دراسة نظرية تبيّن إمكانية السفر أسرع من الضوء

أعادت ورقة بحثية نظرية جديدة، نُشرت في مجلة Classical and Quantum Gravity، إشعال الجدل حول إمكانية السفر الفائق (أسرع من الضوء) استنادًا إلى الفيزياء التقليدية.

قال الدكتور إريك لينتز، الباحث في معهد الفيزياء الفلكية بجامعة جورج أوغست غوتنغن: «إذا كان السفر إلى النجوم البعيدة خلال حياة الفرد ممكنًا، فسيتعين إيجاد وسائل دفع أسرع من الضوء».

«لغاية الآن، حتى الأبحاث الحديثة حول التنقل بسرعة أكبر من سرعة الضوء استنادًا إلى نظرية أينشتاين للنسبية العامة تتطلب كمياتٍ هائلة من الجسيمات الافتراضية وحالات المادة التي لها خصائص فيزيائية غريبة مثل كثافة الطاقة السلبية».

«هذا النوع من المواد إما لا يمكن العثور عليه حاليًا أو لا يمكن تصنيعه بكميات قابلة للتطبيق».

«في المقابل، يتغلب البحث الجديد على هذه المشكلة عبر إنشاء فئة جديدة من السوليتونات (وهي موجات ذات قمة واحدة فقط)، فائقة السرعة -أو «فقاعات الاعوجاج»، الموجات المدمجة التي تحافظ على شكلها وتتحرك بسرعة ثابتة- باستخدام مصادر ذات طاقات إيجابية فقط يمكنها جعل السفر بأي سرعة ممكنًا».

وفقًا لورقة بحث الدكتور لينتز، هناك تكوينات لم تُكتشف بعد من انحناء الزمكان المنظم في «سوليتون» التي لديها القدرة على حل اللغز بينما تكون قادرة على البقاء فعليًا.

وأضاف: «لقد اشتققنا معادلات أينشتاين لتكوينات الـSoliton غير المستكشفة (إذ يخضع مقياس زمكان مكونات ناقلات التحول لعلاقة القطع الزائد)، ووجدنا أنه يمكن تشكيل هندسة الزمكان المتغيرة بطريقة تعمل حتى مع مصادر الطاقة التقليدية».

«خلاصة القول، تستخدم الطريقة الجديدة بنية المكان والزمان المرتبتين في Soliton لتوفير حل للسفر أسرع من الضوء، والذي -على عكس الأبحاث الأخرى- سيحتاج فقط مصادر ذات كثافة طاقة إيجابية، ولا حاجة إلى كثافة طاقة سلبية (غريبة)».

«بالإضافة إلى ذلك، كُوِّن Solitons لاحتواء منطقة ذات الحد الأدنى من قوى المد والجزر إذ يتطابق مرور الوقت داخل Soliton مع الوقت بالخارج: بيئة مثالية لمركبة فضائية».

هذا يعني أنه لن تكون هناك تعقيدات لما يسمى بـ«المفارقة المزدوجة» إذ إن أحد التوأمين الذي يسافر بالقرب من سرعة الضوء سيتقدم في العمر بشكل أبطأ بكثير من التوأم الآخر الذي بقي على الأرض: في الواقع، وفقًا للمعادلات الأخيرة، كلا التوأمين سيكون له نفس العمر عند لم الشمل.

قال الدكتور لينتز: «لقد نقل هذا العمل مشكلة السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء خطوة واحدة بعيدًا عن البحث النظري في الفيزياء الأساسية وأصبحت أقرب إلى الهندسة».

«تتمثل الخطوة التالية في معرفة كيفية خفض الكمية الفلكية من الطاقة اللازمة ضمن نطاق تقنيات اليوم، مثل محطة الطاقة الانشطارية النووية الكبيرة الحديثة. ثم يمكننا التحدث عن بناء النماذج الأولية».

«الطاقة المطلوبة لهذا المحرك الذي يسافر بسرعة الضوء التي تشمل مركبة فضائية يبلغ نصف قطرها 100 متر (328 قدمًا) في حدود مئات المرات من كتلة كوكب المشتري».

«يجب أن تكون مدخرات الطاقة كبيرة، إذ تصل إلى ما يقرب من 30 ضعفًا من ترتيب المقدار من ناحية الحجم Order of Magnitude (وهو تقريب لوغاريتم قيمة بالنسبة لبعض القيم المرجعية المفهومة سياقيًا، عادةً 10، تُفسر على أنها أساس اللوغاريتم وممثل قيم الحجم واحد) لتكون في نطاق مفاعلات الانشطار النووي الحديثة».

«لحسن الحظ، اقتُرحت العديد من آليات توفير الطاقة في بحث سابق يمكن أن تخفض الطاقة المطلوبة بما يقرب من 60 ترتيب المقدار من ناحية الحجم».