الإشراف العام
إلهام أبو الفتح
رئيس التحرير
أحمــد صبـري
الإشراف العام
إلهام أبو الفتح
رئيس التحرير
أحمــد صبـري

أحمد فريد يكتب: أينشتاين والخيال

صدى البلد

قبل قرن من الزمان ، أحدث ألبرت أينشتاين ثورة في فهمنا للمكان والزمان والطاقة والمادة. ما زلنا نعثر على تأكيدات مثيرة لتوقعاته ، مثل موجات الجاذبية التي لوحظت في عام 2015 من خلال تجربة LIGO
(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) .

عندما أفكر في موضوع حدث اليوم ، "الإبداع" ، يخطر ببالي أينشتاين . من أين جاءت أفكاره البارعة ؟ أعنى الصفات: ربما المؤسسة ، والأصالة ، والتألق.

أنا أحمد فريد من عمليات الفضاء في وكالة الفضاء الألمانية

كان لأينشتاين القدرة على النظر إلى ما وراء السطح للكشف عن البنية الأساسية . يجب أن تكون فكرة تلك الأشياء كما بدت. كان لديه الشجاعة لمتابعة الأفكار التي بدت سخيفة للآخرين والتي أتاحت له الحرية في أن يكون عبقريًا. عبقري زمانه وألازمنه الآخري . كان الخيال هو العنصر الأساسي لأينشتاين. جاءت العديد من اكتشافاته من قدرته على إعادة تصور الكون من خلال التجارب الفكرية. في سن السادسة عشرة ، عندما تخيل الركوب على شعاع من الضوء ، أدرك أنه من هذا الضوء موجة متجمدة. أدت هذه الصورة في النهاية إلى نظرية النسبية الخاصة. بعد مائة عام ، عرف الفيزيائي الكثير عن الكون أكثر مما عرف أينشتاين.

الآن لدينا أدوات أكبر للاكتشاف ، مثل مسرعات الجسيمات وأجهزة الكمبيوتر الفائقة والتلسكوبات الفضائية والتجارب مثل LIGO. ومع ذلك ، يظل الخيال هو السمة الأقوى لدينا ، يمكننا التجول في أي مكان في المكان والزمان. يمكننا أن نشهد أكثر ظواهر الطبيعة غرابة أثناء القيادة في سيارتنا ، أو الغفوة في السرير ، أو التظاهر بالاستماع إلى شخص ممل في حفلة. الثقوب السوداء هي وحوش جشعة وليس من السهل قطعها. لكنها رائعة. في عام 2016 ، أعاد آندي ستر و مينجر ومالكولم بيري و ستيف هوكينغ تخيل الثقوب السوداء ، حيث قاموا بفحص حالات الطاقة في الفراغات الخاصة بهم والمعلومات المخزنة على حدودها. مع الآثار العميقة المحتملة للفيزياء.

 لذلك ، إذا استطاعت عقولنا ، بمساعدة البيانات من التلسكوبات والتجارب ، عبور الكون واكتشافات على طول الطريق . هل يجب أن نكون راضين بأن نكون بطاطس كونية ، نتمتع بالكون من كوكبنا ؟ لا يجب ألا نفعل ذلك لسببين. الأول هو أن الكون مكان عنيف. النجوم وتبتلع الكواكب. تطلق السوبرنوفا أشعة قاتلة عبر الفضاء ، وتندفع الكويكبات بسرعة مئات الأميال . صحيح أن هذه الظواهر لا تجعل الفضاء يبدو جذابًا للغاية. ومع ذلك ، فهذه هي الأسباب التي تجعلنا ننطلق في الفضاء بدلًا من البقاء في مكاننا. لأننا إذا انتظرنا طويلًا ، سيصلون إلينا هنا.

أنا لا أقوله. إنها مضمونة بقوانين الفيزياء والاحتمالات. علاوة على ذلك ، نعلم أن هناك حضارة واحدة متقدمة على الأقل ذات نزعة للأنواع والأنظمة البيئية والغلاف الجوي وأنماط الطقس ، وربما الكواكب بأكملها. قد يكون الانتشار هو الوحيد الذي ينقذنا من أنفسنا.

السبب الثاني هو أننا بطبيعتنا مستكشفون. نفس الفضول الذي يرسلنا إلى النجوم بسرعة الفكر يحثنا على ذلك في الواقع. وكلما حققنا قفزة جديدة كبيرة مثل الهبوط على سطح القمر ، نرتقي بالإنسانية ، ونجمع الناس والأمم معًا ، ونبادر باكتشافات جديدة وتقنيات جديدة. حتى الآن ، اقتصرت مثل هذه الرحلات على جوارنا الكوني المحلي . بعد مرور أربعين عامًا ، وصل مستكشفنا الأكثر إلهامًا ، فوييجر ، إلى الفضاء بين النجوم ، ولكن لا يزال ذلك بعيدًا جدًا عن الوصول إلى النجوم . بسرعة فوييجر ، 11 ميلًا في الثانية ، سيستغرق الوصول إلى أقرب نظام نجمي ، ألفا سنتوري حوالي 70000 سنة. تبعد 4.37 سنة ضوئية ، 25 تريليون ميل. إذا كانت الكائنات الموجودة على Alpha Centauri تتلقى بثًا تلفزيونيًا من الأرض ، فإنها لا تزال تجهل بسعادة صعود دونالد ترامب. في الواقع ، المسافة إلى Alpha Centauri كبيرة جدًا حيث يمكن الوصول إليها في حياة الإنسان. سيتعين على المركبة الفضائية أن تملأ وقودًا تقريبًا بكتلة كل النجوم في المجرة.

بعبارة أخرى ، مع التكنولوجيا الحالية ، يعد السفر بين النجوم غير عملي تمامًا ، لكن لدينا فرصة لتغيير ذلك ، بفضل الخيال والإبداع.

عندما انضم ستيفان هوكينج إلى يوري ميلنر لإطلاق "Breakthrough Starshot" وهو برنامج بحث وتطوير طويل المدى يهدف إلى جعل السفر بين النجوم حقيقة واقعة. إذا نجحوا ، فسوف يرسلون اختبارًا إلى Alpha Centauri خلال عمر بعضكم من القراء اليوم.

تجمع Breakthrough Starshot بين ثلاثة مفاهيم: المركبة الفضائية المصغرة ، والدفع الخفيف ، والليزر المغلق . مركبة فضائية ، مسبار فضائي يعمل بكامل طاقته ، تم تقليل حجمه إلى بضعة سنتيمترات ، وسيتم ربط جرامات من الكتلة بشراع خفيف. مصنوعة من المواد الفوقية. لا يزن الشراع الخفيف أكثر من بضعة جرامات. سيتم وضع المركبة الفضائية والشراع الخفيف ، والمعروفان معًا باسم مركبت النانو (Nanocraft) ، في المدار. وفي الوقت نفسه ، على الأرض ، سيتم دمج مجموعة من أشعة الليزر المحددة بمقياس كيلومتر في شعاع ضوئي واحد قوي للغاية. يتم إطلاق الحزمة عبر الغلاف الجوي ، مما يضرب الشراع في الفضاء بعشرات جيجاوات من الطاقة. الفكرة هي أن المركبة النانوية تسير ، مثل ما أينشتاين تخيل ، على شعاع الضوء.

ليس بسرعة الضوء تمامًا ولكن بخمسه (١/٥ سرعة الضوء ) أو 100 مليون ميل في الساعة. يمكن أن يصل مثل هذا النظام إلى المريخ في غضون ساعة. ممكن الوصول إلى بلوتو في غضون أيام ، وتمرير Voyager في أقل من أسبوع والوصول إلى Alpha Centauri في ما يزيد قليلًا عن 20 عامًا. بمجرد الوصول إلى هناك ، يمكنه تصوير أي كواكب تم اكتشافها في النظام ، واختبار الحقول المغناطيسية والجزيئات العضوية وإرسال البيانات مرة أخرى إلى الأرض في حزمة ليزر أخرى. سيتم استقبال هذه الإشارة الصغيرة من قبل نفس مجموعة الأطباق التي تم استخدامها لنقل حزمة الإطلاق. لن يكون هذا السفر بين النجوم للعنصر البشري . لكنها ستكون اللحظة التي تنتقل فيها الثقافة البشرية بين النجوم إلى المجرة.

ويجب أن ترسل صورًا لكوكب صالح للسكن يدور حول أقرب جيراننا ، وقد يكون ذا أهمية كبيرة لمصير حضارتنا .

بالطبع ، هناك تحديات كبيرة يجب التغلب عليها. كيفية الجمع بين مئات الليزر من خلال حركة الغلاف الجوي. كيف تدفع الشراع دون حرقه وتوجهه في الاتجاه الصحيح بالضبط؟ كيف تحافظ على المركبة الفضائية تعمل لمدة 20 عامًا في الفراغ المتجمد ، وترسل إشارة مرة أخرى عبر أربع سنوات ضوئية باستخدام أشعة الليزر الصغيرة؟ لكن هذه ليست قيودًا وضعتها قوا نين الفيزياء. إنها مشاكل هندسية. تأتي كلمة "مهندس" "Engineer" من نفس جذر كلمة "براعة" "ingenuity" . تميل التحديات الهندسية ، في النهاية ، إلى الحل.

مع تقدم التكنولوجيا الناضجة ، من المتصور القيام بمهام أخرى مثيرة للغاية. حتى مع صفيفات الليزر الأقل قوة ، يمكن تقليل أوقات الرحلات إلى الكواكب الأخرى أو النظام الشمسي الخارجي أو الفضاء بين النجوم بشكل كبير. إذا وجدنا كوكبًا في نظام Alpha Centauri ، فإن صورته ، التي تم التقاطها بواسطة كاميرا تتحرك بخُمس سرعة الضوء ، ستكون مشوهة قليلًا ، ومن المؤكد أن تأثير النسبية الخاصة. ستكون هذه هي المرة الأولى التي تطير فيها مركبة فضائية بسرعة كافية لرؤية مثل هذه التأثيرات.

 من ناحية أخرى ، تعتبر نظرية أينشتاين مركزية للرسالة بأكملها. بدونها لن يكون لدينا ليزر ولا القدرة على إجراء الحسابات اللازمة للتوجيه والتصوير ونقل البيانات على مدى 25 تريليون ميل ، بخمس سرعة الضوء. إذن ، هناك طريق مباشر بين ذلك الفتى البالغ من العمر 16 عامًا ، الذي يحلم بالركوب على شعاع ضوئي ، وحلمنا ، الذي نأمل أن يصبح حقيقة ، وهو ركوب شعاع ضوئي إلى النجوم.