5 مفاهيم خيال علمي ممكنة (نظريًا)

بالعربي/ يمكن أن تصبح هذه المجازات الخيالية الشائعة في يوم من الأيام حقيقة علمية.

تمتلئ روايات وأفلام الخيال العلمي بالأفكار البعيدة ، وغالبًا ما تكون نقطة انطلاق لمغامرة مليئة بالإثارة بدلاً من محاولة جادة للتنبؤ بالاتجاهات المستقبلية في العلوم أو التكنولوجيا. بعض الاستعارات الأكثر شيوعًا ، مثل تسريع مركبة فضائية إلى سرعات رائعة في غضون ثوانٍ دون سحق الركاب ، هي ببساطة مستحيلة وفقًا لقوانين الفيزياء كما نفهمها. ومع ذلك ، يبدو أن هذه القوانين نفسها تسمح بمفاهيم خيال علمي أخرى تبدو بعيدة المنال ، من الثقوب الدودية إلى الأكوان الموازية. فيما يلي ملخص لبعض أفكار الخيال العلمي التي يمكن فعلها – من الناحية النظرية ، على الأقل.

الثقوب الدودية

تبدو فكرة الثقب الدودي – اختصار عبر الفضاء يتيح السفر الفوري تقريبًا بين أجزاء بعيدة من الكون – وكأنه تم إنشاؤه كسائق قصة خيالية. ولكن تحت الاسم الأكثر رسمية لجسر أينشتاين-روزن ، كان المفهوم موجودًا كمفهوم نظري جاد قبل فترة طويلة من حصول كتاب الخيال العلمي عليه. إنه يأتي من نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين ، التي تنظر إلى الجاذبية على أنها تشويه للزمكان بسبب الأجسام الضخمة. بالتعاون مع الفيزيائي ناثان روزن ، وضع أينشتاين نظرية في عام 1935 مفادها أن نقاط الجاذبية القوية للغاية ، مثل الثقوب السوداء ، يمكن أن ترتبط ببعضها البعض بشكل مباشر. وهكذا ولدت فكرة الثقوب الدودية.

ستدمر القوى المحيطة بالثقب الأسود أي شخص يقترب منه ، لذا لم يتم النظر بجدية في فكرة السفر عبر ثقب دودي حتى ثمانينيات القرن الماضي ، عندما قرر عالم الفيزياء الفلكية كارل ساجان أنه سيكتب رواية خيال علمي. وفقًا لبي بي سي ، شجع ساجان زميله الفيزيائي كيب ثورن على ابتكار طريقة مجدية للسفر لمسافات بين النجوم في لمح البصر. ابتكر ثورن طريقة مناسبة – ممكنة من الناحية النظرية ، لكنها غير محتملة للغاية في الممارسة – تمكن البشر من تحقيق السفر بين النجوم من خلال عبور ثقب دودي دون أن يصاب بأذى. وجدت النتيجة طريقها إلى رواية ساجان ” Contact ” (Simon and Schuster: 1985) والتي تم تعديلها لاحقًا في فيلم مع Jodie Foster في الدور الرئيسي. 

في حين أنه من غير المحتمل جدًا أن تصبح الثقوب الدودية وسيلة نقل بسيطة وملائمة يتم تصويرها في الأفلام ، فقد توصل العلماء الآن إلى طريقة أكثر قابلية للتطبيق لبناء ثقب دودي من اقتراح ثورن الأصلي. من الممكن أيضًا أنه إذا كانت الثقوب الدودية موجودة بالفعل في الكون ، فيمكن تحديد موقعها باستخدام الجيل الجديد من أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية.

محرك الاعوجاج

الشرط الأساسي لمعظم قصص المغامرات الفضائية هو القدرة على الانتقال من أ إلى ب أسرع بكثير مما نستطيع اليوم. وبغض النظر عن الثقوب الدودية ، هناك العديد من العقبات التي تحول دون تحقيق ذلك باستخدام مركبة فضائية تقليدية. هناك كمية الوقود الهائلة المطلوبة ، والتأثيرات الساحقة للتسارع ، وحقيقة أن الكون له حدود سرعة مفروضة بشكل صارم . هذه هي السرعة التي ينتقل بها الضوء – سنة ضوئية واحدة على وجه التحديد في السنة ، وهي في السياق الكوني ليست سريعة جدًا على الإطلاق. يقع بروكسيما سنتوري ، ثاني أقرب نجم إلى الأرض ، على بعد 4.2 سنة ضوئية من الشمس ، بينما يبعد مركز المجرة حوالي 27000 سنة ضوئية.

لحسن الحظ ، هناك ثغرة في حدود السرعة الكونية: إنها تحدد فقط السرعة القصوى التي يمكننا السفر بها عبر الفضاء . كما أوضح أينشتاين ، يمكن تشويه الفضاء نفسه ، لذلك ربما يكون من الممكن التلاعب بالفضاء المحيط بالسفينة بطريقة تخرب حدود السرعة. ستظل سفينة الفضاء تسافر عبر الفضاء المحيط بسرعة أقل من سرعة الضوء ، لكن الفضاء نفسه سيتحرك أسرع من ذلك. 

كان هذا ما كان يدور في أذهان كتاب “ستار تريك” عندما توصلوا إلى مفهوم “محرك الاعوجاج” في الستينيات. لكن بالنسبة لهم كانت مجرد عبارة تبدو معقولة ، وليست فيزياء حقيقية. لم يكن حتى عام 1994 أن وجد المنظر ميغيل ألكوبيير حلاً لمعادلات أينشتاين التي أنتجت تأثير محرك الاعوجاج الحقيقي ، حسبما أفاد موقع Space.com الشقيق لـ Live Science الشقيق لـ Live Science ، حيث تقلص مساحة أمام مركبة فضائية ووسعها إلى الخلف. بادئ ذي بدء ، لم يكن حل Alcubierre أقل اختراعًا من الثقب الدودي الذي يمكن اجتيازه في Thorne ، لكن العلماء يحاولون تحسينه على أمل أن يكون عمليًا في يوم من الأيام.

السفر عبر الزمن

يعد مفهوم آلة الزمن أحد أعظم أجهزة حبكة الخيال العلمي ، حيث تسمح للشخصيات بالعودة وتغيير مسار التاريخ – للأفضل أو للأسوأ. لكن هذا يثير حتما مفارقات منطقية. في فيلم “العودة إلى المستقبل” ، على سبيل المثال ، هل كان Doc سيبني آلة الزمن الخاصة به إذا لم يزره مارتي في المستقبل باستخدام نفس الآلة؟ بسبب مفارقات مثل هذه ، يفترض الكثير من الناس أن السفر عبر الزمن يجب أن يكون مستحيلًا في العالم الحقيقي – ومع ذلك ، وفقًا لقوانين الفيزياء ، يمكن أن يحدث حقًا .

تمامًا كما هو الحال مع الثقوب الدودية والانحناءات الفضائية ، فإن الفيزياء التي تخبرنا أنه من الممكن السفر عبر الزمن تأتي من نظرية النسبية العامة لأينشتاين. هذا يعامل المكان والزمان كجزء من نفس سلسلة “الزمكان” ، حيث يتم ربط الاثنين بشكل لا ينفصم. مثلما نتحدث عن تشويه الفضاء باستخدام ثقب دودي أو محرك الاعوجاج ، يمكن أن يتشوه الوقت أيضًا. في بعض الأحيان يمكن أن يتشوه لدرجة أنه يطوي مرة أخرى على نفسه ، فيما يشير إليه العلماء على أنه ” منحنى مغلق زمنيًا ” – على الرغم من أنه يمكن أن يطلق عليه بدقة آلة الزمن.Advertisement

نُشر تصميم مفاهيمي لآلة الزمن في عام 1974 من قبل الفيزيائي فرانك تيبلر ، وفقًا للفيزيائي ديفيد لويس أندرسون ، الذي يصف البحث في معهد أندرسون ، وهو مختبر أبحاث خاص. يُطلق عليها اسم أسطوانة Tipler ، ويجب أن تكون كبيرة – بطول 60 ميلاً (97 كيلومترًا) على الأقل ، وفقًا لهامبل – وكثيفة للغاية ، مع كتلة إجمالية يمكن مقارنتها بكتلة الشمس. لجعلها تعمل كآلة زمنية ، يجب أن تدور الأسطوانة بسرعة كافية لتشويه الزمكان إلى النقطة التي ينثني فيها الوقت مرة أخرى على نفسه. قد لا يبدو الأمر بسيطًا مثل تركيب مكثف التدفق في DeLorean ، لكن لديه ميزة أنه سيعمل حقًا – على الورق ، على الأقل.

الانتقال الاني

مثال الخيال العلمي النموذجي على النقل الآني هو ناقل “Star Trek “ ، والذي ، كما يوحي الاسم ، يتم تصويره ببساطة على أنه وسيلة ملائمة لنقل الأفراد من موقع إلى آخر. لكن النقل الآني يختلف تمامًا عن أي شكل آخر من أشكال النقل: فبدلاً من تحرك المسافر عبر الفضاء من نقطة البداية إلى الوجهة ، ينتج عن النقل الآني إنشاء نسخة طبق الأصل في الوجهة بينما يتم تدمير الأصل. بالنظر إلى هذه المصطلحات – وعلى مستوى الجسيمات دون الذرية بدلاً من البشر – فإن النقل الآني ممكن بالفعل ، وفقًا لشركة IBM .

تسمى عملية العالم الحقيقي النقل الآني الكمي. تنسخ هذه العملية الحالة الكمومية الدقيقة لأحد الجسيمات ، مثل الفوتون ، إلى جسيم آخر قد يكون على بعد مئات الأميال. يدمر النقل الآني الكمي الحالة الكمومية للفوتون الأول ، لذلك يبدو بالفعل كما لو أن الفوتون قد تم نقله بطريقة سحرية من مكان إلى آخر. تستند الحيلة إلى ما أشار إليه أينشتاين بـ “الفعل المخيف عن بعد” ، ولكنه يُعرف رسميًا باسم التشابك الكمومي . إذا تم الاتصال بالفوتون الذي سيتم “نقله عن بعد” مع أحد زوج من الفوتونات المتشابكة ، وتم إرسال قياس الحالة الناتجة إلى الطرف المستقبل – حيث يوجد الفوتون المتشابك الآخر – عندئذ يمكن للفوتون الأخير أن يكون تحول إلى نفس حالة الفوتون المنقول عن بعد.

إنها عملية معقدة حتى بالنسبة لفوتون واحد ، ولا توجد طريقة يمكن من خلالها الارتقاء إلى نوع نظام النقل الفوري الذي شوهد في فيلم “Star Trek”. ومع ذلك ، فإن النقل الآني الكمي له تطبيقات مهمة في العالم الحقيقي ، مثل الاتصالات المقاومة للاختراق والحوسبة الكمومية فائقة السرعة.

أكوان موازية

الكون هو كل ما تكشفه لنا تلسكوباتنا – كل بلايين المجرات تتوسع إلى الخارج من الانفجار العظيم . ولكن هل هذا كل ما في الأمر؟ تقول النظرية ربما لا: قد يكون هناك أكوان متعددة كاملة هناك . فكرة “الأكوان المتوازية” هي موضوع خيال علمي آخر مألوف ، ولكن عندما يتم تصويرها على الشاشة فإنها تختلف عادةً عن كوننا فقط في تفاصيل ثانوية. لكن الحقيقة قد تكون أغرب بكثير من ذلك ، حيث تختلف المعايير الأساسية للفيزياء في عالم موازٍ – مثل قوة الجاذبية أو القوى النووية – عن عالمنا. تصوير كلاسيكي لكون مختلف حقًا من هذا النوع ، والمخلوقات التي تعيش فيه ، هي رواية إسحاق أسيموف “The Gods Themselves ” ( Doubleday :1972) .

مفتاح الفهم الحديث للأكوان المتوازية هو مفهوم “التضخم الأبدي”. هذا يصور نسيج الفضاء اللامتناهي في حالة توسع دائم وسريع بشكل لا يصدق. بين الحين والآخر ، تتسرب بقعة موضعية في هذا الفضاء – انفجار كبير قائم بذاتها – من التوسع العام وتبدأ في النمو بوتيرة أكثر هدوءًا ، مما يسمح للأجسام المادية مثل النجوم والمجرات بالتشكل داخلها. وفقًا لهذه النظرية ، فإن كوننا هو إحدى هذه المناطق ، ولكن قد يكون هناك عدد لا يحصى من المناطق الأخرى.

كما في قصة Asimov ، يمكن أن يكون لهذه الأكوان المتوازية معايير فيزيائية مختلفة تمامًا عن عالمنا. في وقت ما اعتقد العلماء أن الأكوان التي لها نفس المعايير تقريبًا مثل عالمنا هي فقط التي ستكون قادرة على دعم الحياة ، لكن الدراسات الحديثة تشير إلى أن الموقف قد لا يكون مقيدًا مثل هذا ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا . لذلك هناك أمل بالنسبة لفضائيين أسيموف حتى الآن – على الرغم من عدم الاتصال بهم ، كما يحدث في الرواية. ومع ذلك ، فإن آثار الأكوان الأخرى قد تكون قابلة للكشف لنا بوسائل أخرى. حتى أنه تم اقتراح أن “البقعة الباردة” الغامضة في الخلفية الكونية الميكروية هي الندبة الناتجة عن الاصطدام بكون موازٍ ، إيفان بالدري ، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة ليفربول جون مورس في المملكة المتحدة المحادثة .

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com