جهان پُر است از مناظر بي نظيري
.که از تلسکوپها قابل ديدن است
اما آيا ما هرگز قادر به سفر به اين مکانهاي خارق العاده
و مشاهده آنها با چشمهاي خود خواهيم بود؟
امروز دانشمندان در حال طراحي ،درايو پيچ و تاب
،آموختن چگونگي باز کردن يک کرمچاله
.و جستجوي انکسارهاي بستر کيهاني هستند
.تا سرتاسر جهان را زير نظر بگيرند
.آنها ناچارند ، قوانين بنيادين فيزيک را بشکنند
آيا ما مي توانيم سريعتر از نور سفر کنيم؟
‏.:: www.bolboljan.net ::.
فضا ، زمان ، خودِ حيات
.اسرارِ کيهان، در کرمچاله ها نهفته است
قسمت هفتم از فصل دوم کرم چاله ها
آيا مي توانيم سريعتر از نور حرکت کنيم؟
.بشر همواره به ستاره ها خيره شده
هزاران سال هست که
ما فکر مي کرديم اونها ،به همان نزديکي ماه و خورشيد هستند
.به قدري نزديک، که مي شه اونها رو گرفت
.ولي حالا ما ميدونيم که جهان چقدر وسيعه
،نزديکترين ستاره .در حدود 25 تريليون مايل دورتر از ماست
پر سرعت ترين فضاپيماي ما هم
بيش از 10,000 سال وقت لازم داره .تا به اونجا برسه
،براي اينکه شهروندان واقعي کيهان باشيم
ناچاريم کاري را به انجام برسونيم ...که فيزيک، اون رو غير ممکن مي دونه
.بايد سريعتر از يک شعاع نور حرکت کنيم
،در دوران کودکي "عاشق نشستن، زير آسمانِ شبهاي "ميسي سيپي
.و گرم کردن خود با آتش کمپ بودم
ساعتها وقت خود را .صرف تماشاي رقص شعله ها مي کردم
اين نور از چه ساخته شده بود؟
در اين فکر بودم که چگونه در لحظه اي جامد به نظر مي رسيد
.و ناگهان به هيچ تبديل مي شد
،شان کَرول" ، فيزيکدان تئوريک"
.از انستيتوي تکنولوژي کليفرنياست
.معماي ذات نور، ذهن او را انباشته است
،سرعت نور، 186,000 مايل در ثانيه
.يا 670 ميليون مايل در ساعته
هيچ چيزي نمي تونه سريعتر از سرعت نور حرکت کنه
اين واقعاً بالاترين حد سرعت مجاز
.در جهان هست
نور، يک ميليون بار .سريعتر از صوت حرکت مي کند
سرعت آن به قدري زياد است که مي تواند هفت بار به دور زمين بچرخد
...آنهم ظرف يک ثانيه
،اما معماي نور
بسيار بسيار عميقتر از .سرعت حيرت آور آن است
حرکت آن، متفاوت از
.هر چيز ديگري در جهان است
فقط براي لحظاتي وانمود مي کنيم
که من يک شهروند محترم نيستم
.و يک کمي دست به قانون شکني مي زنم
شتاب ماشينم رو
که 30 مايل در ساعت هست بالا مي برم
و اگر اين نوشيدني رو
با سرعت 20 مايل در ساعت ،در همين مسير بيرون بندازم
،از اونجا که اين يک رويداد طبيعيست
سرعت اين نوشيدني
.پنجاه مايل در ساعت مي شه
حالا من 30 مايل در ساعت رو دنده عقب ميرم
و وقتي نوشيدني رو با سرعت 20 مايل در ساعت ،بيرون مي اندازم
يک رهگذر ، حرکت اين نوشيدني رو
با سرعت 10 مايل در ساعت .و به صورت عقبگرد مي بينه
"سرعت ماشين "شان
.شتاب نوشيدني او را تغيير مي دهد
اما نور از همين قانوني که
.حاکم بر نوشيدني سرد است، تبعيت نمي کند
من وقتي يک شعاع نور رو ،از ماشينم مي تابانم
.شتاب کلي اون، هميشه همان سرعت نور هست
نور ظاهراً با همان سرعت خودش
.با هر سرعتي که ماشين من داشته باشه، درحرکته
شما لازم نيست که سرعت نور را به سرعت ماشين من اضافه کنيد
،چون سرعت نور .هميشه همان سرعت نوره
،قوانين عجيب چگونگي حرکت نور
"الهام بخش "البرت آينشتاين
.در بازنويسي قواعد اوليه جهان بود
او دريافت که فضا و زمان، قطعي نبوده
.و در ارتباط با هم و وابسته به هم هستند
،اين همان ايده اي بود
:که به کشف مشهورترين معادله تاريخ بدل شد
"E" equals "MC" squared. E = MC2
زمان و فضا
،واقعاً بخشي از يک مفهوم نهاني ديگري هستند
."به نام "فضا-زمان
،"و چگونگي تقسيم "فضا- زمان"، به "فضا" و "زمان
.بستگي به چگونگي حرکت شما داره
.بنابراين، نتايج متنوعي در اين مورد وجود داره
به محض اينکه "آينشتاين" متوجه شد ،که زمان و فضا يک چيز هستند
.دريافت که انرژي و جرم هم يک چيزند
"E" equals "MC" squared E = MC2
نشان مي دهد که هر قدر انرژي بيشتري ،به راکت تزريق کنيد
.داراي جرم بيشتري مي شود
،و هر قدر جرم بيشتري داشته باشد .سخت تر شتاب مي گيرد
،رساندن آن به سرعت نور، غير ممکن است
،زيرا طي اين روند
.جرم راکت بي نهايت بزرگ مي شود
،مقدار انرژي لازم براي شتاب گرفتن
،ضمن نزديکتر شدن شما به سرعت نور .بيشتر و بيشتر ميشه
،اگر در واقعيت ،شما بخواهيد به سرعت نور برسيد
نيازمند يک حد بي نهايتي از انرژي خواهيد بود
.تا سرعت شما رو اونهمه بالا ببره
.يا اينکه انرژي بيشتر و بيشتري به دست بياريد
.اما نمي تونيد به سرعت خيلي بيشتري برسيد
.نور، هم با ماست و هم بر عليه ماست
سرعت بيش از حد آن، باعث ارتباط ما
،با هر نقطه از زمين .تقريباً به صورت آني مي شود
،و از سوي ديگر
،از آنجا که ما قادر نيستيم با سرعت نور حرکت کنيم
در منظومه خورشيدي خودمان گير افتاده ايم
،و ستاره ها به شکل غير قابل دسترسي .از ما دورند
اين مرد معتقد است که مي تواند .به ما در ترک اين زندان کيهاني کمک کند
او فکر مي کند راهي يافته است که مي توان با آن، قوانين "آينشتاين" را کنار گذاشت
و به ما اين امکان را مي دهد .تا به ستاره ها برسيم
"ميگل اَلکوبيِره"، فيزيکداني در "ميکزيکوسيتي"
.درايو پيچ و تاب" را اختراع کرده است"
درايو پيچ و تاب، راهيست که بشه با اون از جايي به جاي ديگري رسيد
اما بسيار متفاوت از روشيست که .ما به صورت عادي داريم
،به صورت عادي ،ما در فضا مي تونيم حرکت کنيم
.راه بريم، پرواز کنيم و يا هر چيز ديگري
اما "درايو پيچ و تاب"، روش استفاده از فضا
،براي ايجاد حرکت .به وسيله خودِ فضاست
ايده "ميگل" برگرفته از وجه ديگري
...از تئوري نسبيت "آينشتاين" است
:که مي گويد .فرم فضا مي تواند با جرم يا انرژي تغيير کند
پس بنابراين، شما در اصل فضا را در پشت سر خودتون گسترده مي کنيد
که در واقع شما را از
اشيائي که پشت سر شما هستند، دورتر مي کنه
،و مي تونيد به اين شکل فضاي مقابل خودتون رو منقبض کنيد
،و به اشيائي که در مقابل شما هستند .نزديک تر بشيد
.اما خودتون به هيچ وجه حرکت نمي کنيد
،اگر فرض کنيد که اين يک فضاپيماست
،به صورت عادي شما در فضا به اين صورت حرکت مي کنيد
و نمي تونيداين کار رو سريع تر از .سرعت نور انجام بديد
،اما به جاي اين کار بياييد فضا رو در اينجا فشرده کنيم
...و در اينطرف هم بازش کنيم ...اينطوري
مي بينيد که چطور اين فضاپيما
به اينطرف نزديکتر .و از اونطرف دورتر ميشه
اما در واقع
با همه اشيائي که در اطرافش هستند، همراهه و .هيچ حرکتي نکرده
،"زيبايي ايده "ميگل
آن است که فضاپيما در واقع ثابت ايستاده است
،و به جاي آن .فضا- زمان"، دو برابر شده است"
،از آنجا که حرکتي ندارد .پس جرم آن هم افزوده نمي شود
شما در واقع مي تونيد به هر سرعتي که مي خواهيد برسيد
چون هيچ محدوديتي در قوانين فيزيک نيست که
،به شما بگه چقدر مي تونيد فضا رو پيچ و تاب بدهيد
.يا چقدر مي تونيد فضا رو منقبض يا منبسط کنيد
.پس مي تونيد به هر سرعتي که مي خواهيد برسيد
درايو پيچ و تاب "ميگل"، روش هوشمندانه اي
.در مقابل محدوديت سرعت کيهاني "آينشتاين" است
،اما همچنان در حد يک تئوريست
...و فاقد يک عنصر اساسيست
."عنصري غريب، موسوم به "انرژي منفي
،چيزي که بسياري از دانشمندان .حتي از وجود آن اطمينان ندارند
.اما مردي هست، که به انرژي منفي باور دارد
او حتي مدعيست که آن را .در آزمايشگاه خود توليد کرده است
..."درايو پيچ و تاب"
،به نظر شبيه يک داستان علمي تخيلي مي رسه
،اما ايده شناور شدن در کيهان
،در يک حباب فضاي غلطان
.براي "آينشتاين" کاملاً قابل درک است
...فقط يک مانعي در کار هست
يک درايو پيچ و تاب، فقط مي تونه
:با يک منبع انرژي اسرار آميز عمل کنه
!"انرژي منفي"
،و امروز ،"بيشتر دانشمندان معتقدند که "انرژي منفي
.تنها يک مفهوم اثبات نشده تئوريست
،"اما "استيو لامارا "يک فيزيکدان اتمي در دانشگاه "يِل
ماموريت خود را در رد يابي .اين فرم غريب از انرژي، به انجام رسانيد
،او معتقد است که پاسخ ...همه جا در اطرافِ ماست
...در بستر فضا
،ما به صورت عادي فکر مي کنيم که خلاء يک فضاي تهي
،و کاملاً خاليست
،اما در حقيقت .يک حجم انرژي در فضاي خالي وجود داره
.که ما اون رو انرژي "نقطه صفر" در فضا مي ناميم
تئوري مکانيک کوانتوم
مدعيست که فضاي خالي، در حقيقت به طور مستمر
،پر از ارتعاشات ميکروسکوپيک انرژيست
همزمان با ذراتي که در لحظه به وجود مي آيند .و ناپديد مي شوند
،"براي توليد "انرژي منفي
شما ناچار خواهيد بود راهي .براي متوقف کردن اين نوسان مستمر پيدا کنيد
،استيو" دريافت که راه انجام اين کار"
.تغيير فرم فضاست
.يک بررسي جالب در اينجا داريم
اگر شما دو کشتي را ،در يک درياي آرام در نظر بگيريد
يک کشتي، در محاصره برخورد موجهاست
.و ديگري هم همينطور
بنابراين فشردگي بين دو کشتي تا اندازه اي کمتر از
زمانيست که هر کدام .در پهنه دريا تنها رها شده باشند
وقتي که شما دو کشتي را در يک درياي آرام قرار مي دهيد
به صورت طبيعي به هم جذب ميشن .و کنار هم قرار مي گيرند
استيو" نتيجه گرفت که اگر او بتواند"
يک ناحيه باريک از فضا را به وجود بياورد
،که مثل همان ناحيه بين دو کشتي عمل مي کند
،در اين صورت "بعضي از نوسانات انرژي "نقطه صفر
.در درون آن جا نمي گيرد
،انرژي يک فضاي خالي در خارج از يک ناحيه باريک
.قوي تر است و امر به کوچک شدن مي کند
اين نيرو، همچون امضاي انرژي منفيست
و "استيو" ترتيبي داد .تا آن را در آزمايشگاه به وجود آورد
ايده اي که
بيش از ده سال .او را به خود مشغول کرده بود
ما اين آزمايش رو "ماشين زمان" نامگذاري کرديم
.در واقع بهش "ماشين زمان 2" ميگيم
.اين دومين مدل آزمايش ماست
،اين اسم رو بهش داديم چون 15 سال از زندگي من
.صرف اين کار شده
.زمان خيلي زياديه
،بنابراين ميشه گفت که بيشتر .يک ماشينِ تلف کردن وقت هست
،در داخل لوله پر خلاء
دو صفحه فلزي کوچک
با فاصله اي کمتر از يک تار مو
.از يکديگر قرار دارند
،براي نزديک کردن آنها به هم ،بدون برخورد با يکديگر
.صفحه فلزي بايد کاملاً صاف باشد
،به قدري صاف .که به سطح اتمي نزديک باشد
،نقطه صفر نوسانات فضاي خالي هم
بين اين دو صفحه وارد نميشه
بنابراين وقتي شما اين دو صفحه رو ،کنار هم قرار مي دهيد
نوسانات کمتري بين اونها
.نسبت به خارج از اين فضا وجود خواهد داشت
،فشاري ايجاد ميشه
و اين فشار ، قوي تر و قوي تر ميشه
،و صفحات به هم نزديکتر مي شن
،اون نيروي اوليه که بهش اشاره شد .از انرژي منفي نشات مي گيره
،انرژي نقطه صفر نوسانات خارجي
،قوي تر از فضاي بين دو صفحه است
،بنابراين فشار خارج .آنها را به سوي هم ميرانَد
:مي توان آن را به شيوه اي ديگر نيز بيان کرد
،انرژي منفي بين صفحات .فضاي پيرامون خود را منبسط مي کند
،"کار پر وسواس "استيو
،او را به اولين فرد روي زمين تبديل کرد
.که قادر به اندازه گيري نيروي انرژي منفي شده است
.اما مقدار انرژي اندازه گيري شده ، ناچيز است
اين نيرو معادل وزن يک گلبول قرمز
.در ميدان جاذبه زمين هست .بنابراين خيلي ناچيزه
اما اگر شما هزارها از اين صفحات رو
،به همون شکل که ما در آزمايشمون داشتيم ،در اختيار داشته باشيد
مي تونيد به نيروي به درد بخور و مفيدي .دست پيدا کنيد
"کشف "استيو
شايد تنها يک گام کوچک .در راستاي نظريه ريسمان باشد
اما او ثابت کرد
"که نظريه ريسمان "ميگل الکوبِرِر
.ناقض قوانين فيزيک نيست
انرژي لازم براي خم کردن فضا و راندن يک ريسمان به جلو
.واقعاً وجود دارد
اما او در واقع دريچه اي را :به موضوع ديگري گشوده است
..."کرمچاله" ...شکافي بر روي بستر فضا
،اگر اين موضوع تئوريک واقعيت داشته باشد
ميتوانيد از يک نقطه آن وارد شويد
.و در ثانيه بعد، به آنسوي کهکشان برسيد
"اما آيا "کرمچاله ها چيزي بيش از يک تخيل علمي هستند؟
اگر باشند،از کجا بدانيم که ما را به کجا مي رسانند؟
اکنون يک فيزيکدان، جرات ورود به اين صحنه غريب را .به خود داده است
.و نقشه عبور از کرمچاله را در سر دارد
.ما همه درباره "کرمچاله ها" شنيده ايم
اونها ميان بُرهاي کيهاني هستند
که دنياي فضاييها را .به درگاه خانه ما مي رسانند
ولي ما چطور مي تونيم واقعاً يکي از اونها رو بسازيم؟
و چطور مي تونيم ازش استفاده کنيم؟
سفر با "کرمچاله" نيازمند يک تکنولوژي عظيم
.و جرات جهش به درون ناشناخته هاست
.سياره ما پر از مَعبر است
ما عموماً از درون تونلهاي مستحکم و پايداري
،که در ميان کوههاي ستبر کشيده شده اند .عبور مي کنيم
.ما الان وارد يک تونل مستحکم و زيبا مي شيم
.به نظر مياد که از جنس بتن و فولاد هست
.کاملاً مستحکمه
.يک مفهوم قابل اعتماد، براي جابجا شدن
من واردش ميشم .و بعد هم از اون سرش بيرون ميام
.و هميشه ميدونم آخرش چي ميشه
استيو شو" غرق در مفهوم"
،ثبات و عدم ثبات است
...چه در بازار سهام باشد
..."فروخته شد"
...و چه در ارزش زمين باشد
..."طولانيه"
.و يا اينکه در "کرمچاله" فضا-زمان باشد...
يکي از امور بنياديني
که ما در فيزيک و در يک سيستم به خصوص ،به اون توجه داريم
اين هست که اين سيستم .پايدار هست يا نه
يک مثال ميتونه همين خودکار باشه .که به اين شکل تعادل داره
،ممکنه که در حال تعادل کامل وضعيتش خوب باشه
اما حتي يک ضربه کوچک هم مي تونه
.به طور جدي موقعيتش رو به هم بريزه
ما تصميم گرفتيم به اين موضوع فکر کنيم که آيا کسي مي تونه يک "کرمچاله" بسازه
که داراي شرايط خوبي باشه
.و عملکردش قابل پيش بيني و با ثبات باشه يا نه
اينها دو ضابطه اي هستند
.که براي يک "کرمچاله" واقعي لازم داريم
،قوانين توليد کرمچاله
،با "نظريه نسبيت آينشتاين" آغاز شد
که چگونگي کشش و خم کردن فضا را
.همچون يک پارچه قابل انعطاف توصيف مي کند
،يک صفحه کاغذ رو تصور کنيد
و فرض کنيد که شما يک مورچه هستيد .که روي اون قرار گرفتيد
،اگر بخواهيد از اين قسمت به اون قسمت بريد
.بايد همه راه رو از اينجا تا اونجا طي کنيد
اما اگر کاغذ موج داشته باشه، مسير طولاني
.باعث عبور به آنسوي صفحه هم ميشه
حالا اگر شما فرض کنيد که يک لوله کوچک در اينجا وجود داشته باشه
که اين نقطه رو مستقيماً ،به اين يکي نقطه وصل کنه
.مورچه ميتونه به آسوني از درونش عبور کنه
،کرمچاله ها" در تخيل علمي"
يک شکاف ورودي دارند که يک فضاپيما .مي تواند به مدخل آن وارد شود
اين ساختارهاي دو بُعدي
.ساختار واقعي "کرمچاله ها" را معني مي کنند
،در اين مقياس دو بُعدي
.ورودي اين حصير، مُدور هست
اما از اونجا که ما ،در يک دنياي سه بُعدي زندگي مي کنيم
"ورودي "کرمچاله
.در واقع به شکل يک حباب خواهد بود
دهانه يک
،کرمچاله واقعي
،اگر واقعاً در فضا وجود داشته باشد .به اين شکل خواهد بود
اما "استيون" در اين فکر است
که آيا ما خود مي توانيم کرمچاله خود را بسازيم؟
،يک مهندس کيهان بايد ابتدا دو دهانه ايجاد کند
.و آنها را به هم متصل نمايد
سپس يکي از دهانه ها را به اندازه سالهاي نوري از ديگري دور کند
اما تونل بين دو دهانه ،که بخشي از فضا نيست
.همچنان کوتاه باقي مي ماند
،اين ايده اي ساده است
،اما کنترل حجم عظيم انرژي منفي لازم
،براي از هم نپاشيدن کرمچاله
.ماجراي غامضيست
پايدار نگهداشتن يک کرمچاله .بسيار چالش برانگيزه
،تا آنجا که ما از روي نظريه نسبيت کلي مي دونيم "همه "کرمچاله ها
.به اين انرژي منفي غريب احتياج دارند
سوال اين هست که آيا اين امر .مي تونه پايدار باقي بمونه يا نه
استيون" دست به انجام معادلاتي زد" تا بفهمد انرژي منفي
چگونه در تماس با ماده معمولي موجود در کرمچاله است
تا بتواند دريابد آيا آنها مي توانند .به شکل پايداري وجود داشته باشند يا نه
ما به لحاظ رياضي ثابت کرديم .که اينها پايدار نيستند
،استفاده از اين وسيله .يک روش بسيار خطرناک خواهد بود
،چرا که به محض برخورد هر چيزي به آن
.کل مجموعه از هم مي پاشه
،من اگر بخوام وارد يک کرمچاله ناپايدار بشم
مثل اين هست که انگشتم رو .در اين حباب فرو کرده باشم
.مي ترکه
انرژي منفي لازم براي باز نگه داشتن يک کرمچاله
.به شدت ناپايدار است
يک کرمچاله ساخت بشر
،به محض ورود يک نفر به درون آن .از هم مي پاشد
.اما شايد راه ديگري هم باشد
نه با استفاده از ميان بُرهايي ،که ما خود ايجاد مي کنيم
بلکه با جستجوي کرمچاله هاي طبيعي ميکروسکوپيک
.که ممکن است در اطراف ما پنهان شده باشند
درست همانطور که فضاي خالي
،پر از نوسانات ميکروسکوپيک انرژيست
برخي از تئوريسينها معتقدند که
.ممکن است پر از حفره هاي ميکروسکوپيک هم باشد
ممکن هست کرمچاله هاي کوانتومي در اطراف ما وجود داشته باشند
.که از بقاياي "بيگ بنگ" به جا مانده
و يا شايد بشه در فاصله هاي بسيار بسيار کوتاهي
نوسانات کوچکي را
در زماني که فضا-زمان به شکل عجيب و غريبي با خودش متصل ميشه ، پيدا کرد
.که همين مي تونه يک کرمچاله کوانتومي باشه
اگر به صورت نوسانات کوچک باشه
.به شدت کوچک خواهد بود .مثلاً چيزي به اندازه منهاي 10 تا 35 متر
کرمچاله هاي ميکروسکوپيک کوانتومي
.نوسانات کوانتومي فضا هستند
به صورت دائمي پديدار شده، يا ناپديد مي شوند .و يا اينکه دوباره پديدار مي شوند
،از آنجا که ما ناچار به ساختن ورودي آنها نيستيم
استيون" فکر مي کند که ممکن است" .ورود به آنها خطري نداشته باشد
،اما پيش از اينکه به درون يکي از آنها بپريد .به يادتان باشد که يک مشکل سر راه است
.موضوعات مکانيک کوانتوم، غير ثابت هستند
.ذاتاً تصادفي و غير قابل پيش بيني اند
،بنابراين اگر ما درون يک کرمچاله باشيم
،ممکنه در اطراف بچرخيم
.و ندونيم از کجا سر در مياريم
کسي دلش نمي خواد وارد تونلي بشه که
ممکنه سر از کف اقيانوس اطلس در بياره
يا سر از نوک قله کوهي در بياره .که جاي ماندن نيست
کرمچاله هاي کوانتومي هيچ زمان تعيين شده اي .براي از راه رسيدن ندارند
.مقصد هم ناشناخته است
ممکنه از هر جايي
.يا هر زماني سر در آوريد
سفر در درون يک کرمچاله ،با سرعتي بيشتر از سرعت نور
.يک سفر ريسکي ست
.بايد اهل تاس انداختن باشيد
ولي شايد راه امن تري هم .براي مسافران محتاط تر ،وجود داشته باشه
فرض کنيد که بتونيد از اينجا به آنجا بريد
.بدون اينکه اصلاً از جاي خودتون تکان بخوريد
اولين سفر بشر به ستاره ها به نظر خيلي بعيد مي رسه
ما نمي تونيم ...ارباب تکنولوژي کرمچاله ها و ريسمانها باشيم
.حداقل براي قرنها
.ولي راه ديگري هم براي ميان بُر زدن در فضا هست
مي تونيم جسممون رو به شکل اطلاعاتي در بياريم
...و اين اطلاعات رو از جايي به جاي ديگري بفرستيم
.اونهم با سرعت نور
"کريس مونرو" و "استيو اولمشِنک"
.فيزيکدانان کوانتوم "دانشگاه مريلَند" هستند
.آنها پيشتازان "تِله پورت" هستند
کار آنها در رابطه با ارتباط ايجاد کردن
.بين رخدادهاي دو مکان مجزا از هم است
،رخدادهايي که به طور معمول .هيچ ربطي به هم ندارند
ما ميخواهيم اينجا يک آزمايش ساده رو .با استفاده از سکه اي معمولي براتون انجام بديم
فقط براي اينکه تصادفي بودن وضعيت يک سکه
.و تصادفي بودن وضعيت بين دو سکه رو نشان داده باشيم
:خوب
.بنداز
."شير" ." خط"
." خط"
خوب همونطور که مي بينيد، با دو سکه معمولي
.ما دو نتيجه کاملاً تصادفي به دست مياريم
"اگر "کريس" و "استيو
،بتوانند کاري کنند که سکه ها هميشه مثل هم بيفتند
در اينصورت مي توانند
،در انتقال اطلاعات شير يا خط روي سکه ها
.از جايي به جاي ديگر موفق بشوند
و البته ايده اي هم .براي چگونگي انجام اين کار دارند
.آنها از "در هم تنيدگي کوانتومي" استفاده مي کنند
،يک تاثير غريب که مي تواند رابطه اي را
.بين موضوعات ميکروسکوپيک ايجاد کند
وقتي بمبي منفجر مي شود
،و دو تکه از ترکشهاي آن به اطراف پرتاب مي شود
،هر تکه ترکش .مجزا و بدون تاثير ترکش ديگر، جابجا مي شود
...حال بمبي را در دنياي ذره اي تصور کنيد
دو ترکش ذره اي پرتاب مي شوند
"اما اين بار ،"تنيدگي کوانتومي
،به معناي آن است که شکل حرکت يکي
.کاملاً بسته به حرکت ديگريست
،اگر يکي در جهت عقربه هاي ساعت بچرخد
نتيجه مي گيريد که ديگري
.در خلاف عقربه هاي ساعت مي چرخد
"اگر سکه هاي "استيو" و "کريس ،در هم تنيده بودند
،هر زمان که "استيو" شير مي انداخت .کريس" خط مي آورد"
،و اگر "استيو" خط مي آورد .کريس" شير مي انداخت"
."خط" ."شير"
بنابراين با اينکه فرود سکه روي يک طرف آن ،کاملاً تصادفيست
اما يک ارتباطي بين اين دو سکه وجود داره
.و همين ، توضيح قضيه در هم تَنيدگيست
استفاده از قضيه در هم تنيدگي
،براي انتقال چيزي از جايي به جاي ديگر .دهها سال است که موضوع چالش برانگيز فيزيکدانهاست
استيو" و "کريس" اولين کساني هستند" .که به نتيجه رسيده اند
آنها با دو اتم از ماده اي آغاز کردند .که موسوم به "ايتربيوم" است
آزمايش به اين شکل هست که ما با دو اتم به دام افتاده شروع کرديم
.که هر کدام در يک طرف ميز قرار دارند
اين اتمها به نوعي شناورند
.با ميداني شبيه يک قطار شناور
در يک لوله خلاء قرار دارند .بنابراين هيچ چيزي باهاشون برخورد نمي کنه
...تقريباً کاملند
.بسيار نزديک به وضعيت ايزوله مطلق
"استيو" و "کريس"
اطلاعات کوانتومي موسوم به "کيوبيت" را
با استفاده از پرتو مايکرو ويو .به اولين اتم مي تابانند
.کيوبيت ها" شير يا خط اتمها مي شوند"
بعد ما هر دو اتم را
با پالسهاي تند نور، تحريک مي کنيم
و اگر اين کار رو درست انجام بديم
مطمئن ميشيم که فوتونها
با کل مجموعه اتم
.در هم تنيده مي شن
فوتونها به پيامهايي تبديل مي شوند
.که اطلاعات اتم را به سرتاسر آزمايشگاه منتقل مي کنند
کريس" و "استيو" فوتون هر اتم را"
.روي هدف يکساني نشانه مي روند
،وقتي با هم برخورد مي کنند .در هم تنيده مي شوند
که باعث مي شود دو اتم مبدا .خود را نيز در هم تنيده کنند
هيچوقت نزديک هم نبودند
همديگر رو نديده بودند
اما حالا اين دو اتم
که هر کدام در يک طرف ميز قرار دارند
.در هم تنيده شده اند
و به شکلي اطلاعاتي رو با هم مبادله مي کنند
که ما از اول .روي اتم اوليه ثبت کرده بوديم
:به اين ميگن .(تله پورت کوانتومي"(انتقال کوانتومي"
چون اطلاعات
.اصلاً جابجا نميشن
هرگز هيچ رابطه فيزيکي بينشون وجود نداشته
"همه اينها فقط به خاطر جادوي "در هم تنيدگيست
.که به ما اجازه چنين کاري رو ميده
من فکر مي کنم که "آينشتاين" بهترين عبارت رو .براي توصيف "در هم تنيدگي" به کار برده
،او "در هم تنيدگي" رو .تحرک غريب با وجود فاصله" توصيف مي کنه"
،استيو" و "کريس" با موفقيت"
.اطلاعات يک اتم را به اتمي ديگر منتقل کردند
،به عبارتي ديگر .آنها اتم را "تله پورت" کردند
اين اولين بار است که کسي ماده را در فضا
.و با سرعت نور تابانده است
و اکنون آنها روي
.آزمايشات بلند پروازانه ديگري کار مي کنند
اما خبر خوب اين هست که
.اين ايده روي موادي پيچيده تر از يک اتم هم کار مي کنه
.مثلا چند صد اتم
چند صد اتم مي تواند قابل اجرا باشد
اما سوال واقعي آن است که
آيا ما هرگز قادر خواهيم بود تمامي حجم
هفت هزار تريليون تريليون اتمهاي
بدن يک شخص را از جايي به جايي ديگر "تله پورت" کنيم؟
اينکه بتوانيم يک توده ماه طبيعي را ،به يک کپي از من يا شما تبديل کنيم
.دستور کار بزرگيست
.ما اينجا يک "پاي گيلاس" داريم
.و "پاي"، يک ماده مشخص هست
همه اتمها که بيشتر کربن ،و ملکولهاي طبيعي ديگري هستند
،اين "پاي" رو به وجود آورده اند
اما کاملاً واضح هست که اونها به شکلي کنار هم قرار گرفته اند
.که ما مي تونيم "پاي گيلاس" رو تشخيص بديم
.خيلي هم خوب به نظر مي رسه
براي اينکه "کريس" بتواند
،اتمهاي درون "پاي گيلاس" را تله پورت کند
بايد اطلاعات مربوط به تک تک اتمهاي آنها را با هم مخلوط کند
.که...اندکي در هم ريخته است
همه اتمهاي اينجا همان "پاي گيلاس" هستند
،اما قطعاً آنچه داريم .شکل يک "پاي گيلاس" نيست
دليلش هم اين هست که اتمها
.به شکل درستي کنار هم قرار نگرفته اند
در حدود 10 تا 27 نوع اتم در اين بشقاب قرار داره
.اين ميشه بيليونها بيليونها اتم
رقم احتمالاتي رو تصور کنيد
که اين بيليونها بيليون اتم .مي تونند کنار هم بنشينند
اين ارقام به قدري زيادند که
در همه عالم حتي نميشه به اندازه کافي جا براي
.نوشتنشون پيدا کرد
تله پورت کردن يک انسان
.در حال حاضر... بسيار فراتر از تواناييهاي ماست
اما "استيو" و "کريس" معتقدند ،که اگر اين کار ممکن باشد
.در هم تنيدگي کوانتومي" تنها راه انجام آن است"
مکانيک کوانتوم به طور مکرّر
در آزمايشگاه ما و آزمايشگاههاي بسيار ديگري در سرتاسر دنيا
.براي دهها سال، بارها و بارها اثبات شده
ما مکرّرا مکانيک کوانتوم رو
.به عنوان يک توضيح واقعي از طبيعت ثابت کرده ايم
اگر من به صورت بنيادي مکانيک کوانتومي باشم
تله پورت مي تونه بهتر .با دنياي مکانيک کوانتومي درگير باشه
من ميگم اگر راه ديگري
،براي تله پورت کردن اجرام وجود داشته باشه
در اينصورت بايد يک تئوري ديگري
غير از مکانيک کوانتوم باشه
.که ما هنوز ازش خبر نداريم
ما هنوز راه درازي براي سفر از ستاره اي به ستاره اي ديگر
.با سرعت نور در پيش داريم
اما اگر همه آنچه ما درباره نور آموخته ايم
اشتباه باشد چطور؟
،اين دانشمند .قوانين فيزيک را وارونه کرده است
،و اگر او درست گفته باشد
ممکن است سرعت مُجازي که آينشتاين" براي جهان تعيين کرده است"
.تغيير کند
.ما در جهاني با يک سرعت مُجاز زندگي مي کنيم
.ششصد و هفتاد ميليون مايل در ساعت
.البته... اين چيزيست که "البرت آينشتاين" گفته
اما اگر "آينشتاين " اشتباه کرده باشه چطور؟
.جان وب" نقشه هاي بزرگي در سر دارد"
.او مي خواهد قوانين کيهان را بازنويسي کند
.و همه اينها با "بارکُدها" آغاز شد
.ما اينجا در يک سوپرمارکت هستيم
.و من يک کمي خريد دارم
...مثلاً اين کاهو ميدونيم چي هست
.اطلاعات زيادي روي اين کاهو وجود داره
.بسته اون، همه چيز رو به ما ميگه .ميتونيم ببينيم چي هست
اما کُدي که در اين پايين درج شده
و با ليزر اسکن شده و خوانده ميشه
،يک سري اطلاعات هست
،و وقتي که صندوقدار اون رو اسکن مي کنه اشعه ليزر
فاصله هاي سفيد بين خطوط رو مي بينه
.و قيمتش رو به ما ميگه
بنابراين اطلاعات زيادي .روي بارکُدها ذخيره شده
جان"، فيزيکدان فضايي"
.در دانشگاه "نيو ساوت ولز" است
،بارکُدهايي که او مورد مطالعه قرار مي دهد متعلق به بسته هاي کاهو نيستند
بلکه نورهايي هستند .که از کهکشانهاي دوردست به ما مي رسند
اگر نوري را که
،از اين کهکشانها مي رسد ،به رنگهاي رنگين کمان بشکنيد
در ميابيد که رنگهاي به خصوصي .از ميان آنها گم شده اند
"اين باندهاي تيره، موسوم به "خطوط طيفي
به وسيله مواد شيميايي
موجود در ابر گازهاي بين ستاره اي ايجاد مي شوند
که فرکانسهاي معيني .از نورهاي ستاره اي را جذب مي کنند
شما مي تونيد اطلاعات فراواني .از "خطوط طيفي" به دست بياريد
مي تونيد موادي رو شناسايي کنيد
.که نوسانات معيني دارند
بنابراين مي تونيد ببينيد که آيا اينها هيدروژن هستند يا هيليوم
.يا موادي ديگر
اما "جان" دريافت که بارکُدهاي ستاره اي او
مي توانند اطلاعاتي بسيار مهمتر از
.جنس ستاره ها را به او ارائه دهند
مي توانند به او، ايده اي
:در باره يکي از بنيادي ترين عناصر کيهان بدهند
.استقامت نيروي الکترومغناطيس
در فيزيک، هر نيرويي
.داراي ذراتيست که حامل آن نيرو هستند
الکترومغناطيس به وسيله نور .يا فوتونها حمل مي شود
نيروي الکترومغناطيس .اتمها را متصل به هم نگاه مي دارد
اينکار، با تبادل دائمي فوتونهايي رخ مي دهد
که در حال جهش از هسته .به الکترونهاي مدار اتم هستند
وقتي نور از ميان اتمهاي ،گازهاي بين ستاره اي عبور مي کند
مي تواند در روند تبادل فوتونها اختلال ايجاد کرده
.و الکتروني را از مدار خود خارج کند
اما اين تنها در صورتي رخ مي دهد، که نور
.داراي مقدار کاملاً معيني از انرژي باشد
،بارکُد نورهاي مفقود شده
دقيقاً اطلاعاتي از .قدرت نيروي الکترومغناطيسي را به ما مي دهند
،از حدود ده سال پيش تا کنون
تغييرات خارق العاده اي .در تکنولوژي به وجود آمده
حالا ميشه اجرامي که در فاصله هاي کيهاني قرار دارند را
،بسيار دقيق تر از آنچه که تاکنون بوده .اندازه گيري کرد
اين براي ما انگيزه اي بسيار قوي
در جهت مطالعه جهان اوليه ايجاد ميکنه
.چون ما ميتونيم وضعيت اون زمان رو برآورد کنيم
،ميتونيم فيزيک اون زمان رو بفهميم
که آيا قوانين فيزيک
در مناطق بسيار دورتر جهان
.مثل قوانين فيزيک زمين هستند يا نه
.اين واقعاً هيجان برانگيزه
پس "جان" شروع به جستجو در آسمان
براي يافتن ابرهاي گازي درخشاني کرد .که بيليونها سال نوري دورتر از ما واقع شده اند
او از تلسکوپ "هَــک" در هاوايي استفاده کرد
.تا آسمان شمالي را زير نظر بگيرد
و همچنين تلسکوپ بسيار بزرگي در "شيلي" را انتخاب کرد
.که رو به آسمان جنوب داشت
،و زماني که به بارکُدهاي خود نگريست
.به کشفي کاملاً غير منتظره دست يافت
اين شکل ابرهاي گازيست
که ما مي تونيم در آزمايشگاهي .بر روي زمين ببينيم
وقتي از نيمکره جنوبي نگاه مي کنيم
.يک اختلاف اساسي وجود داره
،اين خط روبروي انتهاي سرخ طيف قرار گرفته
و اين يکي خط در اينجا
.به روبروي انتهاي آبي طيف رسيده
،بنابراين يک تغييري در فضاي مشابه
.در خطوط طيفي وجود داره
و کاملاً متفاوت از .نيمکره جنوبي به نظر مي رسه
،حالا اگر به نيمکره شمالي توجه کنيد
،درست در همون وضعيت دقيق در آسمان
مي بينيد که اين خط جابجا شده
و به جاي راست، به چپ رفته
.و اين يکي خط به جاي چپ، به راست رفته
.پس حالا کدها متفاوت به نظر مي رسند
کمي شبيه اين هست که شما مست باشيد و در سوپر مارکت
به بارکُدها نگاه کنيد .و ببينيد که شکل اونها تغيير کرده
اين جابجايي بارکُدها
،تنها مي تواند به يک دليل اتفاق افتاده باشد
...اتفاقي که به نظر غير ممکن مي رسد
!تغيير در يکي از بنيادي ترين قوانين فيزيک
،ما در ابتدا وقتي نتيجه رو ديديم
.برامون سخت بود که قبول کنيم واقعي هستند
آنچه که ما به اون رسيديم اين بود ،که وقتي به يک جهتي در آسمان نگاه مي کنيم
قدرت نيروي الکترومغناطيس
با کم شدن فاصله از ما، بيشتر ميشه
و وقتي به همان موقعيت در جهت مخالف اون در آسمان نگاه مي کنيم
.وضعيت معکوس ميشه
به نظر مي رسه که قدرت الکترومغناطيس
،در زماني که ما در فاصله بيشتري هستيم .کم ميشه
الکترومغناطيس نيروييست که
.به وسيله نور منتقل مي شود
،پس اگر قدرت الکترومغناطيس
،دائمي نباشد
.به اين معناست که خاصيت نور نيز متغير است
،اگر "جان وب" درست گفته باشد
يکي از بنيادي ترين قوانين جهان را .واژگونه کرده است
وقتي قوانين فيزيک
،تحت اين معادلات تغيير کنند
.همه چيز بايد از اول نوشته بشه
و اين به نقشه هاي کشيده شده
.در زمينه اصول بنيادين خاصي از فيزيک منجر ميشه
آيا ممکن است که "آينشتاين" در اشتباه بوده باشد؟
آيا ممکن است که سرعت نور
در نقاط متفاوتي از فضا، متفاوت باشد؟
،در نقطه ديگري از زمين
يک کيهان شناس معتقد است که .پاسخ اين سوال "مثبت" است
او معتقد است که نور مي تواند بسيار سريعتر از آنچه ما فکر مي کنيم حرکت کند
،و آن بيرون، در کيهان
.سوپر اتوبانهايي به سوي ستاره ها وجود دارد
در طليعه عصر فضا
.حرف از اصول درست بود
آنها که به ستاره ها سفر مي کنند هم .به همان نيازمند هستند
.اونها وارد وضعيتي کاملاً ناشناخته خواهند شد
،آن هم براي اولين بار .با سرعتي سريعتر از سرعت نور
ژوائو مَگِيژو" ، فيزيکدان تئوريک"
معتقد است که ممکن است نقاطي در فضا وجود داشته باشند
،که در آنها سفري پر سرعت تر از نور .امکان پذير باشد
او اين تئوري را خلق کرده است چرا که بدون آن
نمي توانست توضيح دهد .چرا جهان اينگونه به نظر مي رسد
،ما وقتي به کيهان نگاه مي کنيم
.همه چيز در هر جهتي به نظر يکسان ميرسه
.اين يک مشکل هست
چون در طول حيات جهان
واقعاً وقت کافي براي نور وجود نداشته تا بتونه از همه جا عبور کرده
و اجرام رو در سرتاسر جهان نمايان کنه
.و ما اين رو "معضل هوموژنِتي" مي ناميم
،"معضل هوموژنِتي"
يا اين حقيقت، که تمامي کهکشانها و مواد
در سرتاسر جهان به شکلي يکنواخت
،به هر جا که نگاه کنيم، پراکنده هستند
.يکي از بزرگترين پازلهاي کيهان شناسيست
موضوع اينجاست که دانشمندان باور نمي کنند که
از زمان بيگ بنگ تا کنون ، مواد، وقت کافي .در اختيار داشته اند تا به صورت يکنواختي منتشر گردند
.بيگ بنگ" را يک پارتي بزرگ فرض کنيد"
،به محض آغاز ميهماني
.هر کسي فوراً يک گيلاس شراب به دست مي گيرد
يک پيشخدمت چگونه ممکن است وقت کافي
براي تعارف سريع يک گيلاس شراب به همه داشته باشد؟
،اگر او بتونه با سرعت نور حرکت کنه
وقت کافي براي پذيرايي از همه .پيش از رفتن اونها نخواهد داشت
.درست مثل بيگ بنگ جهان
اغلب دانشمندان اين مسئله را
.با يک تئوري موسوم به "تورم کيهاني" حل مي کنند
اين ايده مي گويد که اتاق
در آغاز زمان .براي مدت طولاني تري کوچک باقي مانده
و زمان کافي براي پيشخدمت ايجاد شده .تا بتواند از همه پذيرايي کند
سپس يک نيروي اسرارآميز بزرگ کننده
.موجب تورم مداوم اتاق شده است
همگي نوشيدني خود را دريافت کرده اند .و پيشخدمت حتي عرق هم نريخته است
تورم کيهاني" مي گويد که جهان"
به شکل يک نقطه در حدي بي اندازه کوچک آغاز شده
،که همه انرژي جهان را در خودش متمرکز کرده بود
و در اولين يک تريليون تريليون
،تريليون ثانيه
.اندازه جهان، دوبرابر و دوبرابر و دوبرابر شده
يکنواختي اين نقطه کوچک
،سپس به فاصله هاي وسيعي که ما امروز مي بينيم .گسترش پيدا کرده
.اما "تورم" هنوز اثبات نشده است
.و تنها يک تئوريست
،و "ژوائو" راه حلي ديگر
يعني تئوري تحريک کننده ديگري در سر دارد
،که ممکن است جهان را در دسترس ما قرار دهد
،چرا به جاي عوض کردن حد انبساط
،سرعت مجاز يا همان سرعت نور را تغيير نديم؟
اين همان چيزيست که ما به آن .نظريه جوراجوري سرعت نور مي گيم
"تحت "تئوري متفاوت بودن سرعت نور
پيشخدمت ما صرفاً از همه مهمانها
در آغاز پيدايش جهان، سريعتر پذيرايي کرده
،و بعد سرعتش را تا حد سرعت حال حاضر پايين آورده
و ما در حيرت اين هستيم که چطور تونسته
چنين جهان عظيمي رو .در چنين مدت کوتاهي سرويس داده باشه
تئوري " ژوائو" قضيه "هوموژنِتي" را
.همچون "تورم کيهاني" حل کرده است
اما در عين حال بيني خود را .در قانون طلايي "آينشتاين" نيز فرو برده است
"اين موضوع به طور کامل با اصل "آينشتاين
،که مي گويد سرعت نور، همان سرعت مجاز است .در تناقض نيست
،ما فقط داريم ميگيم که سرعت مجاز
.در طول حيات جهان، تغيير کرده
و تئوري "ژوائو" به معناي آن است که ممکن است راهي
براي شکستن سرعت مجاز کيهاني امروز .وجود داشته باشد
زيرا ممکن است معابري در فضا باشند
،که در آنها سرعت نور .همچنان بالاتر است
،اين معابر فضايي .ريسمانهاي کيهاني" خوانده مي شوند"
،"بر اساس "تئوري جوراجوري سرعت نور
سرعت نور، در آغاز پيدايش جهان بالاتر از اين بوده
و ممکن هست که ريسمانهاي کيهاني" همان نواحي باشند"
،که اين سرعتهاي بالاتر .هنوز هم در آن در جريان هستند
ايده اصلي، آن است که در لحظات اوليه
،پيدايش جهان
.انکسارهاي کوچکي در فضا-زمان رخ داده است
از همان زمان، اين انکسارها
به همراه بقيه کيهان، منبسط شده اند
،و اکنون طول آنها .به بيليونها سال نوري مي رسد
"ريسمانهاي کيهاني" ميتوانند خطوط پرسرعتي باشند
که از نواحي مختلفي عبور کرده اند
.و ما بدون آنها بايد سينه خيز مي رفتيم
مي تونيد "ريسمانهاي کيهاني" را
...مثل تونلهاي زيرزميني لندن فرض کنيد
،در حاليکه در سطح خيابان... ،سرعت مجاز وجود داره
.واضح هست که اون پايين چنين چيزي وجود نداره
،در سطح خيابان .سرعت مجاز "آينشتاين" قانون است
،و در تونلهاي زير زميني "ريسمانهاي کيهاني"
.راهي سريعتر در سرتاسر شهرند
شما اگر بتونيد يک فضاپيما را
در دالون سرعت بالاي موجود
،در ريسمانهاي کيهاني جا بديد
.سفر پرسرعت در کيهان، ممکن خواهد شد
ريسمانهاي کيهاني بايد يافت شوند
،و جوراجوري در سرعت نور نيز .هنوز تنها يک تئوريست
،اما به تدريج و به طور پيوسته
"دانشمنداني همچون "ژوائو مَگوژيو" و "جان وب
"از تئوري سرعت مجاز کيهاني "آينشتاين .دور مي شوند
شک مي کنيد به اينکه
نکنه اين موضوع باعث شده باشه هر جاي جهان ،با جاي ديگر آن فرق داشته باشه
،يا شايد در اوايل تاريخ جهان موضوع با امروز فرق داشته
،و اگر سرعت نور تغيير کنه
در اينصورت، بسياري از چيزهايي که ما اونها رو فيزيک مي دونيم
ميتونه در جهان اوليه .متفاوت از امروز بوده باشه
،در سراسر جهان
،دانشمندان .تکنولوژيهاي تازه اي را مي آزمايند
و به اعماق قلب فيزيک غور مي کنند
،تا به قوانين تازه جهان دست يابند
و راهي بيابند تا ما بتوانيم .از جزيره مان "زمين" خارج شويم
ما هنوز راه درازي .براي شهروند کيهان شدن داريم
ستاره ها در حدي تقريباً غير قابل تصور .دور از دسترس هستند
،اما هر جا که علم گام بعدي را بر مي دارد
.اميدِ ما به کشف يک پيشتازيِ نهايي خفه نمي شه
،و يک روز، به آن خواهيم رسيد
،چون هر آنچه را که بشر به تصور بياره .اون رو به انجام ميرسونه
.:: @bollbolljan_com ::.