دکتر منصور یحیوی فرکوش – پیمایش فاصله یک سال نوری در مدت کمتر از یک ثانیه

دکتر منصور یحیوی فرکوش

دکترای تخصصی فناوری اطلاعات گرایش BI

مدرس دانشگاه

در این فکر بودم که چگونه روزی انسان سفر خود را به کهکشانها به صورت حرفه‌ای و با سرعت غیرقابل تصور کنونی آغاز خواهد کرد. همیشه در کلاسهای درس وقتی پیدایش نظریه فازی توسط پروفسور لطفی‌زاده  تا زندگی علمی دانشمندان بزرگ دنیا  و چگونگی اکتشافات آن‌ها از جمله، فلمینگ کشف پنی سیلسن، ککوله کشف پیوند روزنانسی ترکیبات آروماتیک، رادفورد کشف اشعه‌ ایکس، گاما، لاندا با کمک الهی و الهام‌غیبی در کنار با‌ ارزش‌ترین سرمایه زندگی‌ام (دانشجویان عزیزم) مرور می‌کنیم، بیشتر به واقعیت بعد قراردادی و نسبی بودن متغییر زمان در کره زمین و کرات دیگر  پی می بریم و کشف سریعترین ابزار با سرعت غیرقابل تصور به طرف سیاره‌ها  در مدت معیین امیدوارتر می شوم .   برای نخستین بار در جهان اکتشاف و رمزگشایی مطرح شده  توسط اینجانب مبنی بر پیمایش فاصله یک سال نوری در مدت کمتر از یک ثانیه به واقعیت نزدیک می شود و آرزوی آرمانی بشر برای مسافرت فضایی هموارتر  می شود. آیا تکنولوژی ‌که امروزه برای پرتاب سفینه‌های فضایی با موشک که حداکثر سرعت آن در عبور از جو زمین به حدود ۲۵ هزار کیلومتر در ساعت می‌رسد در مقابل سیاره‌های که میلونها سال نوری با زمین فاصله دارند، برای این مهم امکان پذیر است؟

زمانی که در سال ۱۹۰۳ برادران رایت اولین هواپیما را  با الهام از کتاب اتو ساختند، بعدها نخستین هواپیمای تجاری جت نیز در سال ۱۹۵۲ به نام De Havilland Comet با ظرفیت بیش از ۱۰۰ نفر ساخته شد و بوئینگ ۷۰۷ و ایرباس آ-۳۸۰ هواپیمای تجاری موفق دنیا توانست با سرعت بیش از ۹۰۰ کیلومتر در ساعت پرواز کند، آیا کسی باور می‌کرد فاصله  ۱۱۶۷۵ کیلومتری بین قاره‌ای تهران تا  نیویورک در مدت ۱۱ ساعت پیموده شود، فاصله حدود ۱۰۰۱۱ کیلومتری تهران تا مونترال کانادا چطور؟ آیا بشر قادر خواهد بود فاصله ۶۵۰ کیلومتری تهران تا تبریز  و سراب نیز کمتر از یک ساعت  بپیماید؟ حال آنکه تصور کنیم جت لاکید آر ۷۱  با سرعت ۴۰۲۱ فاصله بین تهران تا مونترال کانادا را کمتر از ۳  ساعت خواهد پیمود و تا سال ۲۰۲۳ فاصله بین لندن تا نیویورک تنها در یک ساعت پیموده می‌شود. زمانی است که هنوز پردازش اکثر ابر کامپیوترها با منطق باینری  همان صفر و یک و متکی بر ریزپردازننده های فعلی  است و کمتر از فیزیک کوانتوم بهره گرفته شده است.  سال‌هاست بشر برای سفر به مسافت‌های دور  به فکر ساخت تجهیزات  قدرتمند‌تر و پر‌سرعت است. برای نمونه شاتل فضایی قرار گرفته در مدار می‌توانند با سرعت ۲۷۳۵۸ کیلومتر بر ساعت حرکت کنند. تعدادی از کاوشگر‌های فضایی ناسا همچون هلیوس ۱، هلیوس ۲ و وویجر ۱ توانایی رسیدن به ماه در چند ساعت را دارند. در این  نوشته پر سرعت‌ترین اشیای ساخته شده توسط بشر معرفی می‌شود:

در سال ۱۹۶۹ روز  ۲۶ می کپسول آپولو ۱۰ با  سرعت ۳۹۸۹۷ کیلومتر بر ساعت یک ماموریت آزمایشی که پیش از فرود انسان بر روی کره ماه توسط ناسا انجام شد. اندکی بعد در ۱۶ ژوئیه سال ۱۹۶۹سه فضا نورد بنام نیل آرمسترانگ، بوز آلدرین و مایکل کالینز با فضاپیمای آپولوی یازده از پایگاه کپ کاناورال در فلوریدا به کره ماه رفتند رویای دیرینه بشر را محقق کردند. هر چند فرضیه های زیادی هنوز در باره این سفر وجود دارد که مهمترین آن در کتاب  بیل کیسینگ  مطرح شده است. در روز ۱۰ دسامبر ۱۹۷۴ کاوشگر فضایی هلیوس ۱ توسط ناسا با سرعت ۲۲۸۵۶ کیلومتر بر ساعت در مدار خورشید با فاصله ای معادل با ۱۴۹۵۹۷۸۷۱ کیلومتر از سطح آن فرستاده شد. هلیوس ۲  نیز در روز ۱۵ ژانویه ۱۹۷۶ با سرعت ۲۵۲۷۹۲ کیلومتر بر ساعت به فضا پرتاب شد. این کاوشگر در ۱۷ آپریل ۱۹۷۶ وارد مدار خورشید شد. این کاوشگر اطلاعاتی را در مورد پلاسمای خورشیدی، غبار‌های خورشیدی، پرتو های کیهانی و میدان های الکتریکی را تا ۲۳ دسامبر ۱۹۷۹ به زمین مخابره کرد. هر دو کاوشگر هلیوس ۱ و هلیوس ۲ همچنان در مدار خورشید در حال گردشند.

شاتل فضایی دیسکاوری با سرعت ۲۸۰۰۰ کیلومتر بر ساعت از سال ۱۹۸۴ توانسته است ۳۰ پرواز موفقت آمیز را به سرانجام برساند. گاهی اوقات فضاپیما ها باید با سرعتی فراتر از ۱۷۰۰۰ مایل (یا ۲۷۳۵۸ کیلومتر) بر ساعت حرکت کنند. این شرایط به مدار و ارتفاع فضاپیما بستگی دارد. شاتل فضایی کلمبیا با سرعت ۲۷۳۵۸ کیلومتر بر ساعت به عنوان اولین شاتل موفق در تاریخ اکتشافات فضایی به شمار می‌رود. این شاتل پس از آغاز به کار در سال ۱۹۸۱ موفق شده ۳۷ ماموریت را با موفقیت انجام دهد. سرنشینان شاتل های فضایی با این سرعت می‌توانند هر روز چندین بار طلوع و غروب خورشید را مشاهده کنند. کاوشگر وویجر در ۲۵ آگوست سال ۱۹۹۷ با سرعت ۶۲۱۳۶ کیلومتر بر ساعت که دورترین سفر انجام شده توسط یک شیء ساخت بشر است، پرتاب شد.  این کاوشگر فضایی و ماموریت آن تحقیق در مورد بخش‌های بیرونی منظومه شمسی است. کاوشگر وویجر ۱ موفق شد در ۲۵ آگوست ۲۰۱۳ به فضای میان ستاره ای وارد شود، این کاوشگر هر ساله در حدود ۵۲۰ میلیون کیلومتر مسافت را می پیماید. کاوشگر وویجر ۱ تا سال ۲۰۲۵ به ماموریت خود ادامه خواهد داد. در سال ۱۹۹۹ کاوشگر فضایی استارداست با سرعت ۴۶۴۳۹ کیلومتر بر ساعت  با هدف جمع‌آوری نمونه هایی از ستاره دنباله دار وایلد-۲ برای تجزیه و تحلیل های آزمایشگاهی توسط ناسا به فضا پرتاب شد. بود. این کاوشگر رباتیک ۳۰۰ کیلوگرمی در طول ماموریت خود توانست به سرعت ۴۶۴۳۹ کیلومتر بر ساعتی دست پیدا کند. کاوشگر فضایی نیوهورایزنز با سرعت ۵۸۵۳۶ کیلومتر بر ساعت در سال ۲۰۰۶ جهت انجام تحقیقاتی پیرامون سیاره پلوتون و قمر‌های آن توسط ناسا به فضا پرتاب شد. نیوهورایزنز اولین کاوشگر فضایی است که توانسته در سیاره پلوتون به اکتشاف بپردازد.این کاوشگر فضایی برای کسب چنین سرعت مبهوت کننده ای از موشک های مونوپروپلنت و کمک گرانشی استفاده می کند.

مریخ‌نورد کاوشگر Perseveranc در تاریخ ۳۰ ژوئیه ۲۰۲۰  با تجهیزات علمی از جمله پهباد برای پرواز در جو مریخ برای مطالعه سطح مریخ، ۲۳ دوربین و دو میکروفون یک دستگاه تهیه اکسیژن در ۱۹ فوریه ۲۰۲۱ در دهانه جیزرو مریخ فرود آمد.  ناسا ایکس-۴۳-ای با سرعت  ۱۱۲۶۵ کیلومتر بر ساعت NASA X-43 A یک هواپیمای مافوق صوت بدون سرنشین که توسط یک هواپیمای دیگر به آسمان پرتاب شد. این هواپیما به کمک موشک‌های تقویت‌کننده به سرعت مورد نظر خود دست پیدا می کند. پس از رسیدن به سرعت مورد نظر، این هواپیما با موتور های اصلی خود به مسیرش ادامه می دهد. واگن موشکی نیز  با سرعت  ۱۰۳۸۵ کیلومتر بر ساعت در حقیقت پلتفرم‌هایی هستند که برای سرعت بخشیدن به اشیای آزمایشی مورد استفاده قرار می گیرند.. واگن های موشکی برای دستیابی به این سرعت به جای چرخ از پد های لغزنده بهره می‌برند. تلسکوپ فضایی جیمز وب در دسامبر ۲۰۲۱ بر روی یک موشک آریان ۵ از کورو (کمون)، گویان فرانسه پرتاب شد و از مه ۲۰۲۲ در حال آزمایش و تراز کردن است. پس از عملیاتی شدن، انتظار می‌رود تا پایان ژوئن ۲۰۲۲، تلسکوپ فضایی جیمز وب به‌عنوان مأموریت جانشین هابل شود.با نگاهی به تاریخجه تکامل سفرهای فضایی و تشکیل ایستگاه هایی فضایی و قرارگیری ماهواره‌های مختلف و ارتباط با زمین قدم های قابل ملاحظه ای در تسخیر فضا توسط انسان است اما به نظر نمی‌رسد با این تکنولوژی های موجود و حتی فیزیک کوانتوم امروزی گره این معما را گشود. کوانتوم مکانیک شاخه‌ای از علم فیزیک است که دنیای ذرات بسیار کوچک در مقیاس الکترونی و اتمی که  در فیزیک کلاسیک، یک جسم در یک لحظه مشخص در مکانی مشخص قرار می‌گیرد. این در حالی است که در کوانتوم مکانیک الکترون‌ها در فضایی احتمالی قرار دارند. در حقیقت احتمال وجود آن‌‌ها در نقطه‌ AA، برابر با عددی مشخص بوده و در نقطه BB، این احتمال عددی متفاوت است. یکی از قطعاتی که به‌منظور پردازش اطلاعات از آن استفاده می‌شود، ترانزیستور  بر اساس فیزیک کوانتوم است. در حقیقت الکترون موجی است که در اطراف هسته در حال چرخش است. از این رو می‌توان از مسیر و سرعت این موج به‌منظور شناسایی رسانایی یا نارسانایی یک فلز بهره برد. به‌طور دقیق‌تر می‌توان گفت با دست‌کاری این موج (تغییر ناخالصی یا تحریک الکتریکی) می‌توان یک ماده را بین حالت رسانا و نارسانا نوسان داد. این حالات معادل با صفر و یک در دنیای دیجیتال هستند. مکانیک کوانتومی، نظریه ی ابرپیچیده‌ای است که بشر از آن برای توصیف طبیعت استفاده می‌کند. از طرفی ذهن انسان نیز یکی از پیچیده ترین سیستم های طبیعت است که ویژگی بسیار اسرارآمیزی مانند آگاهی را از خود بروز می‌دهد. علم متاورس نیز به عنوان یک شبکه‌ مجازی عمل کرده که در آن قادر خواهیم بود با یکدیگر و با دیگر اجزای محیط اطراف خود تعامل داشته باشیم. با توجه به موارد گفته شده می‌توان امیدوار بود که رویای سفر انسان به کرات دیگر یا حتی منظومه شمسی با سرعت غیر قابل تصور امروزی  با کمک از ابزار علم کوانتوم پیشرفته و دانش هوش مصنوعی  و ساخت تراشه های کوانتومی و استفاده از آن در مدار  سفینه های آینده و کشف آلیاژ های ناشناخته جهت استفاده در قطعات کپسول سفینه به حقیقت خواهد پیوست.