آیا انسان می تواند به یک درصد سرعت نور برسد؟

جالب است بدانید که تنها 8 دقیقه طول می کشد تا نور از خورشید به زمین برسد این درحالی است که فاصله زمین تا خورشید 147.27 میلیون کیلومتر می باشد. نور سریع است. در واقع، این سریعترین چیزی است که وجود دارد، و یک از قوانین این جهان این است که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند . نور با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند و می تواند در کمتر از یک ثانیه از زمین به ماه برسد.

در حالی که 1٪ از هر چیزی درصد قابل توجهی به نظر نمی رسد اما این 1 درصد از سرعت نور چیز دیگری است، با 1 درصد سرعت نور می توان نزدیک به 7 میلیون مایل در ساعت را طی کرد (70000000 مایل (Mile) معادل 112654078.6 کیلومتر (Kilometer)) !

با 1% سرعت  نور، رسیدن از لس آنجلس آمریکا به نیویورک کمی بیش از یک ثانیه طول می کشد. این سرعت 10000 برابر سریعتر از یک جت تجاری است.

سریع ترین چیزهایی که تا کنون توسط انسان ساخته شده است

گلوله ها می توانند با سرعت 4200 کیلومتر در ساعت حرکت کنند که بیش از سه برابر سرعت صوت است. سریع ترین هواپیما، هواپیمای جت X3 ناسا است که حداکثر سرعت آن  11200 کیلومتر در ساعت است. این مقدار سرعت قابل توجه به نظر می رسد، اما هنوز هم تنها 0.001٪ سرعت نور است.

سریع ترین اشیاء ساخته شده توسط انسان فضاپیماها هستند. آنها از موشک ها برای رهایی از جاذبه زمین استفاده می کنند که سرعت آن به 40000 کیلومتر در ساعت می رسد. کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا، سریع‌ترین فضاپیما است. پس از پرتاب از زمین در سال 2018، جو سوزان خورشید آن را از بین برد و از گرانش خورشید برای رسیدن به سرعت 535000 کیلومتر در ساعت استفاده کرد. این سرعت کورکورانه است، اما تنها 0.05 درصد سرعت نور است.

چرا رسیدن به حتی 1 درصد سرعت نور دشوار است؟

چه چیزی مانع از رسیدن بشر به 1% سرعت نور شده است؟ در یک کلام انرژی. هر جسمی که در حال حرکت است به دلیل حرکتش انرژی دارد. فیزیک دانان به این انرژی، انرژی جنبشی می گویند. برای اینکه سریعتر حرکت کنید، باید انرژی جنبشی را افزایش دهید. مشکل این است که برای افزایش سرعت، انرژی جنبشی زیادی لازم است . برای اینکه چیزی دو برابر سریعتر حرکت کند، چهار برابر انرژی نیاز دارد. برای اینکه کاری سه برابر سریعتر پیش برود، نه برابر انرژی نیاز دارد و غیره.

به عنوان مثال، برای رساندن یک نوجوان با وزن 50 کیلوگرم به 1 درصد سرعت نور، به 200 تریلیون ژول  انرژی نیاز داریم. این تقریباً همان مقدار انرژی است که 2 میلیون نفر در روز از آن استفاده می کنند.

چقدر سریع می توانیم برویم؟

ممکن است چیزی به 1% سرعت نور برسد، اما صرفاً مقدار زیادی انرژی نیاز دارد. آیا انسان ها می توانند کاری کنند که حتی سریعتر از سرعت نور پیش برود؟

بله! اما مهندسان باید راه‌های جدیدی برای حرکت دادن اشیا در فضا بیابند. همه موشک‌ها، حتی موشک‌های جدید مورد استفاده اسپیس‌ایکس و بلو اوریجین، سوخت موشکی را می‌سوزانند که تفاوت چندانی با بنزین خودرو ندارد. مشکل اینجاست که سوختن سوخت بسیار ناکارآمد است.

روش های دیگر برای هل دادن فضاپیما استفاده از نیروهای الکتریکی یا مغناطیسی است . همجوشی هسته‌ای ، فرآیندی که خورشید را نیرو می‌دهد، بسیار کارآمدتر از سوخت شیمیایی است.

دانشمندان در حال تحقیق بر روی روش های زیادی هستند تا بتوانند سریع تر از چیزی که در حال حاضر وجود دارد حرکت کنند – حتی درایوهای چرخشی ، سفری سریع‌تر از نور که توسط Star Trek رایج شده است.

یکی از راه‌های امیدوارکننده برای حرکت سریع چیزی، استفاده از بادبان خورشیدی است. این بادبان ها ورقه های پلاستیکی بزرگ و نازکی هستند که به یک فضاپیما متصل شده و طوری طراحی شده است که نور خورشید بتواند مانند باد در یک بادبان معمولی به آنها فشار بیاورد. تعداد کمی از فضاپیماها از بادبان‌های خورشیدی استفاده کرده‌اند تا نشان دهند که این مورد کار می‌کند و دانشمندان فکر می‌کنند که بادبان خورشیدی می‌تواند فضاپیما را تا 10 درصد سرعت نور پیش ببرد .

یک روز، زمانی که انسان ها به کسری کوچک از سرعت نور محدود نشوند، ممکن است بتوانیم به ستاره ها سفر کنیم .

کریس ایمپی ، استاد برجسته نجوم دانشگاه ، دانشگاه آریزونا

این مقاله با مجوز Creative Commons از The Conversation بازنشر شده است .