در جست و جوي جهاني نو (3)
در جست و جوي جهاني نو (3)
گام ششم:
ساختن اتم شکن هاي بسيار بزرگ
توانايي در انجام اين کار براي يک تمدن پيشرفته از چندين روش گوناگون ممکن است. امکان دارد که جهان ما، پوسته اي باشد و شناور در فضايي با ابعاد بيشتر، و با يک جهان موازي ديگر، تنها به اندازه يک ميليمتر فاصله داشته باشد. اگر چنين باشد، شتاب دهنده و برخورد دهنده بزرگ ذرات هادرون(1)، شايد اين را تا چند سال آينده آشکار سازد. با گذر زمان و آن هنگام که به تمدن رده يک دست يابيم، شايد حتي فناوري کاوش در اين جهان همسايه را در اختيار داشته باشيم. از اين رو، راه کار ارتباط با يک جهان موازي، شايد چندان نا ممکن و دور نباشد.
اما فرض کنيد در بدترين وضعيت، اثرات کوانتومي گرانش در انرژي پلانک به وجود آيد، و به اين معني است که 10 به توان15 يا يک ميليون ميليارد بار از توان شتاب دهنده ال.اچ.سي بيشتر است. براي کاوش در اين انرژي، يک تمدن رده سه بايد اتم شکني در اندازه هاي يک ستاره بسازد. در دستگاه هاي اتم شکن يا شتاب دهنده ذرات، ذره هاي زيراتمي در درون يک لوله دراز و باريک شتاب داده مي شوند. به وسيله ميدان هاي مغناطيسي، انرژي در لوله هدايت مي شود و رفته رفته با بيشتر شدن شتاب حرکت، ذرات پر انرژي تر مي شوند. با استفاده از يک آهن رباي بزرگ، مي توان مسير حرکت ذرات را به دايره اي بزرگ خميده کرد، آنگاه مي توان ذرات را با شتاب دادن، تا انرژي تريليون ها الکترون ولت رساند. هر چه شعاع دايره بزرگ تر باشد، امکان دست يافتن به انرژي هاي بالاتر نيز هست، قطر دايره شتاب دهنده هادرون يا ال.اچ.سي، 27 کيلومتر است، که به معناي اندازه و کران دسترسي يک تمدن رده 7 /0 به انرژي است.
اما براي يک تمدن رده سه، امکان ساختن اتم شکن هايي در اندازه هاي يک ستاره و يا حتي يک منظومه خورشيدي وجود دارد. و براي چنين تمدن پيشرفته اي، امکان پذير است تا با شليک باريکه اي از ذرات زيراتمي به سوي فضاي بيروني، آن را تا انرژي پلانک شتاب دهد. امروزه با در اختيار داشتن نسل تازه اي از شتاب دهنده هاي ليزري، شايد تا چند دهه آينده، فيزيکدانان توانايي ساختن شتاب دهنده هاي روميزي اي را داشته باشند که توانايي دست يافتن به 200 گيگا الکترون ولت يا 200 ميليارد الکترون ولت را تنها در يک لوله يک متري داشته باشد. با پشت هم قرار دادن زنجيروار اين شتاب دهنده هاي کوچک روميزي، دست يافتن به انرژي هايي که بتوان فضا- زمان را ناپايدار کرد، شدني خواهد بود.
اگر فرض کنيم که شتاب دهنده هاي آينده، مي توانند ذرات را تنها در هر متر تا انرژي 200 گيگا الکترون ولت شتاب دهند، بر پايه همين فرض، به شتاب دهنده اي با درازاي 10 سال نوري نياز داريم تا به کران انرژي پلانک برسيم. گر چه اين اندازه، بيرون از دايره توان هر تمدن رده يک و يا رده دو است، اما در بازه توانايي هاي تمدني از رده سه قرار دارد. براي ساخت چنين دستگاه اتم شکن هيولاپيکري، شايد دانشمندان تمدن رده سه، آن را دايره اي بسازند تا اين گونه به اندازه فراواني در فضا صرفه جويي کنند و يا راه شتاب گيري را به صورت خطي و به نحوي بسازند که مسير آن به سوي نزديک ترين ستاره هدف برسد.
براي نمونه، شايد بتوان اتم شکني طراحي کرد و ساخت که ذرات زيراتمي را در يک مسير دايره اي و در درون کمربند خرده سيارک هاي ميان بهرام و مشتري پيش راند. و در اين صورت، ديگر نياز به ساخت لوله هاي گران و سرهم کردن آنها نيست، زيرا فضا، خود بهترين فضاي ميان تهي است و بهتر از هر آن چه که ما در زمين بسازيم. ولي بايد آهن رباهاي بسيار بزرگي ساخته شده و در فاصله هاي منظم و بر روي خرده سيارک ها و يا اجرام ديگر قرار داده شود تا به نوبت، پيشروي ذرات را خميده کرده و در مسير دايره اي نگاه دارند.
هنگامي که شاره پرتوي به سيارک ها نزديک شد، آهن رباهايي که بر روي آنها کار گذاشته شده با ميدان مغناطيسي خود، ذرات را مي رانند و راستاي حرکت شاره پرتو را اندکي دگرگون مي کنند تا بر مسير دايره اي باقي بمانند. همچنين اين ايستگاه هاي مغناطيسي بايد ذرات را در همگرايي نخست خود باقي نگه دارند، زيرا دسته پرتو هر چه پيشتر رود، رفته رفته از کانون بيرون مي رود و پرتوها از همديگر دورتر شده، واگرا مي شود. مسير حرکت شاره پرتوي ذرات، با گذر از کنار سيارک ها، رفته رفته کماني دايره اي خواهد شد. سرانجام، ذرات در يک مسير کمابيش دايره اي خواهد کرد. همچنين مي توان دو شاره پرتوي را شتاب داد، يکي همراستا با حرکت عقربه هاي ساعت و ديگري در خلاف آن. آنگاه که دو دسته پرتو با هم برخورد داده شوند، پاد ماده به وجود خواهد آمد و بر خورد ماده و پاد ماده، انرژي اي رها خواهد کرد که مي تواند به انرژي پلانک نزديک شود. برآورد اندازه ميدان مغناطيسي اي که براي کماني کردن چنين شاره پرتوي نيرومندي لازم است، بسيار فراتر از فناوري امروزين ماست. هر چند، امکان پذير است که يک تمدن پيشرفته بتواند انفجارهايي ترتيب دهد تا موج انفجار نيرومندي چون يک ضربه مغناطيسي بفرستد. از آن جايي که اين انفجار بسيار بزرگ انرژي مغناطيسي، شايد که سيم پيچ هاي ايجاد ميدان مغناطيسي را نابود کند، مي توان تنها يک بار، انرژي انفجار را آزاد کرد و پس از آن بايد تا پيش از بازگشت شاره پرتوي ذرات در دور بعدي، آنها را جايگزين کرد.
گذشته از مشکل هاي فراوان و ترسناک مهندسي براي ساخت چنين اتم شکني، همچنان پرسشي حساس وجود دارد و آن، اين است که آيا براي انرژي دهي به يک شاره پرتوي ذرات، کراني وجود دارد؟ سرانجام هر شاره پر انرژي ذرات به فوتون هاي 7 /2 درجه اي که تابش پس زمينه کيهاني را ساخته اند، برخورد خواهند کرد و از اين رو، انرژي از دست خواهد داد. در واقع، شايد بتوان با اندازه گيري مکيده شدن انرژي از يک شاره پرتوي پر انرژي، سقفي از انرژي که فضاي ميان ستاره اي مي تواند به آن دست يابد را اندازه گيري کرد. اين نتيجه هاي نظري هنوز آزمايش نشده است. در واقع نشانه هايي وجود دارد که برخورد پرتوهاي کيهاني پر انرژي، از اين بيشينه انرژي نيز فراتر مي رود و در نتيجه تمام آن اندازه گيري ها دچار گنگي مي شود. هر چند، اگر درست باشد، آنگاه بايد تمامي افزارگان و دستگاه ها را بهينه سازي کرد. نخست، بايد تمام مسير شاره پرتوي ذرات را از لوله سراسر ميان تهي ساخت و در پوششي قرار داد که آن را از پرتوهاي پس زمينه 7 /2 درجه کيهان، نگهداري کند. و يا اگر آزمايش در آينده اي بسيار دور انجام گيرد، شايد که تابش پس زمينه، چنان اندک شده باشد که ديگر اهميت چنداني نداشته باشد.
نظريه جهان هاي پوسته اي چيست؟
گام هفتم:
ساختن ساز و کارهاي انفجار از درون
بازسازي روش انفجار از درون بر روي سياره زمين بسيار دشوارتر است. براي نمونه، بمب هاي هيدروژني را بايد با دقت يک ساعت سوئيسي ساخت، براي اينکه ليتيوم دو ترايد(2) که عنصر فعال کننده يک بمب هيدروژني است، تا ده ها ميليون درجه فشرده مي شود تا به تراز لاوسن(3) برسد که در نتيجه فرايند گداخت آغاز شود. و اين کار به کمک انفجار يک بمب هسته اي که در کنار ليتيوم دو ترايد قرار داده شده رخ مي دهد و سپس متمرکز کردن يکنواخت پرتو ايکس بر سطح تکه اي از ليتيوم دو ترايد. هر چند اين فرايند، تنها مي تواند انرژي را انفجاري و به ريخت مهارنشدني آزاد کند.
بر روي زمين، کوشش ها براي فشرده سازي گاز هيدروژن به کمک مغناطيس با شکست روبه رو شده است، بيشتر از آن رو که نمي توان با مغناطيس، گاز را يکنواخت فشرده کرد. و نيز از آن رو که هرگز در طبيعت، تک قطبي(4) ديده نشده است، و ميدان هاي مغناطيسي، همچون ميدان مغناطيسي زمين دو قطبي اند. بنابراين، به شدت نا همسان هستند. استفاده از آنها براي فشرده سازي گازها، همچون تلاش براي چلاندن يک بادکنک است. هرگاه يک طرف آن را فشار دهيد، سوي ديگر بيرون مي زند.
روش ديگر اين است که با مهار گداخت هسته اي، از آن همچون يک باتري براي پرتوهاي ليزر سود جست که به ترتيب در رويه يک کره قرار يافته اند، جوري که پرتوهاي تابانيده شده را به سوي يک گلوله کوچک ليتيوم دو ترايد در مرکز آن بتابانند. براي نمونه، در آزمايشگاه ملي لي ورمور(5)، يک دستگاه نيرومند گداخت ليزري وجود دارد که براي شبيه سازي جنگ افزارهاي هسته اي به کار مي رود. به کمک اين دستگاه، يک رشته پرتوهاي ليزر به صورت افقي به پايان دالان تابانده مي شود. آنگاه آيينه هايي که با دقت در پايان دالان نصب شده است، هر پرتو را بازتاب مي دهد، جوري که دسته پرتوها، همگرا شده و به سوي يک گوي کوچک فرستاده مي شوند. رويه گوي، بي درنگ تبخير مي شود، و همين امر، موجب انفجار از درون گوي و به وجود آمدن گرماي بسيار زيادي مي شود. در اين روش، فرايند گداخت، در واقع درون گوي رخ مي دهد، گر چه اين دستگاه، بيش از آن اندازه که انرژي توليد کند، انرژي به مصرف مي رساند و بنابراين ارزش تجاري ندارد و براي فروش در بازار مناسب نيست.
به همين ترتيب، مي توان پنداشت که يک تمدن رده سه بر روي سيارک ها و ماه هاي منظومه هاي گوناگون ستاره اي، سامانه اي بزرگ از انباره پرتوهاي ليزري بسازد. آنگاه اين انبارهاي ليزر را با هم آتش کنند تا هم زمان، يک رشته پرتوهاي نيرومند آزاد شود که در يک نقطه همگرا شده، و در نتيجه يک نقطه از فضا-زمان را با دماي بسيار زياد به وجود آمده، نا پايدار کنند.
به طور کلي، از ديدگاه فيزيک نظري، براي اندازه توان انرژي اي که با يک پرتو ليزر مي توان فرستاد، کراني وجود ندارد. هر چند، مشکل هاي فراواني در ساخت ليزرهاي با توان بسيار بالا وجود دارد. مشکل بنيادين، استواري و پايداري ماده اي است که پرتو ليزر را باز مي تاباند. اين ماده در انرژي هاي کلان، بارها بر افروخته شده و ترک خواهد خورد. راه چاره، مي تواند در راندن پرتو ليزر به وسيله يک انفجار، همچون يک انفجار هسته اي باشد و تنها يکبار رخ دهد.
اثر کازيمير چيست؟
گام هشتم:
ساختن يک پيشرانه پيچشي
به ياد داشته باشيد که بنابر نظريه تورم، خود فضا مي تواند بسيار تندتر از سرعت نور گسترش يابد. بر همين برهان نمي توان هيچ اطلاعات پالوده و ويژه اي را از فضاي تهي گسترش يابنده انتقال داد. و باز بر همين برهان، شايد سفر تندتر از بيشينه سرعت نور، شدني باشد. در واقع، هنگامي که به ستاره اي در همسايگي سفر مي کنيم، به سختي مي توان گفت که زمين را به تمامي ترک کرده ايم؛ به سادگي مي توان گفت که فضاي پيشاروي ما فروريخته و به فضاي پشت ما گسترانده شده است. به عبارت ديگر، به جاي سفر به ستاره آلفاقنطورس، (نزديک ترين ستاره با فاصله 2 /4 ميليون سال نوري به خورشيد)، آن را به سوي خودمان مي کشيم.
ال کيوبي ير نشان داد که اين، يک پاسخ و راه حل شدني از معادله هاي اينشتين است و به معناي آن است که بر پايه و در بازه قانون هاي فيزيک جاي دارد. اما استفاده از آن، بهايي دارد. بايد اندازه هاي بيکراني از هر دو بار انرژي مثبت و منفي، يک کيهان نورد را نيرو دهد. نيروي بار مثبت براي فشردگي فضاي روبه روي کشتي و بار انرژي منفي براي کشيدن و گستردن فاصله ها در پشت آن. با استفاده از اثر کازيمير براي ساخت اين انرژي منفي، صفحه ها بايد به فاصله پلانک از هم جدا شوند، يعني 10 به توان 33- سانتي متر، فاصله اي آن چنان اندک که با افزارگان و روش هاي معمول دست نيافتني است. براي ساخت چنين کيهان نوردي، بايد يک حباب گوي بزرگ ساخت و به عنوان جايگاه مسافران از آن استفاده کرد. در آن سوي حباب، کمربندي از انرژي منفي در بزرگ ترين قطر آن به دور گوي، قرار خواهد يافت. مسافران درون حباب هرگز جنبشي نخواهند داشت، اما فضاي روبه روي حباب با سرعتي بيشتر از سرعت نور چروکيده مي شود و هنگامي که مسافران حباب را ترک کنند، در مي يابند که به ستاره مقصد رسيده اند.
ال کيوبي ير در نسخه نخستين نوشتار خود اشاره کرده که چاره او، شايد نه تنها شما را به ستارگان برساند، که شايد بتواند به اين وسيله در زمان نيز سفر کرد. دو سال پس از آن، فيزيکداني به نام "الني. اورت"(8) نشان داد که اگر دو تا از چنين کيهان نوردهايي داشته باشيم، با به کار بستن پي در پي پيشرانه پيچشي، سفر در زمان ممکن خواهد بود. همان گونه که " ريچارد گات"(9) از دانشگاه پرينستون گفته است:" به نظر مي رسد که "جين رودنبري"(10)، سازنده سريال تلويزيوني سفر ستاره اي، به راستي حق داشته که در بيشتر بخش هاي داستانش، به سفر در زمان پرداخته است!"
ولي فرگشايي هاي بعدي فيزيکدان روي، "سرگي کراسنيکف"(11)، بر پايه معادله هاي اينشتين، کاستي هاي فني در اين گره گشايي را آشکار ساخت. او نشان داد که پيوند فضاي درون کيهان نورد از فضاي بيرون آن گسسته خواهد شد، بنابراين پيام ها نمي تواند از مرز اين دو فضا بگذرد. يعني تا هنگامي که درون کشتي هستيد، نمي توانيد مسير آن را دگرگون کنيد، پس نقشه راه، بايد پيش از آغاز سفر طرح شود. اين بسيار نوميدکننده است. به بيان ديگر شما نمي توانيد به سادگي، سکان کشتي را چرخانده و راهي تازه به ستاره اي نزديک را برگزينيد. اما از ديگر سو به اين معناست که چنين کشتي فرضي اي را مي توان همچون راهي دو سره به ستارگان در نظر گرفت، همچون يک سامانه ترابري ميان ستاره اي که چون قطار سر برنامه منظم خود حرکت مي کند. براي نمونه، به منظور برپا داشتن اين راه دو سره، نخست مي توان از موشک هاي معمول که زير سرعت نور حرکت مي کنند، براي برپا سازي ايستگاه هايي در فاصله هاي معين در ميان راه ستارگان سود جست. آنگاه، کيهان نورد برابر برنامه زماني از پيش تعيين شده و با زمان حرکت و رسيدن مشخص، با سرعتي فرانوري، ميان اين ايستگاه ها سفر خواهد کرد.
گات نوشته:"در آينده، يک تمدن فرا پيشرفته، شايد خواستار آن باشد که مسيرهاي حرکت با پيشرانه پيچشي را براي پيمايش کيهان نوردهايش تنظيم کند، درست همان گونه که مي تواند کرم چاله هايي را براي پيوند ميان ستارگان برقرار سازد. يک شبکه از راه هاي ارتباطي با کمک پيشران پيچشي حتي مي تواند از برقرار ساختن کرم چاله ها آسان تر باشد، زيرا پيشران هاي پيچشي، تنها فضاي موجود را دگرگون مي کنند و نيازي به ايجاد سوراخ هايي تازه براي برقراري ارتباط با پهنه هاي ديگر فضا ندارند.
اما بي پرده مي توان گفت که از چنين کيهان نوردي، تنها بايد براي سفر در جهان موجود استفاده کرد و نمي توان براي ترک اين جهان به جهان هاي ديگر، از آن بهره برد. با اين حال پيشرانه ال کيوبي ير، مي تواند به ساخت ابزاري براي گريز از کيهان کمک کند. چنين فضاپيمايي مي تواند سودمند باشد، براي نمونه، به منظور به وجود آوردن برخورد ريسمان هاي کيهاني که گات به آن اشاره کرده است، و شايد بتوان يک تمدن پيشرفته را به گذشته خود باز گرداند، جايي که جهانشان بسي گرم تر بوده است.
فرافضا چيست؟
براي درک بهتر از جهاني با ابعاد بيشتر به اين نمونه توجه کنيد. در يک جهان دو بعدي، تنها خط و نقطه وجود دارد، پس تنها مي توان ريخته اي دو بعدي هندسي را کشيد. در يک جهان سه بعدي، بعد ارتفاع هم وجود دارد که مي توان آن را به ريخته اي دو بعدي افزود و براي نمونه، يک صفحه دو بعدي را با افزودن ارتفاع، به يک مکعب سه بعدي دگرگون کرد. حال اگر بعد چهارمي داشته باشيم، پس به هر يک از رويه هاي مکعب، يک بعد افزوده مي شود و صفحه هاي دو بعدي سازنده مکعب سه بعدي، به مکعب هاي سه بعدي سازنده فرا مکعب چهار بعدي يا (tesseract) دگرگون مي شوند.
پينوشتها:
1.Large Hadron Collider:
شتاب دهنده بزرگ ذرات يا LHC که در مرز سوئيس و فرانسه ساخت شده است.
2.Lithium deuteride.
3.Lawson,s criteria
ترازي است که در زمان مشخصي، ذرات در يک واکنش گاه هسته اي واکنش يافته و به گرمادهي مي رسند.
4.Monopole:
تک قطبي، ذره اي است که تنها داراي يک قطب مثبت و يا منفي است.
5.Livermore National Laboratory
6.Miguel Alcubierre
7.Warp Drive Machine
8.Allen E.Everett
9.Richard Gott
ريچارد گات، فيزيکداني از دانشگاه خصوصي پرينستون در سال 1991 پاسخ هايي براي معادله هاي اينشتين يافت که سفر در زمان را ممکن مي نمود. او دريافت که درست پيش از برخورد دو ريسمان کيهاني، وضعيتي رخ خواهد داد که مي توان از آن براي سفر در زمان سود جست. همچنين او دريافت که براي بازگشت يک سال در زمان، نياز به ماده و انرژي نيمي از يک کهکشان است.
10.Gene Roddenberry:
تهيه کننده سريال بسيار معروف سفر ستاره اي
11.Sergei Krasnikov
/ج
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}