عصر ایران - در پهنه بیکران کیهان، نور سلطان بیرقیب سرعت است. پرتوهای نور در هر ثانیه ۳۰۰ هزار کیلومتر را طی میکنند؛ یعنی فاصله ماه تا زمین را تنها در ۱.۳ ثانیه میپیمایند. در مقابل، سریعترین ساختههای دست بشر در برابر سرعت نور همچون حرکت حلزونی کند به نظر میرسند. اما سوال بزرگ این است: آیا روزی میتوانیم این «دیوار نوری» را بشکنیم یا همیشه در حصار منظومه شمسی باقی خواهیم ماند؟
امروزه در سفرهای منظومهای، سازمانهای فضایی به جای سوختهای فسیلی سنگین، به پیشرانههای یونی (Ion Thrusters) روی آوردهاند. فضاپیماهایی مانند «سپیده دم» (Dawn) از این تکنولوژی بهره میبرند. در این موتورها، ذرات گاز باردار شده و با سرعت بسیار بالا از انتهای موتور شلیک میشوند. مزیت این روش، مصرف سوخت بسیار ناچیز است؛ به طوری که برای تولید شتابی معادل، به جای ۱۰ تن سوخت معمولی، تنها به چند صد گرم گاز زنون نیاز است.
فراتر از موتورهای یونی، طرحهایی مانند پیشرانه پالس هستهای نیز وجود دارد که از انفجارهای کوچک و پیاپی هستهای برای پیشراندن فضاپیماهای عظیم استفاده میکند. این روش میتواند زمان سفرهای طولانی به سیاراتی مثل مریخ را به نصف کاهش دهد.
اگر موتورهای سوختی برای رسیدن به ستارههای دوردست بسیار سنگین هستند، راهکار بعدی بادبانهای نوری (Solar Sails) است. در این تکنولوژی، فضاپیما به جای حمل سوخت، از بادبانهای بسیار نازک و وسیعی استفاده میکند که توسط فشار تابشی نور (مانند لیزرهای قدرتمند روی زمین یا نور خورشید) هل داده میشوند. این روش پتانسیل این را دارد که فضاپیماهای کوچک را به سرعتهایی معادل ۲۰ درصد سرعت نور برساند؛ سرعتی که سفر چند هزار ساله به نزدیکترین ستاره را به تنها ۲۰ سال کاهش میدهد.
اگر نمیتوانیم در فضا سریعتر از نور حرکت کنیم، شاید بتوانیم «خودِ فضا» را جابجا کنیم! این ایده که با نام وارپ درایو یا موتور پیچوشکن شناخته میشود، فضا را در جلوی فضاپیما فشرده و در پشت آن منبسط میکند. در این حالت، فضاپیما در یک «حباب وارپ» قرار میگیرد و این بافت فضا-زمان است که با سرعتی فراتر از نور جابجا میشود. هرچند این ایده از نظر ریاضی ممکن است، اما عملی شدن آن به پدیدههایی مثل «انرژی منفی» نیاز دارد که فراتر از توانایی مهندسی امروز بشر است.
یکی از شگفتانگیزترین حقایق فیزیک این است که رسیدن به سرعتهای نزدیک به نور، زمان را تغییر میدهد. طبق نظریه نسبیت انیشتین، پدیدهای به نام اتساع زمان رخ میدهد؛ یعنی هرچه سریعتر حرکت کنید، زمان برای شما کندتر میگذرد. برای مثال، اگر فضانوردی با ۹۰ درصد سرعت نور سفر کند، پس از بازگشت از یک سفر یکساله، ممکن است متوجه شود که در زمین چندین سال گذشته است. این یعنی سفرهای بینستارهای سریع، عملاً نوعی سفر به آینده نیز محسوب میشوند.
یک نکته علمی مهم این است که طبق قانون هابل، کهکشانهای بسیار دوردست با سرعتی فراتر از نور از ما دور میشوند. این موضوع ناقض قوانین فیزیک نیست؛ زیرا این کهکشانها «در فضا» حرکت نمیکنند، بلکه این «خود فضا» است که بین ما و آنها منبسط میشود. قوانین فیزیک میگویند هیچ جسمی نمیتواند در فضا سریعتر از نور برود، اما محدودیتی برای سرعت انبساط خود فضا وجود ندارد.
طبق معادلات نسبیت خاص، با نزدیک شدن جرم به سرعت نور، جرم آن به سمت بینهایت میل کرده و برای شتاب بیشتر به انرژی بینهایت نیاز است. بنابراین:
حرکت دادن اجسام فیزیکی در فضای معمولی با سرعت نور، با قوانین شناخته شده فیزیک در تضاد است.
اما میانبرهایی مانند کرمچالهها یا وارپ درایو که ساختار فضا را تغییر میدهند، همچنان به عنوان احتمالات تئوریک قدرتمند در آزمایشگاههای پیشرفته بررسی میشوند.
سریعترین وسیله ساخته شده توسط انسان چیست؟ کاوشگر خورشیدی پارکر (Parker Solar Probe) که با کمک گرانش خورشید به سرعتهای بیسابقهای رسیده، اما این سرعت هنوز کمتر از یک درصد سرعت نور است.
تفاوت دیوار صوتی و دیوار نوری چیست؟ دیوار صوتی یک محدودیت فیزیکی محیطی است که با مهندسی شکسته شد، اما دیوار نوری یک محدودیت بنیادی در قوانین عالم است که طبق دانش فعلی، عبور از آن نیازمند تغییر در تعریف ما از جرم و انرژی است.
یکی از آپشن هاش با سرعت نور میشه به آغوش مرگ شتافت