ईथन से पूछें: कौन से वैज्ञानिक प्रयोग हमारे लिए भविष्य का द्वार खोल सकते हैं?

एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में तटस्थ एंटीमैटर के व्यवहार को मापने के लिए अल्फा सहयोग निकट आया। परिणाम आश्चर्यजनक नई प्रौद्योगिकियों के लिए दरवाजा खोल सकते हैं।

इंस्टेंट मैसेजिंग, इंटरस्टेलर स्पेसशिप और समय में यात्रा करने की क्षमता के सपने - ये विज्ञान कथाओं के ब्रेसिज़ हैं। कई मायनों में, वे मानव जाति की सबसे बड़ी उम्मीदों का प्रतिनिधित्व करते हैं, लेकिन उन प्रौद्योगिकियों पर आधारित हैं जो आज के प्रसिद्ध विज्ञान से परे हैं। और फिर भी, उद्घाटन के सबसे आगे प्रयोगों को देखते हुए, यह संभव है कि किसी भी क्षण एक नया दरवाजा खुल जाएगा। यदि हम भाग्यशाली हैं - क्षितिज से परे हमें क्या इंतजार है? यह वही है जो पाठक इगोर Zhbanov जानना चाहता है:

यदि हम भाग्यशाली हैं, तो अगले बीस वर्षों के लिए किस तरह के वैज्ञानिक प्रयोगों की योजना है, जो हमारे लिए विज्ञान-फाई तकनीक बनाने के नए तरीके खोल सकता है?

ऐसे कई शानदार अवसर हैं जो 21 वीं सदी के अंत तक हमारी वास्तविकता को बदल सकते हैं।


सभी रॉकेटों का आविष्कार कभी किसी प्रकार के ईंधन की आवश्यकता है, लेकिन यदि आप अंधेरे पदार्थ पर एक इंजन बनाते हैं, तो आप आकाशगंगा के चारों ओर घूमकर नया ईंधन पा सकते हैं

डार्क मैटर (टीएम) ईंधन का एक असीमित स्रोत बन सकता है जिसे आपके साथ ले जाने की आवश्यकता नहीं है। विज्ञान के सबसे महान रहस्यों में से एक टीएम की प्रकृति है। अप्रत्यक्ष माप के लिए धन्यवाद, हम इसके अस्तित्व के बारे में और इसकी विशाल संख्या के बारे में जानते हैं। यदि हम अपने रूप में इतनी बड़ी आकाशगंगा में मौजूद सभी एचएम को इकट्ठा करते हैं, तो यह सामान्य पदार्थ (परमाणुओं पर आधारित) की तुलना में पांच गुना अधिक हो जाएगा। इसमें निम्नलिखित गुणों वाले कण अवश्य होते हैं:

• उनके पास द्रव्यमान है,
• उनके पास कोई इलेक्ट्रिक या कलर चार्ज नहीं है,
• वे गुरुत्वाकर्षण पर बातचीत करते हैं,
• और कुछ हद तक, उन्हें अपने आप से और सामान्य मामले से टकरा जाना चाहिए।

प्रसिद्ध आइंस्टीन समीकरण E = mc ^{2 से,} हम जानते हैं कि एक विशाल ऊर्जा एक टीएम में संग्रहीत है: सभी सामान्य पदार्थों की तुलना में पांच गुना अधिक। यदि ब्रह्मांड हमारे अनुकूल है, तो हम इसका उपयोग करने में सक्षम हो सकते हैं।


गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के आधार पर निर्मित आकाशगंगाओं एबेल 370 के क्लस्टर में बड़े पैमाने पर वितरण, एचएम और दो टकराने वाले समूहों के समान दो बड़े बिखरे हुए बड़े पैमाने पर दिखाई देता है। प्रत्येक आकाशगंगा के चारों ओर और अंदर, क्लस्टर, और साधारण पदार्थ की बड़े पैमाने पर सरणी, 5 गुना अधिक टीएम है।

कई प्रयोग सामान्य और स्वयं दोनों के साथ टीएम की टक्करों की तलाश कर रहे हैं। दो प्रकार के कण होते हैं: फ़र्मियन (आधे-पूर्णांक वाले स्पिन के साथ) और बोसॉन (पूरे स्पिन के साथ)। यदि एक TM में बोसॉन होते हैं, तो यह सबसे अधिक संभावना है कि यह अपने आप में एक एंटीपार्टिकल है, जिसका अर्थ है कि यदि आप टीएम कणों के एक जोड़े को पकड़ सकते हैं और उन्हें एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं, तो वे सत्यानाश कर देते हैं। और अगर वे सत्यानाश करते हैं, तो वे शुद्ध ऊर्जा देंगे। दूसरे शब्दों में, यह ऊर्जा का एक स्वतंत्र और असीमित स्रोत होगा, जो कि हर जगह है, चाहे आप कहीं भी हों। और चूंकि यह हर जगह है, इसलिए आपको इसे अपने साथ ब्रह्मांड के रास्ते पर ले जाने की भी आवश्यकता नहीं है। इसलिए, टीएम की तलाश में प्रयोगों के मामले में, अंतिम सपना असीमित और मुफ्त ऊर्जा है।


एक स्टार ट्रेक ताना क्षेत्र जो सामने की जगह को छोटा करता है और पीठ को लंबा करता है

एंटीमैटर में एक नकारात्मक द्रव्यमान हो सकता है, जिसका अर्थ है कि यह एक ताना इंजन बनाने की कुंजी हो सकता है। यदि आप सितारों की यात्रा करना चाहते हैं, तो सामान्य ऊर्जा और ईंधन स्रोत आपको बहुत दूर नहीं जाने देंगे। या, सचमुच, उन्होंने आपको बहुत तेज़ यात्रा नहीं करने दी: आप हमेशा प्रकाश की गति से सीमित रहेंगे। जीवन के लिए संभावित रूप से उपयुक्त, ताऊ सेटी के साथ निकटतम सूर्य जैसा तारा, हमसे 12 प्रकाश वर्ष दूर है, जिसका अर्थ है कि वहां एक साधारण यात्रा और इसके बारे में जानकारी भेजना पूरी पीढ़ी से कम नहीं है। लेकिन अगर हम अंतर-तारकीय अंतरिक्ष के माध्यम से एक यात्रा पर हमारे सामने अंतरिक्ष को निचोड़ सकते हैं, तो हमारे पीछे अंतरिक्ष का विस्तार करते हुए, हम वहां बहुत तेजी से पहुंच सकते हैं। यह विचार ताना इंजन पर आधारित है, जो 1994 में खगोल भौतिकविद मिगुएल अलकुबेरे ने विश्वसनीय भौतिक रेल पर रखा था।


अल्ताबिरे के समाधान सापेक्षता के सिद्धांत के लिए, आपको एक ताना इंजन के समान तरीके से आगे बढ़ने की अनुमति देता है। इस समाधान के लिए एक नकारात्मक द्रव्यमान की आवश्यकता होती है।

ताना इंजन के लिए आवश्यक स्पेस-टाइम कॉन्फ़िगरेशन बनाने के लिए, दो चीजों की आवश्यकता होती है: एक बड़ी मात्रा में ऊर्जा और एक नकारात्मक द्रव्यमान का अस्तित्व। यह नकारात्मक द्रव्यमान, जिसकी उपस्थिति केवल मान ली गई है, स्पेस-टाइम की विकृति के लिए आवश्यक है कि एक विशेष तरीके से ताना इंजन के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक है। हमने अभी तक एंटीमैटर कणों के द्रव्यमान को नहीं मापा है; वे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र "अप" या "डाउन" में आते हैं, हमें अभी तक प्रयोग में सत्यापित नहीं करना है। CERN में ALPHA प्रयोग अब एंटीमैटर पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एंटीमैटर के व्यवहार को मापने के लिए किया जा रहा है। यदि यह पता चलता है कि यह गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में "ऊपर" गिरता है, तो हम उस नकारात्मक द्रव्यमान को प्राप्त कर सकते हैं जिसकी हमें आवश्यकता है, और ताना इंजन संभव होगा।


ISS पर केन्द्रापसारक आवास मॉड्यूल (CAM) के लिए वर्चुअल आयरनबर्ड उपकरण कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण बनाने का एक तरीका है, लेकिन इसके लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और यह आपको एक विशिष्ट केन्द्रापसारक प्रकार का बल बनाने की अनुमति देता है। सच कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण को नकारात्मक द्रव्यमान के हेरफेर की आवश्यकता होगी।

इसके अलावा, नकारात्मक द्रव्यमान हमें कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण बनाने की अनुमति देगा। ब्रह्मांड में नकारात्मक द्रव्यमान के अस्तित्व की यह संभावना हमें इस तरह से एक कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाने की अनुमति देगी जो हम अभी नहीं कर पा रहे हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेटिज़्म में एक सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज का अस्तित्व हमें कंडक्टर बनाने की अनुमति देता है, जिसके लिए हम उनके बीच विद्युत क्षेत्र में हेरफेर कर सकते हैं और खुद को उनके बाहर विद्युत क्षेत्र से बंद कर सकते हैं। गुरुत्वाकर्षण, जैसा कि हम अभी समझते हैं, केवल एक प्रकार का शुल्क है: एक सकारात्मक द्रव्यमान। हालांकि, एक नकारात्मक द्रव्यमान का अस्तित्व हमें सही मायने में शून्य गुरुत्वाकर्षण के साथ एक वातावरण बनाने की अनुमति देगा, अगर हम इसे सही ढंग से कॉन्फ़िगर कर सकते हैं, और हमें सकारात्मक और नकारात्मक द्रव्यमान के साथ दो प्रणालियों के बीच किसी भी शक्ति के कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाने का अवसर भी दे सकते हैं।


आज समय में वापस यात्रा करने का विचार विज्ञान कथाओं को दर्शाता है। हालांकि, यदि बंद समय छोरों हमारे ब्रह्मांड में मौजूद हो सकते हैं, तो यह न केवल संभव होगा, बल्कि अपरिहार्य भी होगा

एक घूर्णन ब्रह्मांड हमें समय में वापस यात्रा करने की अनुमति दे सकता है। समय यात्रा केवल संभव नहीं है, यह अपरिहार्य है - आगे। जब अंतरिक्ष और समय को अंतरिक्ष-समय के एक ही कपड़े में जोड़ा जाता है, तो आज हम जानते हैं कि भौतिकी का एक गंभीर हिल-अप समय में यात्रा की अनुमति देने के लिए होना चाहिए। अंतरिक्ष में अपने शुरुआती बिंदु पर वापस आना बहुत आसान है; पृथ्वी सूर्य के चारों ओर कक्षा के प्रारंभिक बिंदु पर लौटकर ऐसा करती है, लेकिन एक ही समय में (एक वर्ष में) काफी आगे बढ़ जाती है। बंद स्थानिक छोरों को प्राप्त करना आसान है। लेकिन समय में शुरुआती बिंदु पर लौटने के लिए, कुछ असामान्य की आवश्यकता होती है - हमारे विस्तार और पदार्थ ब्रह्मांड से भरे हुए समय में बंद समय नहीं होते हैं। जब तक, ज़ाहिर है, ब्रह्मांड घूमता नहीं है।


बंद समय छोरों की उपस्थिति के लिए, एक आकाशगंगा का रोटेशन पर्याप्त नहीं है, यह आवश्यक है कि पूरे ब्रह्मांड को घुमाए

घूर्णन ब्रह्मांड में एक सटीक समाधान होता है, जिसमें, यदि पदार्थ का घनत्व और ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक (यह भी डार्क एनर्जी है) के कुछ निश्चित मान हैं, तो ब्रह्मांड में बंद टाइम लूप मौजूद होंगे। अब तक, हमने ब्रह्मांड के वैश्विक रोटेशन को सीमित कर दिया है, लेकिन इसे पूरी तरह से खारिज नहीं किया है। यदि यह पता चलता है कि ब्रह्मांड एक निश्चित गति से घूमता है, तो पदार्थ के घनत्व और ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक की आवश्यकताओं को पूरी तरह से संतुलित करता है, तो समय में वापस जाना और न केवल अंतरिक्ष में, बल्कि समय में शुरुआती बिंदु पर पहुंचना काफी संभव होगा। आगामी WFIRST और LSST प्रयोगों जैसे आकाश के बड़े क्षेत्रों का गहराई से सर्वेक्षण, इस तरह के रोटेशन का पता लगा सकता है, अगर यह मौजूद है।


नासा WFIRST उपग्रह अवधारणा, जो 2024 में अंतरिक्ष में जाने वाली है और हमें अंधेरे ऊर्जा का सबसे सटीक माप देती है, साथ ही साथ अन्य अविश्वसनीय स्थान भी खोजती है

विज्ञान अधिक विदेशी संभावनाओं के लिए अनुमति देता है - भौतिक वस्तुओं का टेलीपोर्टेशन, विभिन्न बिंदुओं (वर्महोल) या प्रकाश की तुलना में तेजी से संचार के बीच तात्कालिक गति - लेकिन ऐसे अवसरों को एक सरल प्रयोग की तुलना में बहुत अधिक गंभीर और जटिल वर्कआर्ड की आवश्यकता होती है जो अप्रत्याशित लेकिन स्वीकार्य परिणाम उत्पन्न करता है। हालांकि, हमें ऐसे अवसरों की तलाश करनी चाहिए। विज्ञान एक अंतिम लक्ष्य के साथ एक कहानी नहीं है, जहां हम सब कुछ पता लगाते हैं जो संभव है, और फिर रुक जाते हैं। यह एक चल रही जासूसी कहानी है, जहां हर खोज, हर मील का पत्थर और हर प्रयोग अनिवार्य रूप से रास्ते में गहरे सवालों की ओर जाता है। यह सड़क हमें कहां ले जाती है, इन अवसरों की कल्पना करना महत्वपूर्ण है और यात्रा के हर चरण में - उनकी प्राप्ति के लिए क्या आवश्यक है।

एथन सीगल - खगोल वैज्ञानिक, विज्ञान लोकप्रिय, एक बैंग्स के साथ शुरुआत के लेखक! उन्होंने "बियॉन्ड द गैलेक्सी" [ बियॉन्ड द गैलेक्सी ], और "ट्रैकनोलॉजी: स्टार ट्रेक का विज्ञान" [ ट्रेकोनोलॉजी ] किताबें लिखीं ।

यदि यूनिवर्स का विस्तार हो रहा है, तो हम विस्तार क्यों नहीं कर रहे हैं ; क्यों ब्रह्मांड की उम्र उसके मनाया भाग की त्रिज्या के साथ मेल नहीं खाती है ।