आकाशगंगा की खोज – क्या प्रकाश से तेज (FTL) एक कल्पना है?

निर्वात में प्रकाश की गति लगभग 2,99,792 किलोमीटर प्रति सेकंड है। लगभग 11 किलोमीटर प्रति सेकंड का आंकड़ा पृथ्वी के सापेक्ष Apollo 10 जैसी मानवयुक्त उड़ानों से जुड़ा है, सभी मानव-निर्मित यानों की अधिकतम गति से नहीं। मानव रहित अंतरिक्ष यान सूर्य के सापेक्ष इससे काफी तेज चले हैं। फिर भी प्रकाश से तेज यात्रा या संचार (FTL) की कोई कार्यशील तकनीक सिद्ध नहीं हुई है।

ब्रह्मांड की विशाल दूरियां और प्रस्तावित मंगल यात्राएं तेज अंतरिक्ष यात्रा पर नए विचारों को प्रेरित करती हैं। नवंबर 2023 के एक सैद्धांतिक प्रीप्रिंट में FTL संचार का संभावित गणितीय मॉडल प्रस्तुत किया गया था। यह किसी वास्तविक संचार उपकरण का प्रायोगिक प्रदर्शन या तकनीक विकसित हो जाने की गारंटी नहीं है।

प्रकाश से तेज संचार का एक सैद्धांतिक प्रस्ताव

“Hyperwave: Hyper-Fast Communication within General Relativity” में लोरेंज़ो पिएरी संचार के लिए अत्यंत छोटी त्रिज्या वाले वार्प बबल प्रस्तावित करते हैं। पहले से बनाई गई नलिकाकार ऋणात्मक ऊर्जा वितरण व्यवस्था, जिसे वे हाइपरट्यूब कहते हैं, मॉडल में इन बबलों को निर्धारित मार्ग पर तेज और धीमा करेगी।

यह विचार मिगेल अल्कुबिएरे के 1994 के वार्प बबल मॉडल पर आधारित है। गणितीय वर्णन में बबल के आगे का अंतरिक्ष सिकुड़ता और पीछे का फैलता है। इससे स्थानीय स्तर पर प्रकाश की सीमा पार किए बिना प्रभावी रूप से उससे तेज विस्थापन मिल सकता है। लेकिन समीकरणों का ऐसा हल किसी यंत्र के निर्माण योग्य होने का प्रमाण नहीं है। इसके लिए ऋणात्मक ऊर्जा घनत्व की विशेष व्यवस्था चाहिए। कैसिमिर प्रभाव क्वांटम क्षेत्रों से उत्पन्न मापनीय बलों से संबंधित है; यह अपने आप में तैयार वार्प इंजन के लिए ऊर्जा स्रोत नहीं है।

पिएरी अंतरिक्ष यान ले जाने के बजाय सूचना भेजने के लिए अत्यंत छोटे बबलों का अध्ययन करते हैं। छोटी त्रिज्या से मॉडल में आवश्यक कुल ऋणात्मक ऊर्जा कम होती है। लेखक के अनुसार:

“…कुल ऋणात्मक ऊर्जा की आवश्यकता आकाशीय बिजली की चमक में मौजूद ऊर्जा से भी कम हो जाती है—मूल अल्कुबिएरे वार्प ड्राइव की तुलना में परिमाण के 70 से अधिक क्रम कम।”

इस काल्पनिक मॉडल में बबल को धीमा करने पर उच्च-ऊर्जा कण निकलेंगे, जिनका पता लगाकर सूचना प्राप्त की जा सकती है। इससे वास्तविक प्रकाशातीत डेटा संचार का प्रदर्शन नहीं हुआ है।

प्रस्ताव अत्यंत सैद्धांतिक है। तकनीकी बाधाओं के अलावा भौतिक व्यवहार्यता, क्वांटम गुरुत्व और कारण-कार्य संबंधों के प्रश्न भी खुले हैं। मुख्य चुनौतियां हैं:

• अत्यंत छोटी त्रिज्या वाले वार्प बबल बनाना और स्थिर रखना
• आवश्यक नकारात्मक ऊर्जा घनत्व उत्पन्न करना
• वार्प बबल की गतिशीलता को सटीक रूप से नियंत्रित करना

यह शोध काल्पनिक दिक्काल ज्यामितियों की पड़ताल करता है। यदि FTL संचार कभी भौतिक रूप से संभव सिद्ध हुआ, तो सूचना प्रसारण और अंतरिक्ष अन्वेषण पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है। अभी कोई प्रमाणित व्यावहारिक उपकरण या विश्वसनीय विकास समयसीमा नहीं है।

मंगल पर मिशन

नीचे पृथ्वी और मंगल के बीच बहुत कम संचार विलंब के संभावित लाभ दिए गए हैं। ये आने वाले दशकों या सहस्राब्दियों में FTL विकसित हो जाने के पूर्वानुमान नहीं हैं:

1. कम संचार विलंब: पृथ्वी और मंगल की स्थिति के अनुसार संकेतों को एक दिशा में लगभग 3–22 मिनट लगते हैं। काल्पनिक FTL यह विलंब घटा सकता है, लेकिन प्रकाश से तेज का अर्थ अनिवार्य रूप से तात्कालिक नहीं है। बहुत कम विलंब मानवयुक्त और रोबोटिक मिशनों की कार्यकुशलता तथा सुरक्षा बढ़ा सकता है।
2. उन्नत मिशन नियंत्रण: वास्तविक समय संचार रोवर्स और अन्य उपकरणों पर अधिक प्रत्यक्ष और प्रभावी नियंत्रण की अनुमति देगा। इससे अधिक जटिल और सूक्ष्म अन्वेषण संभव हो सकता है, क्योंकि निर्देश और समायोजन तत्काल किए जा सकते हैं, न कि पूर्व-प्रोग्राम्ड या विलंबित।
3. आपात स्थितियों पर तेज़ प्रतिक्रिया: आपातकाल या अप्रत्याशित स्थितियों में, तत्काल संचार तेज़ प्रतिक्रिया को सक्षम करेगा, जिससे जीवन और मिशन-आवश्यक उपकरणों को बचाया जा सकता है।
4. वैज्ञानिक डेटा प्रसारण: कम विलंब से पृथ्वी पर परिणाम प्राप्त करने, उनका विश्लेषण करने और प्रकाशित करने में तेजी आ सकती है। संकेत की गति और प्रति सेकंड भेजे जाने वाले डेटा की मात्रा अलग बातें हैं; तेज प्रसार अपने आप अधिक बैंडविड्थ नहीं देता।
5. अंतरग्रहीय इंटरनेट: विश्वसनीय नेटवर्क ग्रहों के बीच डेटा साझा करने और सहयोग को बेहतर बना सकता है। इसके लिए FTL आवश्यक नहीं है; पारंपरिक लिंक और लंबे विलंब सहने वाले प्रोटोकॉल भी ऐसा नेटवर्क बना सकते हैं।

जबकि मंगल मिशनों के लिए FTL संचार के संभावित लाभ महत्वपूर्ण हैं, ये तब तक काल्पनिक ही रहेंगे जब तक मूल तकनीक विकसित नहीं हो जाती और व्यावहारिक सिद्ध नहीं होती। निकट भविष्य में, मंगल मिशन प्रकाश की गति की सीमाओं के भीतर पारंपरिक संचार तरीकों पर निर्भर रहेंगे।

उच्च गति वाली अंतरिक्ष प्रणोदन तकनीकें और काल्पनिक FTL मॉडल

हमें नहीं पता कि FTL संचार कभी संभव होगा या किसी काल्पनिक FTL परिवहन से पहले विकसित होगा। नीचे के विचार अलग-अलग विकास चरणों में हैं। सौर पाल और प्रतिपदार्थ प्रणोदन प्रकाश से कम गति वाली यात्रा के विचार हैं; वार्प बबल काल्पनिक दिक्काल मॉडल हैं।

सौर पाल: ये बड़ी और अत्यंत पतली सतह पर पड़ने वाले फोटॉनों के संवेग का उपयोग करते हैं। इस प्रणोदन के लिए यान में रखा ईंधन या प्रणोदक खर्च नहीं होता। कुछ भावी योजनाओं में किलोमीटर चौड़ी, बेहद हल्की झिल्लियों पर विचार किया जाता है। धक्का विकिरण दाब से मिलता है, सौर पवन से नहीं।

भविष्य के सौर पाल की कलात्मक कल्पना।

सूर्य का प्रकाश पाल को संवेग देता है और यान को धीरे-धीरे तेज करता है। लंबी अंतरिक्ष यात्राओं में इससे प्रणोदक ले जाने की जरूरत घट सकती है। लेकिन यान को बिजली, नियंत्रण और दूसरे कार्यों के लिए अलग प्रणालियां फिर भी चाहिए।

सौर पालों का अंतरिक्ष में परीक्षण हो चुका है। भविष्य के अंतरतारकीय यानों के लिए शक्तिशाली बाहरी लेजर से धकेले जाने वाले प्रकाश पालों का भी अध्ययन हो रहा है। ये तरीके द्रव्यमान वाले यान को प्रकाश की गति से आगे नहीं पहुंचाते।

वार्प बबल: ये सामान्य सापेक्षता पर आधारित विकृत दिक्काल के गणितीय वर्णन हैं। अल्कुबिएरे मॉडल में यान के आसपास का क्षेत्र स्थानीय रूप से समतल रहता है, जबकि आगे का अंतरिक्ष सिकुड़ता और पीछे का फैलता है। प्रभावी प्रकाशातीत विस्थापन से किसी व्यावहारिक यंत्र का सिद्ध होना या कारण-कार्य संबंधों की समस्याओं का सुलझ जाना साबित नहीं होता।

एक काल्पनिक वार्प बबल में यान की कलात्मक कल्पना।

आवश्यक ऊर्जा वितरण बनाना और नियंत्रित करना अब भी मूलभूत समस्या है। कुछ क्वांटम प्रणालियों का ऋणात्मक ऊर्जा घनत्व केवल कोई अज्ञात रासायनिक पदार्थ नहीं है। इसे कार्यशील वार्प बबल के लिए आवश्यक मात्रा और ज्यामिति में व्यवस्थित करना सिद्ध नहीं हुआ है।

प्रतिपदार्थ प्रणोदन: पदार्थ और प्रतिपदार्थ के पारस्परिक विनाश, यानी एनिहिलेशन, में उनका द्रव्यमान ऊर्जा और कणों में बदलता है। एक काल्पनिक इंजन इस उच्च ऊर्जा घनत्व को नियंत्रित ढंग से धक्के में बदलेगा। इससे प्रकाश की गति का महत्वपूर्ण अंश मिल सकता है, लेकिन द्रव्यमान वाले यान द्वारा प्रकाश की सीमा पार नहीं की जा सकती।

काल्पनिक प्रतिपदार्थ इंजन की कलात्मक कल्पना।

इस तरीके से सौरमंडल के भीतर यात्रा का समय घट सकता है और संभवतः अंतरतारकीय यात्राएं आसान हो सकती हैं। लेकिन उपयोगी मात्रा में प्रतिपदार्थ बनाना, सुरक्षित रखना और संभालना अत्यंत कठिन तथा महंगा है।

ऐसा व्यावहारिक इंजन विकसित नहीं हुआ है जो पदार्थ–प्रतिपदार्थ विनाश की ऊर्जा को इन यात्राओं के लिए कुशलता से इस्तेमाल करे। प्रतिपदार्थ प्रणोदन तेज, लेकिन प्रकाश से धीमी अंतरिक्ष यात्रा का दीर्घकालीन शोध विचार है।

शीर्ष एरोस्पेस कंपनियां

अंतरिक्ष तकनीक के विकास में सार्वजनिक संस्थानों और निजी कंपनियों का सहयोग जरूरी है। नीचे क्षेत्र की कुछ कंपनियां दी गई हैं। उनका उल्लेख इस बात का प्रमाण नहीं है कि वे FTL विकसित कर रही हैं या इसमें सफल होंगी।

*तालिकाओं के आंकड़े 2023 के लेख के ऐतिहासिक स्नैपशॉट हैं, वर्तमान मूल्य या सत्यापित पूर्वानुमान नहीं। Boeing जैसा ऋणात्मक P/E लाभ-आधारित मूल्यांकन का सार्थक माप नहीं है।*

शेयर बाजार में सूचीबद्ध कंपनियां

1. Boeing Company

BA मूल्य चार्ट

Boeing एक प्रमुख विमानन और अंतरिक्ष कंपनी तथा यात्री विमानों, रक्षा, अंतरिक्ष और सुरक्षा प्रणालियों की निर्माता है। 2023 के लेख ने इसका बाजार पूंजीकरण लगभग 158 अरब अमेरिकी डॉलर बताया था। इसके उत्पादों और सेवाओं में नागरिक व सैन्य विमान, उपग्रह, हथियार, इलेक्ट्रॉनिक व रक्षा प्रणालियां, प्रक्षेपण प्रणालियां, सूचना व संचार प्रणालियां, तथा प्रदर्शन-आधारित रसद और प्रशिक्षण शामिल हैं।

2. Honeywell International Inc.

HON मूल्य चार्ट

Honeywell भी विमानन और अंतरिक्ष क्षेत्र में सक्रिय है। 2023 के लेख ने लगभग 135 अरब अमेरिकी डॉलर का बाजार पूंजीकरण बताया था। उस समय इसके पोर्टफोलियो में विमानन व अंतरिक्ष उत्पाद और सेवाएं, भवनों, घरों व उद्योग के लिए नियंत्रण तकनीकें तथा उच्च-प्रदर्शन सामग्री और तकनीकें थीं।

3. RTX Corporation

Raytheon Technologies का नाम जुलाई 2023 में RTX Corporation हो गया था। लेख ने लगभग 116 अरब अमेरिकी डॉलर का बाजार पूंजीकरण बताया था। समूह व्यावसायिक, सैन्य और सरकारी ग्राहकों को विमानन व रक्षा प्रणालियां देता है, जिनमें विमान इंजन, एवियोनिक्स, विमान संरचनाएं, साइबर सुरक्षा, मिसाइलें, वायु रक्षा और मानव रहित प्रणालियां शामिल हैं।

वे कंपनियां जो 2023 में शेयर बाजार में सूचीबद्ध नहीं थीं

SpaceX: एलोन मस्क की 2002 में स्थापित Space Exploration Technologies Corp. लेख के 2023 में प्रकाशित होने पर सूचीबद्ध नहीं थी। वर्तमान शेयर मूल्य विजेट (SPCX ) 2026 में हुई बाद की लिस्टिंग से जुड़ा है। कंपनी अंतरिक्ष परिवहन लागत घटाने और भविष्य के मंगल अभियानों का लक्ष्य रखती है। इसने Falcon 1, Falcon 9, Falcon Heavy और Dragon विकसित किए हैं; Crew Dragon अंतरिक्ष यात्रियों को ISS तक ले गया है। 2023 में यह भावी अंतरग्रहीय अभियानों के लिए Starship और उपग्रह इंटरनेट के लिए Starlink भी विकसित कर रही थी।

Blue Origin: जेफ बेजोस ने 2000 में कंपनी बनाई ताकि अंतरिक्ष अधिक सुलभ हो और भविष्य में लाखों लोग वहां रह व काम कर सकें। 2023 के संदर्भ में कंपनी ने उपकक्षीय अंतरिक्ष पर्यटन के लिए New Shepard विकसित किया था और कक्षा तक पहुंचने वाला New Glenn रॉकेट विकसित कर रही थी। Blue Moon चंद्र लैंडर भी उसकी योजनाओं में था।

अंतिम विचार

तेज संचार और अंतरिक्ष यात्रा के विचार मानव जिज्ञासा और महत्वाकांक्षा को दर्शाते हैं। वार्प बबल, हाइपरवेव संचार और प्रतिपदार्थ प्रणोदन अलग वैज्ञानिक प्रश्न उठाते हैं और तकनीकी परिपक्वता के एक ही स्तर पर नहीं हैं।

यदि FTL कभी भौतिक रूप से संभव सिद्ध हुआ तो उसके प्रभाव गहरे होंगे। फिलहाल यह काल्पनिक है। व्यावहारिक अंतरिक्ष अन्वेषण ज्ञात भौतिक नियमों की सीमाओं में काम करने वाली तकनीकों के सहारे आगे बढ़ता है।