چه اتفاقی برای بدن انسان در سرعت نزدیک به نور می افتد؟ - آی تی گپ

در نظریه نسبیت خاص آلبرت اینشتین، که در سال 1905 ارائه شد، سرعت نور به عنوان یک ثابت دنیای معرفی گردید. این نظریه مفهوم جدیدی از زمان و فضا ارائه داد و نشان داد که این زمان و مکان را می توان چیز مشترکی به نام فضازمان (Spacetime) در نظر گرفت. در این چارچوب، سرعت نور همیشه ثابت باقی می ماند، حتی اگر جسمی در حال حرکت باشد. این ویژگی، رفتار زمان و مکان را به شدت تحت تأثیر قرار می دهد و در سرعت های بالا منجر به پدیده ای به نام اتساع زمان (Time Dilation) می گردد.

چالش های فنی و فیزیکی رسیدن به سرعت نور

یکی از بزرگ ترین چالش های رسیدن به سرعت نور، احتیاج به انرژی بزرگ برای این کار است. محاسبات نشان می دهند که رساندن یک سفینه کوچک 10 تُنی به 99 درصد سرعت نور به بیش از 200 برابر کل انرژی مصرفی سالانه زمین احتیاج دارد. این در حالی است که حتی اگر سوختی کاملاً کارآمد و بدون اتلاف انرژی در دسترس باشد (که طبق قوانین ترمودینامیک غیرممکن است)، باز هم تأمین این اندازه انرژی در عمل امکان پذیر نیست.

از طرفی، شتاب گیری به سرعت نور فشار فوق العاده ای به بدن انسان وارد می نماید. بدن ما برای تحمل نیروی گرانشی زمین (1g) طراحی شده است. انسان ها می توانند برای مدت کوتاهی نیرویی معادل 4 تا 6 برابر این اندازه را تحمل نمایند، اما در طولانی مدت، چنین فشاری می تواند کشنده باشد. اگر بخواهیم شتاب به آرامی اعمال گردد تا فشار کاهش یابد، ممکن است رسیدن به این سرعت سال ها زمان ببرد و هنوز هم اثرات آن بر بدن انسان ناشناخته است.

اگر نزدیک به سرعت نور حرکت کنیم، چه می گردد؟

اگر بتوانیم تمام این چالش ها را نادیده بگیریم و به سرعتی نزدیک به نور برسیم، تجربه ای کاملاً متفاوت از دنیا خواهیم داشت.

• تغییر رنگ و روشنایی: حرکت با سرعت نزدیک به نور باعث می گردد که نور اطراف به شدت تغییر کند. این پدیده به اثر داپلر (Doppler Effect) معروف است. اشیایی که به سمتشان حرکت می کنید، آبی تر و اشیایی که از آن ها دور می شوید، قرمزتر به نظر می رسند. علاوه بر این، شدت روشنایی نیز تغییر می نماید. زیرا حرکت سریع به سمت منبع نور، تعداد فوتون هایی که به چشم شما می رسند را افزایش داده و محیط بسیار روشن تر می گردد.
• زمان کند می گردد: یکی از شگفت انگیزترین پدیده های مرتبط با حرکت با سرعت نزدیک به نور، کند شدن زمان است. طبق نظریه نسبیت خاص، زمان برای کسی که در حال حرکت است، کندتر از کسی که در حالت سکون واقع شده است، می گذرد. برای مثال، اگر دو دقیقه با سرعتی نزدیک به نور سفر کنید، روی زمین حدود شش روز خواهد گذشت. این پدیده که به پارادوکس دوقلوها مشهور است، تفاوت میان زمان در حال حرکت و زمان در حالت سکون را نشان می دهد.
• تغییر در درک فاصله: فضازمان در سرعت های بالا به گونه ای تغییر می نماید که فاصله میان دو نقطه برای کسی که در حال حرکت است، کوتاه تر به نظر می رسد. این یعنی سفر به یک مکان دور با سرعت نزدیک به نور از دیدگاه مسافر بسیار سریع تر خواهد بود.

آیا سفر به سرعت نور در آینده ممکن خواهد شد؟

در داستان های علمی-تخیلی، مانند مجموعه استار ترک، مفهوم پیشرانه Warp یا Warp Drive برای عبور از سرعت نور پیشنهاد شده است. این ایده بر اساس تئوری هایی شکل گرفته که فضازمان را می توان به صورت مصنوعی خم کرد. اگرچه خم شدن فضازمان یک پدیده واقعی است (مانند آنچه در اطراف سیاهچاله ها رخ می دهد)، اما هیچ راهی برای کنترل این خمیدگی به گونه ای که منجر به سفر سریع تر از نور گردد، وجود ندارد.

از نظر قوانین فعلی فیزیک، هیچ اصل علمی وجود ندارد که بتواند سفر با سرعت نور یا فراتر از آن را ممکن کند.

نتیجه گیری: رؤیایی که هنوز دور از دسترس است

سفر به سرعت نور یکی از بزرگ ترین رؤیاهای بشر است. این ایده نه تنها تخیل ما را به چالش می کشد، بلکه ما را به درک عمیق تر از قوانین طبیعت و محدودیت های آن راهنمایی می نماید. با این حال، طبق آنچه اکنون می دانیم، این رؤیا برای انسان دست نیافتنی است. اما چه کسی می داند؟ شاید پیشرفت های آینده در علم، قوانینی را کشف نمایند که دنیا را دوباره برای ما تعریف نمایند.

منبع