بسیاری از ما به جلوههای علمی داستانهای علمی - تخیلی خو گرفتهایم، البته برخی از این جلوهها خیلی هم علمی به نظر نمیرسند. اما این گزارش احتمالا شما را شگفتزده خواهد کرد، چرا که نشان میدهد بسیاری از این نیروهای خیالی میتوانند ریشه در علوم حقیقی داشته باشند.
تصویر آغازین این مطلب، دو ابزار علمی را نشان میدهد. سمت راست، دستگاهی است که در فیلم ماشین زمان استفاده شده و تصویر چپ، یکی از آشکارسازهای بزرگ شتابدهنده ال.اچ.سی را در سرن نشان میدهد. به نظر شما کدامیک از این دو ابزار میتواند واقعا مانند یک ماشین زمان عمل کند؟
سفر در زمان:
یکی از مشهورترین ایدههای علمیتخیلی، ساخت ماشینی است که به شما اجازه رفتن به گذشته و احیانا تغییر در آن را بدهد، یا شما را به آینده دور یا نزدیک ببرد. مشهورترین داستان با محوریت این دستگاه، ماشین زمان، نوشته اچ.جی ولز است که در آن، قهرمان داستان به آینده دور سفر میکند و آنچه از زندگی بشر آینده میبیند، چندان مورد علاقه او نیست.
اما آیا چنین چیزی میتواند واقعیت داشته باشد؟ مطابق نظریه نسبیت آلبرت اینشتین، امکان سفر به گذشته یا آینده در فضای بینهایت وجود خواهد داشت. بعضی از تعابیر در مکانیک کوانتومی، به ذرات اجازه میدهند در زمان جابهجا شده و به گذشته برگردند. حتی اخیرا دو فیزیکدان برجسته نیز با مطرح کردن ایدهای جالب ، دلیل شکست آزمایشهای شتابدهنده عظیم هاردون، ال.اچ.سی را تمایل بنیادیترین ذره عالم (بوزون هیگز، همان ذره بنیادی که آزمایشگاه سرن برای خلق آن تلاش میکند) به بازگشت به گذشته و توقف فرایندی عنوان کردهاند که در ابتدا موجب خلق آن شده است!
تاکنون دلایل منطقی و علمی مختلفی برای عدم وجود چنین ابزاری ارایه شده است. جابهجایی در زمان، فرایندی ضد و نقیض به نظر میآید. سادهترینش این است که چه اتفاقی میافتد اگر شما به گذشته برگردید و پدربزرگ خودتان را پیشاز ازدواج با مادربزرگتان از بین ببرید؟ با این حال فیزیک نظری این پدیده را رد نمیکند.
مطابق تئوری نسبیت، ذرات میتوانند در طول «خمهای زمانگونه بسته» جابهجا شوند، به عبارت دیگر در یک حلقه زمانی بسته از گذشته به حال و آینده سفر کنند و مجددا به همان گذشته برگردند. یک روش نظری برای توضیح این پدیده از کرمچاله استفاده میکند، که میتواند همانند تونلی، یک سیاهچاله را به وارون زمانی آن متصل کند. حالا اگر شما بتوانید سیاهچاله را با سرعتی نزدیک به سرعت نور بکشید، یک ماشین زمان خواهید داشت. البته پس از اتمام این مراحل باید نوع خاصی از ماده هم در اختیار داشته باشید که بتواند کرمچاله را برای شما باز نگه دارد. متأسفانه این ماده هنوز حتی در نظریات هم پیدا نشده است.
از سوی دیگر، مکانیک کوانتومی شما را با یک تقارن بنیادی طبیعت درگیر میکند. اگر شما بتوانید بارهای مثبت و منفی را با هم جابهجا کنید، جهان هم مانند یک آینه عمل خواهد کرد و و گذر زمان برعکس خواهد شد. این تنها راه ثابت ماندن قوانین فیزیک است. بنابراین یک ذره بوزون هیگز که میخواهد به گذشته برگردد، مانند یک پاد بوزون هیگز عمل خواهد کرد که رو به آینده میآید.
فکر میکنید چند سال دیگر طول میکشد تا یک ماشین زمان ساخته شود؟ با سرعت پیشرفت فناوری امروز، چیزی حدود پانزدههزار سال دیگر! یادتان باشد که تئوری نسبیت سفر در زمان را غیرممکن ندانسته است.
الکتریسته بیسیم :
چه میشد ابزارهای الکتریکی را بیآنکه نیازی به سیمها داشته باشید، به برق متصل کنید تا شارژ شوند. ابزارهای همراه، خودروهای الکتریکی، فضاپیماها، همیشه به منبع انرژی دسترسی داشته باشند و کسی دغدغه باتریهای رو به اتمام را نداشته باشد؟
نخستین بار، آیزاک آسیموف بود که این ایده را در داستان کوتاه Reason در سال 1941/1320 مطرح کرد. این داستان درباره یک نیروگاه خورشیدی است که به وسیله روباتها اداره میشود و انرژی تولید شده را به زمین ارسال میکند.
واقعیت ماجرا این است که الکتریسته و نیروی مغناطیسی، میدانهایی در فضا هستند، که میتوانند به یکدیگر تبدیل شوند. اگر یک آهنربا را به حرکت درآوریم، میدان الکتریکی به وجود خواهد آمد و اگر یک میدان الکتریکی را جابهجا کنیم، یک آهنربا خواهم داشت. به عبارت دیگر ما با دو روی یک نیروی طبیعی به نام الکترومغناطیس سر و کار داریم. در عمل میتوانیم جریان الکتریکی را از ابزاری به ابزار دیگر، طی فرایندی که القا نامیده میشود، انتقال دهیم. این همان روشی است که ژنراتورهای الکتریکی و موتورها برای انتقال نیرو از آن استفاده میکنند.
تابش الکترومغناطیسی یک موج است و میتواند از نقطهای به نقطه دیگر جابهجا شود. بنابراین از لحاظ تئوری انتقال بیسیم انرژی الکتریکی باید بسیار ساده باشد. ادیسون هم در سال 1875/1254 به این موضوع فکر کرده بود.
ریزموجها طول موجی بسیاربلند دارند و به همین دلیل روشی عملی برای انتقال انرژی الکتریکی بهشمار میآیند. یکی دیگر از راههای عملی انتقال الکتریسیته، تبدیل آن به نور با استفاده از لیزر است. پس از رسیدن امواج به انتهای مسیر، فرایند تبدیل نور به انرژی الکتریکی انجام خواهد شد.
اگر این کار چندان دشوار بهنظر نمیرسد، چند سال دیگر باید صبر کرد تا ابزارهای الکتریکی را به صورت بیسیم شارژ کنیم؟ در سال 1975/1354 یک تیم آمریکایی نشان داد که امکان ارسال هزاران کیلووات انرژی الکتریکی با استفاده از ریزموجها وجود دارد. چند ماه پیش نیز، مجموعهای از شرکتهای ژاپنی طرحی 21 میلیارد دلاری را پیشنهاد کردند که در آن ساخت تأسیساتی در فضا برای تاباندن انرژی خورشیدی به زمین پیشبینی شده است. به گفته این کنسرسیوم، اجرای این طرح میتواند انرژی الکتریکی مورد نیاز 300 هزار خانه را در بازهای 30 ساله تأمین کند.
علاوه بر این، امسال شرکت وایتراسیتی در تی.ای.دی (کنفرانس سالانه بهترینهای فناوری، سرگرمی و طراحی دنیا) که در آکسفورد انگلستان برگزار شد، سیستم الکتریکی بیسیمی را معرفی کرد که میتواند تلفنهای همراه و تلویزیونها را شارژ مجدد بکند. این محصول از کریسمس 2010 / زمستان امسال در بازارهای آنلاین موجود خواهد بود.