هذه بداية مقال أطول.
المحتوى: “
لقد كان الوصول إلى الأماكن في الفضاء بسرعة هدفًا لبحوث الدفع لفترة طويلة.
الصواريخ، وسيلتنا الأكثر شيوعًا للقيام بذلك، رائعة لتوفير الكثير من القوة ولكنها غير فعالة للغاية. الخيارات الأخرى مثل الدفع الكهربائي والإبحار الشمسي فعالة ولكنها توفر كميات ضئيلة من القوة، وإن كانت لفترة طويلة.
لذلك، لطالما حلم العلماء بطريقة ثالثة للدفع – طريقة يمكنها توفير قوة كافية لفترة طويلة بما يكفي لتزويد مهمة مأهولة إلى نجم آخر في عمر إنسان واحد. وهذا يمكن أن يحدث نظريًا باستخدام واحدة من أندر المواد في الكون – المادة المضادة.
ورقة بحثية جديدة من سوسن عمار عميرة وعبد الحميد. مراد بجامعة الإمارات العربية المتحدة تنظر في إمكانيات تطوير محرك فضائي باستخدام المادة المضادة وما يجعل من الصعب إنشاؤه.
”
اكتُشفت المادة المضادة في البداية عام 1932 عندما لاحظ الفيزيائي كارل ديفيد أندرسون البوزيترونات – وهي الشكل المضاد للمادة للإلكترون – في الأشعة الكونية من خلال تمريرها عبر غرفة سحابية. وقد حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1936 لاكتشافه. وقد استغرق الأمر 20 عامًا لإنشائها اصطناعياً لأول مرة.
ومنذ ذلك الحين، تم دراسة المادة المضادة بوسائل عديدة قدر ما استطاع العلماء التفكير بها – بما في ذلك دراستها بشكل حرفي، لكن هذا يتسبب في الشيء الذي تشتهر به المادة المضادة أكثر من غيره – وهو الانعدام الذاتي.
عندما يتلامس بروتون مضاد للمادة مع بروتونات أو نيوترونات المادة العادية، فإنهما يُبيدان بعضهما البعض ويُطلقان طاقة (عادةً على شكل أشعة غاما) بالإضافة إلى جسيمات قصيرة العمر عالية الطاقة، تُعرف باسم بيون وكاون، والتي تتحرك بسرعات نسبية.
كل هذا يطرح السؤال – فلماذا لا نمتلك هذه الأنظمة الدافعة الرائعة حتى الآن؟
الإجابة البسيطة هي أنّ المادة المضادة صعبة التعامل معها. بما أنّها ستفنى ذاتيًا عند ملامستها لأي شيء، فيجب تعليقها في مجال احتواء كهرومغناطيسي متطور. وأطول مدة تمكن العلماء من تحقيق ذلك كانت حوالي 16 دقيقة في سيرن عام 2016، وحتى ذلك كان على مستوى بضعة ذرات فقط – وليس الغرامات أو الكيلوغرامات اللازمة لدعم نظام دفع بين النجوم.
بالإضافة إلى ذلك، يتطلب الأمر كميات هائلة من الطاقة لإنشاء مضاد للمادة، مما يجعله مكلفًا. فمُسرّع الجسيمات الضخم “مُبطّئ مضادات البروتونات” في سيرن ينتج حوالي عشرة نانوجرامات من مضادات البروتونات سنويًا بتكلفة تبلغ عدة ملايين من الدولارات.
وبالاستقراء، فإن إنتاج جرام واحد من مضاد المادة يتطلب ما يقارب 25 مليون كيلوواط ساعة من الطاقة – كافية لتزويد مدينة صغيرة بالطاقة لمدة عام. كما سيكلف ذلك أكثر من 4 ملايين دولار بسعر الكهرباء المتوسط، مما يجعله أحد أغلى المواد على وجه الأرض.
ونظرًا لهذه التكلفة الهائلة، وحجم البنية التحتية الضرورية لذلك، فإن أبحاث مضاد المادة محدودة نسبيًا. حيث يتم إنتاج ما بين 100 و 125 ورقة بحثية سنويًا حول هذا الموضوع، بزيادة ملحوظة من حوالي 25 ورقة في عام 2000.
ومع ذلك، فإن هذا يقارن بحوالي 1000 ورقة بحثية سنويًا حول نماذج اللغات الكبيرة، وهي أحد أكثر أشكال الخوارزميات شيوعًا التي تُدير طفرة الذكاء الاصطناعي الحالية. بعبارة أخرى، فإن التكلفة الإجمالية والأفق الطويل الأجل نسبيًا لأي عائد يحدان من حجم التمويل، وبالتالي، من التطورات في مجال إنتاج المادة المضادة وتخزينها.
هذا يعني أنه من المحتمل أن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن نصل إلى محرك سفينة يعمل بالمادة المضادة. قد نحتاج حتى إلى إنشاء بعض التقنيات الأولية لإنتاج الطاقة مثل الاندماج النووي، والتي يمكن أن تخفض بشكل كبير تكلفة الطاقة، بل وتمكّن من البحث الذي سيؤدي بنا في النهاية إلى ذلك.
ومع ذلك، فإن إمكانية السفر بسرعات قريبة من سرعة الضوء، واحتمالية نقل البشر فعليًا إلى نجم آخر خلال عمر واحد، هو هدف طموح سيستمر عشاق الفضاء والاستكشاف في جميع أنحاء العالم في السعي لتحقيقه، بغض النظر عن المدة التي يستغرقها ذلك.
نُشِرَت هذه المقالة في الأصل بواسطة Universe Today. اقرأ المقالة الأصلية.
المصدر: المصدر