كان تعاون ALPHA أقرب إلى قياس سلوك المادة المضادة المحايدة في مجال الجاذبية. يمكن أن تفتح النتائج المجال أمام تقنيات جديدة مذهلة.أحلام المراسلة الفورية وسفن الفضاء بين النجوم والقدرة على السفر في الوقت المناسب - هذه هي أقواس الخيال العلمي. من نواح عديدة ، يمثلون أعظم آمال البشرية ، لكنهم يعتمدون على تقنيات تتجاوز العلوم المعروفة اليوم. ومع ذلك ، وبالنظر إلى التجارب في طليعة الفتحات ، فمن الممكن أن يفتح باب جديد في أي لحظة. إذا كنا محظوظين - ما الذي ينتظرنا بعيدًا عن الأفق؟ هذا بالضبط ما يريد القارئ إيغور زيبانوف أن يعرفه:
إذا كنا محظوظين ، فما نوع التجارب العلمية المخطط لها على مدار العشرين عامًا القادمة التي يمكن أن تفتح لنا طرقًا جديدة لإنشاء تقنيات الخيال العلمي؟
هناك العديد من الفرص الرائعة التي يمكن أن تغير واقعنا بحلول نهاية القرن الحادي والعشرين.
تحتاج جميع الصواريخ التي تم اختراعها إلى نوع من الوقود ، ولكن إذا قمت بإنشاء محرك على مادة مظلمة ، يمكنك العثور على وقود جديد فقط من خلال التحرك حول المجرةيمكن أن تصبح المادة المظلمة (TM) مصدرًا غير محدود للوقود الذي لا يحتاج إلى حمله معك. من أكبر أسرار العلم طبيعة TM. بفضل القياسات غير المباشرة ، نعرف وجودها وعددها الضخم. إذا جمعنا كل HM الموجود في مجرة كبيرة مثل مجرتنا ، فسيتبين أنه أكثر بخمس مرات من المادة العادية (بناءً على الذرات). يكاد يكون من المؤكد أنه يتكون من جسيمات لها الخصائص التالية:
• لديهم كتلة ،
• ليس لديهم شحنة كهربائية أو ملونة ،
• يتفاعلون بالجاذبية ،
• وإلى حد ما ، يجب أن يتصادموا مع أنفسهم ومع المواد الطبيعية.
من معادلة آينشتاين الشهيرة E = mc
2 ، نعلم أنه يتم تخزين طاقة ضخمة في ذاكرة الترجمة: خمس مرات أكثر من جميع المواد العادية. إذا كان الكون مواتٍ لنا ، فقد نتمكن من استخدامه.
يوضح التوزيع الكتلي في مجموعة المجرات Abell 370 ، المبنية على أساس العدسة التثاقلية ، هالتين كبيرتين متشتتتين كبيرتين تناظر HM واثنين من العناقيد المتصادمة. حول وداخل كل مجرة وكتلة ومجموعة ضخمة من المواد العادية ، هناك 5 أضعاف TM.تبحث العديد من التجارب عن اصطدامات TM مع كل من الطبيعي ومع نفسه. هناك نوعان من الجسيمات: الفرميونات (مع نصف عدد صحيح يدور) والبوزونات (مع كامل الدوران). إذا كان TM يتكون من بوزونات ، فمن المرجح أنه جسيم مضاد خاص به ، مما يعني أنه إذا كان بإمكانك التقاط جزيئات TM وجعلها تتفاعل مع بعضها البعض ، فإنها تقضي على بعضها البعض. وإذا أهلكوا ، سيعطون طاقة نقية. وبعبارة أخرى ، سيكون مصدرًا مجانيًا وغير محدود للطاقة ، في كل مكان ، أينما ذهبت. وبما أنه في كل مكان ، فأنت لست بحاجة حتى إلى حمله معك على طول مسار الكون. لذلك ، في حالة التجارب التي تبحث عن TM ، فإن الحلم النهائي هو طاقة غير محدودة ومجانية.
حقل ستار تريك الالتفاف الذي يقصر المساحة في الأمام ويطيل الظهريمكن أن يكون للمادة المضادة كتلة سالبة ، مما يعني أنه يمكن أن يكون المفتاح لإنشاء
محرك الاعوجاج . إذا كنت ترغب في السفر إلى النجوم ، فلن تسمح لك مصادر الطاقة والوقود العادية بالسفر بعيدًا. أو ، حرفياً ، لن يسمحوا لك بالسفر بسرعة كبيرة: ستكون دائمًا محدودًا بسرعة الضوء. يقع أقرب نجم شبيه بالشمس مع كواكب يحتمل أن تكون مناسبة للحياة ،
Tau Ceti ، على بعد 12 سنة ضوئية منا ، مما يعني أن رحلة بسيطة هناك وإرسال معلومات حولها ستعود ما لا يقل عن جيل كامل. ولكن إذا تمكنا من عصر الفضاء أمامنا في رحلة عبر الفضاء بين النجوم ، أثناء توسيع المساحة خلفنا ، يمكننا الوصول إلى هناك بشكل أسرع. تستند هذه الفكرة إلى محرك الالتواء ، الذي وضع في عام 1994 عالم الفيزياء الفلكية
ميغيل ألكوبيير سككًا مادية موثوقة.
حل Alcubierre لنظرية النسبية ، مما يسمح لك بالتحرك بطريقة مماثلة لمحرك الاعوجاج. يتطلب هذا الحل كتلة سلبية.لإنشاء التكوين الزماني الضروري المطلوب لمحرك الالتواء ، هناك حاجة إلى شيئين: كمية هائلة من الطاقة ووجود كتلة سلبية. هذه الكتلة السلبية ، التي يفترض وجودها فقط ، ضرورية لتشوه الزمكان بطريقة خاصة ضرورية لتنفيذ محرك الاعوجاج. لم نقم بعد بقياس كتلة الجسيمات المضادة للمادة. تقع في مجال الجاذبية "لأعلى" أو "لأسفل" ، لم نتحقق بعد في التجربة. تجرى الآن تجربة
ALPHA في CERN لقياس تأثير الجاذبية على المادة المضادة وسلوك المادة المضادة في مجال الجاذبية. إذا اتضح أنه يسقط في مجال الجاذبية ، يمكننا الحصول على الكتلة السالبة التي نحتاجها ، وسيكون محرك الالتواء ممكنًا.
تُعد أداة IronBird الافتراضية لوحدة تجهيزات الطرد المركزي (CAM) الموجودة في محطة الفضاء الدولية إحدى طرق إنشاء الجاذبية الاصطناعية ، ولكنها تحتاج إلى الكثير من الطاقة وتسمح لك فقط بإنشاء نوع معين من القوة المركزية. تتطلب الجاذبية الاصطناعية الحقيقية معالجة الكتلة السالبة.أيضا ، سوف تسمح لنا الكتلة السلبية لخلق جاذبية اصطناعية. إن إمكانية وجود كتلة سالبة في الكون ستسمح لنا بإنشاء مجال جاذبية اصطناعي بالطريقة التي لا نستطيع القيام بها الآن. يسمح لنا وجود شحنة موجبة وسالبة في الكهرومغناطيسية بإنشاء موصلات ، بفضلها يمكننا معالجة المجال الكهربائي بينها وإغلاق نفسها من المجال الكهربائي خارجها. الجاذبية ، كما نفهمها الآن ، لديها نوع واحد فقط من الشحنة: كتلة موجبة. ومع ذلك ، فإن وجود كتلة سالبة سيسمح لنا بإنشاء بيئة ذات جاذبية صفرية حقًا ، إذا تمكنا من تكوينها بشكل صحيح ، كما يتيح لنا الفرصة لإنشاء مجال جاذبية اصطناعي لأي قوة بين نظامين بكتلة موجبة وسالبة.
تشير فكرة العودة بالزمن اليوم إلى الخيال العلمي. ومع ذلك ، إذا كان من الممكن وجود حلقات زمنية مغلقة في عالمنا ، فلن يكون ذلك ممكنًا فحسب ، بل حتميًايمكن أن يسمح لنا الكون الدوار بالسفر عبر الزمن. السفر عبر الزمن ليس ممكناً فقط ، إنه أمر لا مفر منه - إلى الأمام. عندما يتم الجمع بين المكان والزمان في نسيج واحد من الزمكان ، يجب أن يحدث تغيير خطير للفيزياء التي نعرفها اليوم للسماح بالسفر إلى الوراء في الوقت المناسب. من السهل جدًا العودة إلى نقطة البداية في الفضاء ؛ تقوم الأرض بذلك من خلال العودة إلى نقطة بداية المدار حول الشمس ، ولكن في نفس الوقت تتحرك إلى الأمام بشكل كبير في الوقت المناسب (بحلول عام). من السهل تحقيق الحلقات المكانية المغلقة. ولكن من أجل العودة إلى نقطة البداية في الوقت المناسب ، هناك حاجة إلى شيء غير عادي - لا توجد حلقات زمنية مغلقة في توسعنا ومليئة بعالم المادة. ما لم يكن الكون بالطبع لا يدور.
لظهور حلقات زمنية مغلقة ، لا يكفي دوران مجرة واحدة ، فمن الضروري أن يدور الكون كلهفي الكون الدوار ، هناك حل دقيق ، إذا كان لكثافة المادة والثابت الكوني (وهي أيضًا طاقة مظلمة) قيم معينة ، فإن حلقات الوقت المغلقة ستكون موجودة في الكون. حتى الآن ، قمنا بتحديد الدوران العالمي للكون ، لكننا لم نستبعده تمامًا. إذا اتضح أن الكون يدور بسرعة معينة ، وتحقيق التوازن التام بين متطلبات كثافة المادة والثابت الكوني ، فسيكون من الممكن العودة بالزمن والوصول إلى نقطة البداية ليس فقط في الفضاء ، ولكن أيضًا في الوقت المناسب. يمكن للمسوحات المتعمقة لمناطق واسعة من السماء ، مثل تجارب WFIRST و LSST القادمة ، اكتشاف مثل هذا الدوران ، إذا كان موجودًا.
مفهوم الأقمار الصناعية NASA WFIRST ، الذي من المفترض أن يدخل الفضاء في عام 2024 ويعطينا أدق قياسات للطاقة المظلمة ، بالإضافة إلى اكتشاف اكتشافات الفضاء الأخرى المذهلةيسمح العلم بإمكانيات أكثر غرابة - الانتقال الفوري للأشياء المادية ، أو الحركة الفورية بين نقاط مختلفة (ثقوب دودية) أو الاتصال بشكل أسرع من الضوء - ولكن مثل هذه الفرص تتطلب حلولًا أكثر جدية وتعقيدًا من تجربة بسيطة تنتج نتائج غير متوقعة ولكنها مقبولة. ومع ذلك ، يجب أن نبحث عن مثل هذه الفرص. العلم ليس قصة ذات هدف نهائي ، حيث نجد كل ما هو ممكن ، ثم نتوقف. هذه قصة بوليسية مستمرة ، حيث يؤدي كل اكتشاف وكل معلم وكل تجربة حتمًا إلى أسئلة أعمق على طول الطريق. أينما يأخذنا هذا الطريق ، من المهم أن نتخيل هذه الفرص وما هو ضروري لتحقيقها - في كل خطوة من الرحلة.
إيثان سيغل - فيزيائي فلكي ، مروج للعلوم ، مؤلف كتاب "يبدأ بانفجار!" كتب كتب "ما وراء المجرة" [ ما وراء المجرة ] و "Tracknology: علم ستار تريك" [ Treknology ].الأسئلة الشائعة: إذا كان الكون يتوسع ، فلماذا لا نتوسع ؟ لماذا لا يتزامن عمر الكون مع نصف قطر الجزء الملاحظ .