محرك الاعوجاج – خيال أم مستقبل؟

لقد جعلت التطورات الجديدة في مجال محركات الالتواء الباحثين أقرب من أي وقت مضى إلى تحقيق هدفهم المتمثل في السفر بسرعة الضوء. حتى وقت قريب، كان أي شخص مطلع على الفيزياء يخبرك باستحالة السفر بسرعة أكبر من الضوء. ومع ذلك، لطالما شككت روايات الخيال العلمي والمبدعون في هذا القانون من خلال مفاهيم مبتكرة، وأحيانًا غريبة. ومن المثير للاهتمام، أن مجموعة من الباحثين ربما تكون قد أطلقت العنان لإمكانات محرك الالتواء، واضعةً بذلك اللبنات الأولى للسفر الحقيقي بين النجوم. إليك كل ما تحتاج لمعرفته.

نوع جديد من محرك الاعوجاج

هذا الشهر، نشر الباحثون أ دراسة وكشفوا أنهم نجحوا في إنشاء محرك انفتال تحت اللمعية ذو سرعة ثابتة يلبي جميع المتطلبات الرياضية على الورق. وتضع هذه الخطوة الأولى الحاسمة الأساس لمزيد من جهود البحث والتطوير. وفي المستقبل، سيساعد هذا النمط من الدفع على نقل البشر إلى الفضاء السحيق والمزيد.

ما هي محركات الاعوجاج؟

محرك الالتواء هو شكل نظري من وسائل النقل التي من شأنها تمكين السفر فائق السطوع. يدور المفهوم حول إنشاء فقاعة ملتوية في الزمكان. ستمكن هذه الفقاعة العناصر من السفر بهذه السرعات دون التعرض لقوى المد والجزر التي قد يخلقها هذا السفر. فكر في كيفية تحرك الكوكب آلاف الأميال في الساعة ولا يمكنك الشعور بذلك.

المصدر - اركسيف

فقاعة الاعوجاج

فقاعات الالتواء ضرورية للسفر بسرعة تفوق سرعة الضوء، لأنها تُغلّف المادة، متجاوزةً بذلك قوانين النسبية لأينشتاين دون انتهاك الفيزياء. تنشأ فقاعات الالتواء عند انكماش الفضاء أمام نقطة زمنية معينة وتمدده خلفها. تُمكّن هذه الدوامة الزمكانية الجسم من السفر بسرعات الضوء النسبية دون أن يتمزق بفعل القوة. نظريًا، تسمح فقاعات الموجات للجسم بالتحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء دون تجاوز حد السرعة الذي حددته نظرية النسبية لأينشتاين.

ومن الجدير بالذكر أنه كلما اقترب جسم ما من سرعة الضوء، كلما كان الوقت أبطأ بالنسبة للراكب. على هذا النحو، شهد مفهوم فقاعة الالتواء بعض التكرارات على مدار الثلاثين عامًا الماضية. من دراما الخيال العلمي، مثل ستار تريك، إلى مرافق الاختبار في شركات تصنيع الطيران، قطعت محركات الالتواء شوطا طويلا.

تاريخ محرك الاعوجاج

كان مفهوم السفر الاعوجاج موجودًا على شاشات التلفزيون والكتب منذ عقود. في عام 1994، نشر عالم فيزياء مبتكر يدعى ميغيل ألكوبيير ورقة بحثية أوضح فيها كيف يمكن لمحرك الالتواء الواقعي أن يحقق سرعة قريبة من سرعة الضوء باستخدام فقاعة الالتواء. تصف ورقته البحثية نوعًا جديدًا من محركات الدفع يسمى محرك ألكوبيير.

يمكن للمحرك أن يتغلب على القيود المفروضة على انتقال الضوء، مستفيدًا من الطاقة المظلمة الغامضة التي يعتقد العديد من العلماء أنها تتخلل الكون. افترض ألكوبيير أن طبقة الطاقة المشحونة سالبًا هذه توفر بيئة جاذبية مثالية لسفر FTL.

ناسا تعثر على أول فقاعة اعوجاج

في فبراير 2022، لاحظ فريق من مهندسي ناسا، كانوا يدرسون قدرة تجويف كازيمير على إنتاج الطاقة لصالح وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، أمرًا ما. أدرك أحد الخبراء ذوي الخبرة العالية أنهم صنعوا فقاعة انحناء صغيرة. نقل هذا الاكتشاف مفهوم محركات الانحناء من النظريات إلى الصيغ الرياضية، تمهيدًا للمرحلة التالية، وهي النمذجة الأولية.

كيف يعمل محرك الاعوجاج ثابت السرعة

إن المحاولة الأخيرة لنقل البشر بسرعة أكبر من سرعة الضوء تستفيد من بعض التقنيات الجديدة لتوسيع السرعة الثابتة لعملية الالتواء. يستفيد محرك الالتواء تحت اللمعية ذو السرعة الثابتة من مفاهيم رياضية متعددة لإنشاء غلاف ملتوي لا يزال يقع ضمن حدود الفيزياء.

اكتشف الباحثون أنه من خلال إضافة غلاف مادة منتظم بكتلة ADM موجبة، يمكن تقوية الغلاف الزائد. ستمكن هذه البنية المحرك من تعديل الزمكان الزائدي لتوفير السفر بسرعة صفر. بالإضافة إلى ذلك، تطلب البحث إنشاء مجموعة أدوات رقمية جديدة تسمى Warp Factory. قامت مجموعة الأدوات المصممة لهذا الغرض بتبسيط المعادلات الرياضية وساعدت الباحثين على تحقيق أهدافهم بشكل أفضل.

بدأ التطوير بالتركيز على بناء غلاف المادة. مكنتهم هذه الإستراتيجية من استخدام معامل الكتلة ADM لهندسة كثافة الطاقة الإيجابية في المحلول. أدى هذا الحل إلى إلغاء الحاجة إلى المادة المظلمة كما اقترح ألكوبيير لأول مرة. والجدير بالذكر أن هذا المفهوم يخلق تأثيرًا ملتويًا يستخدم إطارًا خطيًا يتم سحبه داخل غلاف المادة.

المؤلفون

يعترف مؤلفو الورقة بأن التجارب والنظريات لا تزال في حالتها الناشئة. ومع ذلك، فإنهم واثقون من أنهم وضعوا الأساس لإحداث ثورة حقيقية في ابتكارات المحركات الملتوية. المؤلف الرئيسي، جاريد فوكس، من جامعة ألاباما، هانتسفيل، وعضو في الفيزياء التطبيقية.

لماذا تعتبر محركات الاعوجاج مهمة؟

هناك قدر كبير من الضغط والتصميم داخل مجتمع الطيران لإنشاء طرق دفع في الفضاء السحيق لا تتطلب وقودًا. تتطلب الأشكال الحالية للدفع الفضائي إزاحة بعض المواد لخلق القصور الذاتي في الاتجاه المعاكس. كل جرام مهم عند مناقشة السفر إلى الفضاء. على هذا النحو، يعد التخلص من الوقود أمرًا بالغ الأهمية للسفر طويل المدى.

أبحاث الدفع بسرعة الضوء

من شأن محرك الالتواء أن يمكّن من السفر إلى الفضاء بين النجوم دون الحاجة إلى جلب وقود ضخم وثقيل وخطير. ومن شأن هذه الخطوة أن تمكن البشرية من السفر لمسافات أبعد في الكون، وتقليل وزن المركبات الفضائية، وإنشاء مجتمعات بين النجوم. فيما يلي بعض الطرق الأخرى التي يمكن أن تدفع السفر إلى الفضاء يومًا ما إلى آفاق جديدة.

أنابيب فرط

الأنابيب الفائقة هي مفهوم مبتكر اكتشفه المؤلف الدكتور لورينزو بيري، وقدمه للمجتمع العلمي في ورقته البحثية “Hyperwave: اتصال فائق السرعة ضمن النسبية العامة". في هذه الورقة، يصف كيف يمكن استخدام الفقاعات الملتوية لإرسال المعلومات بدلاً من المادة.

تدور نظريته حول إنشاء فقاعات صغيرة نصف قطرها ملتوية مصممة خصيصًا لإرسال المعلومات. سيكون هذا النمط من الاتصال ضروريًا للسفر إلى الفضاء السحيق لأنه سيسمح لرواد الفضاء بالبقاء على اتصال بقاعدتهم الأصلية أثناء اجتيازهم الألغاز بين النجوم.

الدفع بدون دافع

هناك نظام دفع آخر يثير اهتمام مجتمع الفضاء وهو الأنظمة التي لا تعمل بالوقود. تستفيد هذه الأجهزة من مجالات الكهرباء الساكنة لتوليد الثقة. وقد تم شرح هذا المفهوم في مؤتمر طاقة الدفع البديلة (APEC) الأخير خلال " استخدم اكتشاف الدفع بدون وقود: التحويل المباشر للطاقة الكهربائية إلى قوة دفع مادية.

وفقًا للباحث الرئيسي في ناسا في مجال الكهرباء الساكنة، الدكتور بوهلر، يُمكن توليد قوة دفع كافية للتغلب على جاذبية الأرض عن طريق شحن مواد معينة. ومن المثير للاهتمام أن دراسته كشفت أن بعض المواد احتفظت بقوة الدفع حتى أزاحت شحنتها بالكامل، مما يعني أنها لم تكن بحاجة إلى تيار كهربائي ثابت لتوفير قوة الدفع.

مثل مفاهيم القيادة الفضائية الأخرى، فإن فكرة عدم استخدام الوقود أثناء السفر إلى الفضاء السحيق هي فكرة يواصل المهندسون والعلماء إعادة النظر فيها. مع توسع التقنيات، مثل الذكاء الاصطناعي والروبوتات، أصبحت فكرة السفر بين الفضاء أكثر جدوى، وإن كان ذلك بدون راكب بشري.

شركات الطيران تستحق المشاهدة

تزدهر صناعة الطيران مع دخول المركبات الفضائية الشخصية إلى السوق. وقد ساعدت هذه التطورات التي حققها القطاع التجاري على دفع الابتكار في القطاع الحكومي أيضًا. سباق الفضاء ساري المفعول بكامل طاقته. فيما يلي بعض الشركات التي من المقرر أن تستفيد من أي تطورات رئيسية.

شركة RTX

شركة RTX (RTX -1.28٪)

شركة RTX هي الشركة المظلة لبعض شركات الطيران الأكثر تقدمًا في العالم. تتضمن RTX شركة Pratt and Whitney وColin Aerospace وRaytheon Technologies. تقوم هذه الشركات بإنشاء حلول جوية عسكرية ومدنية وتعتبر رائدة في الصناعة في كل قطاع. يُنسب الفضل إلى Pratt وWhitney في إنشاء بعض المحركات الأكثر شهرة على الإطلاق، ويتمتع Raytheran بسيرة ذاتية مثيرة للإعجاب بنفس القدر باعتباره مبتكر صاروخ Sidewinder الشهير AIM 9 والعديد من التقنيات الأخرى التي غيرت قواعد اللعبة.

يمكن لـ RTX الاستفادة من الأبحاث التي أجراها هذا الفريق ومحاولة توسيع مفهوم محرك الانحناء ذي السرعة الثابتة. ستوفر هذه الخطوة التمويل اللازم وتضع المشروع بين أيدي نخبة من ألمع العقول في العالم.

RTX هو سهم شائع للمستثمرين الأفراد والمؤسسات. يظهر السهم ملكية بنسبة 85% كمستثمرين مؤسسيين، مما يدل على دعمه القوي من القطاع المالي التقليدي. والجدير بالذكر أن RTX أظهرت أرباحًا للربع الأول من عام 1 بقيمة 2024 دولارًا أمريكيًا للسهم الواحد في 1.34/4/23. ويعادل هذا الوحي معدل نمو لمدة عام قدره 24%. ويتوقع المحللون أن يستمر هذا الاتجاه مع تصاعد التوترات العالمية وزيادة الطلب على خدماتهم.

GE ايروسبيس 

GE ايروسبيس (GE -1.65٪)

لطالما كانت شركة جنرال إلكتريك للفضاء الجوي، ومقرها سينسيناتي، مؤثرةً محوريةً في صناعة الطيران منذ تأسيسها عام ١٩١٧. في وقتٍ ما، ركّزت الشركة على ابتكار محركاتٍ ستقود القوات الجوية الأمريكية نحو النصر. أما اليوم، فلا تزال جنرال إلكتريك للفضاء الجوي قوةً رائدةً في هذا المجال.

تتخصص شركة جي إي للطيران في أنظمة الدفع النفاث والبديل. وتتمتع الشركة بنفوذ قوي في القطاعين التجاري والعسكري. وتشمل الشركات التابعة لها حاليًا كلاً من أفيو آيرو، ويونيسون، وجنرال إلكتريك أديتيف، وداوتي بروبيلرز.

يعد سهم GE Aerospace خيارًا مرغوبًا آخر يتمتع بالملكية المؤسسية باعتباره حامل الأغلبية. والجدير بالذكر أن الطلب على سهم GE Aerospace مرتفع وتم تقسيمه آخر مرة في 8/2/2021. في وقت كتابة هذا التقرير، تبلغ القيمة السوقية للسهم 174 مليار دولار، ويتوقع المحللون مزيدًا من التوسع جنبًا إلى جنب مع النمو في قطاع الطيران.

محركات الاعوجاج – لا يزال في وقت ما قبل أن تتمكن من ركوب واحدة

تُمثل هذه التطورات الأخيرة إنجازًا بارزًا في مجال أبحاث محركات الالتواء، وعند دمجها مع مناهج أخرى، قد يُسهم هذا البحث في تسليط الضوء على هذا البحث الذي غالبًا ما يكون غامضًا. في الوقت الحالي، لا ينبغي توقع السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء في أي وقت قريب، فهذه هي اللبنات الأساسية لمجال علمي أوسع.

محركات الاعوجاج ذات السرعة الثابتة

إن الكشف عن أن تقنية محرك الالتواء لا تزال في مراحلها التصميمية الأولى يُثير الدهشة. قد تُساعد هذه التقنية البشر على التوسع إلى مجرات أخرى وما وراءها. أما الآن، فهي تُطلق العنان للخيال وتجعلك تتساءل: إلى متى سنرى السفر بين النجوم ضمن مسارات رحلات البشر؟

يمكنك التعرف على مشاريع الفضاء الأخرى المثيرة اضغط هنا.