش داده از هم باز می کند.

ماشین وارپ(Warp drive) : این ماشین اولین بار به وسیله میگوئل آلکوبیر فیزیکدان مکزیکی در سال ۱۹۹۴ پیشنهاد شد. ماشین وارپ توپولوژی فضا را تغییر نمی دهد و به ابرفضا وارد نمی شود، این ماشین فضای مقابل شما را منقبض و فضای پشت سر شما را گسترش داده از هم باز می کند.

با این که ناسا عدم دریافت نتیجه مناسب از انجام آزمایش های مبتنی بر فراتر رفتن از سرعت نور را به طور رسمی اعلام کرده، اما خودِ همین هم موضوع جذابی است: این که ناسا در این زمینه تحقیق و بررسی می کند و این بررسی نشان دهنده این است که ناسا امکان رسیدن به سرعت های بسیار بالا (حتی سرعت نور) را منتفی نمی داند. از زمانی که دیوار صوتی شکسته شد و بشر توانست از سدی بزرگ به نام سرعت صوت عبور کند، توجه همه به تدریج به این موضوع معطوف شد که آیا «دیوار نوری» را نیز می توان شکست؛ یا به بیان دیگر می توان از سد سرعت نور عبور کرد یا خیر. به نظر می رسد در حال حاضر و با استناد به دانسته های فعلی بشر، منتفی دانستن امکان سفر با سرعتی بیش از سرعت نور به واقعیت نزدیک تر است تا تائید آن.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: NASA Warp drive , Ion thruster

نویسنده: حامد الطافی مهربانی/ جام جم

image_pdfimage_print
(20 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=32022
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

۱۰ پاسخ‌ها

  1. مهدی گفت:

    طبق محاصبات واثباتات جدیدی که من انجام دادم می توان با سرعت بیش از نور حرکت کرد حتی امکان سفر در زمان هم هست.

    • بهزاد گفت:

      یه خورده فک نمیکنید اظهار نظرتون عجیبه؟بزرگترین فیزیکدانان جهان طی دهه ها نتونستن اینهارو اثبات کنند.شما چجور تونستی واقعا!!!!!!؟

    • اردلان گفت:

      شما که حتما درست میگی
      مرد حسابی این همه فیزیکدان و ریاضیدان داره خودشونو پاره میکنند با این اطمینانی که شما حرف میزنی حتی فکر هم نمیکنند بعد شما میای میگی طبق محاسباتی که من انجام دادم؟!!
      شما خوبی که ایشالا؟!
      قرصهاتم مرتب بخور
      ترووووول

  2. D10S گفت:

    به نظر من فقط با دور نوردی ممکنه وبرای اینکه با فضا پیما بخوایم با سرعت نور حرکت کنیم در حال حاضر دانش بشر بسیار کمه و میتونم بگم ی جورایی نیاز به ی انیشتن دیگه داریم

  3. D10S گفت:

    به نظر من فقط با دور نوردی ممکنه به سرعت نور برسیم وبرای اینکه با فضا پیما بخوایم با سرعت نور حرکت کنیم در حال حاضر دانش بشر بسیار کمه و میتونم بگم ی جورایی نیاز به ی انیشتن دیگه داریم

  4. آرما گفت:

    به نظر من برای سفرهای فضایی یک راه بیشتر وجود نداره و اون اینه که در مرحله اول دستگاهی برای تولید بدن انسان از روی DNS هر فرد ساخته بشه و به مقصد فرستاده بشه. (مئلا ۱۰۰ سال ۊول بکشه که به مقصد برسه!)
    در مرحله بعدی از ذهن انسان پشتیبان (بک اپ) گرفته بشه و اطلاعات اون با سرعت نور به مقصد ارسال بشه و در بدن جدید بارگذاری بشه.

    • محمودی گفت:

      نابغه!!!! خب مشکل همینه که اون بدن این مسافتهای بسیار طولانی رو چطور طی کنه، میلیونها سال طول میکشه. بعد کجا فرستاده بشه؟؟؟؟ در مقصد باید پایگاهی باشه که اون بدنها اونجا جای بگیرن و نگهداری بشن. بعد دوباره بیان از مغز فرد بک آپ بگیرن بفرستن ناکجا آباد…. تازه آخر سر هم اگه به فرض محال اینطور که گفتی پیش بره خود فرد رو که نفرستادن، فقط کپی اون رو فرستادن. یه کم لطفاً در اظهار نظر فکر کنید…

  5. sirvan گفت:

    سلام فکر کنم مصرف سوخت موتورهای یونی ۸۶۰ کیلوگرم گاز زنون نه گرم

  6. فرهاد گفت:

    به نظر من پایه های تئوریک سفرهای با سرعت بالای سرعت نور الان بسیار ناکافی و سست می باشند. الان از نظر تئوری و طبق اصل نسبیت انیشتین حد نهایی سرعت در هستی سرعت نور هست. با تکنولوژی امروزی کاری نمیشود انجام داد. باید از یک راه میانبر استفاده کرد. اما در نهایت بشر خواهد توانست این محدودیت ها را از میان بردارد و می تواند فواصل کیهانی را با سرعت های بالا طی کند.

  7. مسعود گفت:

    اگه بتونن فضا پیمایی درست کنن که در اطراف خودش خلا ایجاد کنه اونوقت میشه با سرعت بیشتر از نور حرکت کنه.چون دیگه ملکولی در خلا وجود نداره که بر اثر اصطکاک هوا با فضاپیما جلوی پیشران را گرفت و حتی سطح فضاپیما هم بر اثر نبود اصطکاک داغ نمیشه.بنابراین باید یکی کشف کنه که چگونه میشه با اشعه یا میدان مغناطیسی جدیدی یا الکتریسیته نوع جدیدی میشه میدان خلایی در اطراف فضاپیما در هوای آزاد ایجاد کرد

پاسخ دهید

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