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जो वैज्ञानिक ताना ड्राइव पर हार नहीं मानेंगे

Apr 30, 2020. 19 comments

हम में से अधिकांश के लिए, ब्रह्मांडीय गति सीमा से तेज यात्रा - प्रकाश की गति - एक विज्ञान-कल्पना कल्पना है जो आधुनिक भौतिकी की बहुत नींव को तोड़ती है। लेकिन हंट्सविले में अलबामा विश्वविद्यालय में जोसेफ एग्न्यू नाम के एक इंजीनियरिंग अंडरग्रेजुएट की नजर में, यह एक अध्ययन के योग्य सिद्धांत है।

यह विचार सबसे पहले हाई स्कूल में अग्निव के पास आया, जब वह Star Trek में देखे गए ताना ड्राइव के प्रति आसक्त हो गए । उन्होंने कहा, "मैंने कुछ प्रौद्योगिकी के बारे में सोचा है," उन्होंने कहा, "और आश्चर्य है कि वैज्ञानिक समर्थन क्या हो सकता है।"

Agnew काल्पनिक आंखों के साथ सिर्फ एक और ट्रेकी नहीं है। सितंबर 2019 में, उन्होंने एक एयरोस्पेस इंजीनियरिंग सम्मेलन में इस विषय पर एक बात प्रस्तुत की । रिपोर्ट एग्न्यू के दर्शकों वर्णित के रूप में "केवल खड़े कक्ष," और घटना को आकर्षित किया एक महान सौदा मीडिया का ध्यान की

यह उल्लेखनीय लग सकता है कि विज्ञान कथा के एक टुकड़े ने एक शैक्षिक सम्मेलन में खुद को पाया है, लेकिन अज्ञेय अपने हित में अकेले दूर हैं। वह दर्जनों इंजीनियरों और सैद्धांतिक भौतिकविदों में से एक बनने की उम्मीद करते हैं जो दो दशकों से अधिक समय से ताना ड्राइव का अध्ययन कर रहे हैं। लेकिन एग्न्यू के विपरीत, अधिकांश वैज्ञानिक ताना ड्राइव को एक विचार प्रयोग से थोड़ा अधिक देखते हैं, हालांकि एक जो अभी भी हमें बहुत कुछ सिखा सकता है।

"यह तकनीकी रूप से ध्वनि है, लेकिन ऐसे मुद्दे हैं जो लगभग हर स्तर पर सामने आए हैं।"

लिस्बन विश्वविद्यालय के इंस्टीट्यूटो सुपीरियर Tchnchnico के गणितज्ञ और सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जोस नटियारो कहते हैं, "यह अभी भी एक उच्च सट्टा विचार के रूप में माना जाता है जो सामान्य सापेक्षता के बारे में कुछ बिंदुओं को स्पष्ट करने के लिए दिलचस्प है, लेकिन पूरी तरह से अव्यावहारिक है।"

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बायलर यूनिवर्सिटी के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी गेराल्ड क्लीवर कहते हैं, "यह तकनीकी रूप से ध्वनि है," लेकिन ऐसे मुद्दे हैं जो लगभग हर स्तर पर सामने आए हैं। "

ताना ड्राइव अध्ययन का क्षेत्र 30 वर्ष से कम है। 1994 में, वेल्स में कार्डिफ विश्वविद्यालय में डॉक्टरेट के छात्र, मिगुएल अलक्यूबियर नामक एक भौतिक विज्ञानी ने कुछ उल्लेखनीय प्रस्ताव दिया: प्रकाश की गति की तुलना में तेजी से यात्रा करने का एक तरीका - एक बाहरी पर्यवेक्षक की आँखों में - भौतिकी के नियमों की धज्जियां उड़ाए बिना।

अलक्यूबियर के ताना ड्राइव सिद्धांत प्रकाश की तुलना में कुछ भी तेजी से धक्का देकर काम नहीं करता है। इसके बजाय, उसका ताना ड्राइव एक बुलबुला बनाता है जो शाब्दिक रूप से अंतरिक्ष को युद्ध करता है: इसे सामने से संकुचित करना और इसे पीछे खींचना। यदि आप इस तरह के बुलबुले के अंदर यात्रा कर रहे एक अंतरिक्ष यान में थे, तो आप अभी भी प्रकाश की गति से आगे बढ़ रहे होंगे, लेकिन आप अनिवार्य रूप से उन दूरी से यात्रा कर रहे होंगे जिन्हें कम निचोड़ा गया है, जैसे कि आप एक लहर के शिखर से गुजर रहे थे अंतरिक्ष समय।

अलकुबेर्रे ने अपने मूल पत्र में लिखा है, 'स्पेसटाइम के ऐसे स्थानीय विरूपण पर आधारित एक प्रणोदन तंत्र सिर्फ विज्ञान कथाओं के' ताना ड्राइव 'के परिचित नाम को बताता है। स्वाभाविक रूप से, भौतिकविदों और आम जनता दोनों के बीच, इस नाम को पकड़ लिया गया।

"यह अभी भी ठीक से एक अत्यधिक सट्टा विचार के रूप में माना जाता है जो सामान्य सापेक्षता के बारे में कुछ बिंदुओं को स्पष्ट करने के लिए दिलचस्प है, लेकिन यह अव्यावहारिक है।"

लेकिन काम करने के लिए अलक्यूबिएरे की गणितीय दृष्टि के लिए, विकृत स्थान में नकारात्मक ऊर्जा होगी - दूसरे शब्दों में, शून्य ऊर्जा से कम जो एक पूर्ण निर्वात में मौजूद है। जैसा कि विचित्र लगता है, यह शारीरिक रूप से असंभव नहीं है। उस नकारात्मक ऊर्जा को प्राप्त करने के लिए, अलक्यूबिएर का ताना ड्राइव सिद्धांत यह कहता है कि भौतिक विज्ञानी "बाहरी पदार्थ" को एक प्रकार कहते हैं - जिसमें नकारात्मक द्रव्यमान होता है।

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यदि आप पृथ्वी पर इसका सामना करते हैं, तो नकारात्मक-द्रव्यमान वाला विदेशी मामला बहुत अजीब होगा। दोनों गणितीय और शाब्दिक रूप से, यह आपके जीवन के हर पल के साथ बातचीत करने वाले सकारात्मक-द्रव्यमान के विपरीत ध्रुवीय के रूप में कार्य करेगा। उदाहरण के लिए, यदि आप नकारात्मक-द्रव्यमान वाले विदेशी पदार्थ की एक गेंद को दूर फेंकने की कोशिश करते हैं, तो यह वास्तव में आपकी ओर आएगा - और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण को, उस गेंद को जमीन पर बांधने के बजाय, इसे अंतरिक्ष में धकेल देगा।

अभी के लिए, नकारात्मक-द्रव्यमान वाला विदेशी मामला परिकल्पना के दायरे में रहता है, लेकिन यह अज्ञेय को निराश नहीं करता है। "कुछ सिद्धांत हैं जो इंगित करते हैं कि विदेशी मामला मौजूद हो सकता है," वे कहते हैं।

स्पेन के ग्रेनेडा में अंडालूसी इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स के एक गुरुत्वाकर्षण शोधकर्ता कार्लोस बार्सेलो सहमत हैं। "यह सिर्फ काल्पनिक है कि विदेशी मामला मौजूद है, लेकिन सैद्धांतिक परिस्थितियां हैं जो इस संभावना की ओर इशारा करती हैं कि इसका निर्माण किया जा सकता है।"

अज्ञेय ने कासिमिर प्रभाव नामक कुछ का हवाला दिया। एक वैक्यूम में धातु की दो तटस्थ शीट्स की कल्पना करें, लगभग अलग-अलग स्पर्श नहीं - नैनोमीटर। वे फोटॉनों जिनके तरंगदैर्ध्य अंतराल में फिट नहीं होते हैं, वे वैक्यूम की ऊर्जा को कम करते हैं; वास्तव में, उस अंतराल में वास्तव में नकारात्मक ऊर्जा होती है। अग्निव ने यह नहीं बताया कि कैसे कासिमिर प्रभाव का उपयोग विदेशी मामले को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन उनका कहना है कि यह "इन अज्ञात बलों में से कुछ का संभावित संकेतक है।"

किसी भी घटना में, अलक्यूबियर के मूल पेपर ने कहा कि, सिर्फ 100 मीटर की दूरी पर एक ताना बुलबुले की नकारात्मक ऊर्जा का समर्थन करने के लिए, आपको पूरे ब्रह्मांड के द्रव्यमान से अधिक विदेशी पदार्थ की आवश्यकता होगी। बाद में गणनाओं ने उस संख्या को केवल बृहस्पति के द्रव्यमान तक सीमित कर दिया, लेकिन यह अभी भी किसी ऐसी चीज़ की एक चौंका देने वाली मात्रा है जिसे किसी ने भी नहीं देखा है - कम से कम, हमारे ज्ञान के लिए नहीं।

बहरहाल, सैद्धांतिक भौतिकविदों के लिए, अलक्यूबियर के कागज अंधेरे में दीपक की तरह बन गए। तब से लेकर अब तक की तिमाही में, कई गणितज्ञों, इंजीनियरों, और भौतिकविदों ने उसके सिद्धांत के इर्द-गिर्द मंडराते हुए, उसे अलग-थलग कर दिया और फिर उसे एक साथ जोड़ दिया।

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ऐसे ही एक भौतिक विज्ञानी जोस नटेरियो थे। वे कहते हैं, '' ऑल्युबिएरे] के विकल्पों में बहुत बड़ी मनमानी थी। "मैं देखना चाहता था कि क्या बेहतर विकल्प थे।"

फिर, 2001 में, नटियारो ने दिखाया कि अलकुबेर्रे का ताना ड्राइव केवल एक संभव ताना ड्राइव था - और यह कि अलक्यूबिएरे की स्ट्रेचिंग और निचोड़ने की जगह वास्तव में आवश्यक नहीं थी। उन्होंने एक विकल्प तैयार किया: एक ताना बुलबुला जो अंतरिक्ष के माध्यम से आगे बढ़ता है, जैसा कि वह कहता है, "बहुत मछली पानी के माध्यम से स्लाइड करती है बिना इसे संपीड़ित या विस्तार किए बिना।"

लेकिन नेतरियो का ताना-बाना नकारात्मक-द्रव्यमान विदेशी मामले पर अलक्यूबियर की निर्भरता को खत्म करने में विफल रहा। इसके अलावा, उनके ताना ड्राइव को अन्य बाधाओं का सामना करना पड़ा जिसने अलक्यूबिएरे और उनकी ड्राइव दोनों को वास्तविकता बनने से रोक दिया।

एक मुद्दा यह है कि एक ताना बुलबुले के सामने से बाहर निकलने वाले फोटॉन, जहां जगह संकुचित होती है, नीले रंग के होते हैं; वे कम तरंग दैर्ध्य है। इसका मतलब है कि फोटॉन ऊर्जा प्राप्त करते हैं, लेकिन ऊर्जा के संरक्षण को बनाए रखने के लिए, वे इसे ऐसे स्थान से छीन लेंगे, जिसमें पहले से ही नकारात्मक ऊर्जा है, जो पूरे बुलबुले को अस्थिर कर रहा है।

"मेरे पेपर में," नेतरियो कहते हैं, "मैं साबित करता हूं कि यह समस्या सभी ताना ड्राइव के लिए होती है।"

"जब तक कोई उन अस्थिरताओं को दूर करने का एक तरीका नहीं ढूंढता है," बार्सेलो कहते हैं, "ताना ड्राइव बहुत कम समय में नष्ट हो जाएगा।"

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नेतरियो ने एक और मुद्दे पर प्रकाश डाला। यहां तक ​​कि अगर आपने सफलतापूर्वक नकारात्मक ऊर्जा के साथ एक ताना बुलबुला बनाया है, तो इसे अंतरिक्ष में आगे बढ़ने का कोई ज्ञात तरीका नहीं है, उसी तरह जिस तरह से आप सुपरसोनिक हवाई जहाज आने से पहले नहीं सुन सकते हैं। "आप अंतरिक्ष को विकृत करने के लिए नहीं कह सकते ताकि ताना बुलबुला आगे बढ़ सके," वे कहते हैं।

उन मुद्दों पर ताना ड्राइव यात्रा करते हैं, जैसा कि हम इसकी कल्पना करते हैं, पूरी तरह से अव्यावहारिक। एक इंजीनियरिंग छात्र, एग्न्यू को लगता है कि ये बाधाएं अचूक हैं और एक ताना ड्राइव पहुंच के भीतर है। "मुझे विश्वास है कि वहाँ का पता लगाने के लिए और अधिक है," वे कहते हैं। "वहाँ निश्चित रूप से उम्मीद होने का कारण है!"

सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी काफी सहमत नहीं हैं।

आज एक ताना ड्राइव बनाना, क्लीवर कहते हैं, "ईमानदार होना असंभव है।"

"आप अंतरिक्ष को विकृत करने के लिए नहीं कह सकते ताकि ताना बुलबुला आगे बढ़ सके।"

नैरिएप कहते हैं, "वर्तमान तकनीक के साथ नहीं और संभवतः भविष्य की किसी भी तकनीक के साथ नहीं।"

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"संभावना बहुत कम है कि इस तरह के एक विन्यास का निर्माण कभी होने वाला है," बार्सेलो कहते हैं।

अलकुएरे खुद कहते हैं, "मुझे नहीं लगता कि यह तब तक संभव है जब तक कि हम भविष्य में मूलभूत भौतिकी के बारे में कुछ नया न खोज लें।" अब मेक्सिको के नेशनल ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी में न्यूक्लियर साइंसेज इंस्टीट्यूट के निदेशक, अलकुबेर्रे ने 1994 में उस पहले पेपर के बाद से ताना ड्राइव पर कोई काम नहीं किया है।

जोसेफ अग्निव का मानना ​​है कि भौतिकविदों के ताना-बाना देखने के तरीके को बदलने के लिए यह कुछ प्रयोगात्मक, "कुछ मात्रात्मक, अनुसंधान में भौतिक रूप से प्रतिनिधि प्रगति" को ले जाएगा।

उदाहरण के लिए, नासा के इंजीनियरों ने ऐसे प्रयोगों का प्रस्ताव किया है जो लेज़रों के साथ अंतरिक्ष के युद्ध को मापेंगे, लेकिन अभी तक, कोई भी प्रयोग उपयोगी साबित नहीं हुआ है और क्लीवर ने तर्क दिया है कि ऐसे प्रयोग त्रुटिपूर्ण हैं।

फिर भी, भले ही ताना ड्राइव इंजीनियरों की पहुंच से परे है, इसका मतलब यह नहीं है कि वे एक ब्रह्मांडीय मृत-अंत हैं। सैद्धांतिक ताना ड्राइव का अध्ययन करने में, भौतिकविदों ने सापेक्षता के बारे में और ब्रह्मांड विषम परिस्थितियों में कैसे काम करता है, इसके बारे में बहुत कुछ सीखने में सक्षम किया है।

बार्सेलो कहते हैं, "मुझे हमेशा से दिलचस्पी रही है" कि प्रकाश की गति को पार क्यों नहीं किया जा सकता है। उसके लिए, ताना ड्राइव का अध्ययन भौतिकी के क्षितिज की खोज का एक तरीका है, जहां ब्रह्मांडीय गति सीमा टूटने लगती है।

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इसके अतिरिक्त, क्लीवर का कहना है कि "अंतरिक्ष-समय में विभिन्न स्थानों को जोड़ने वाली" सैद्धांतिक ड्राइव "और वर्महोल," सैद्धांतिक "सुरंग" के बीच बहुत सारे कनेक्शन हैं। अलक्यूबियर के ताना ड्राइव की तरह, वर्महोल प्रकाश की गति की तुलना में बड़ी दूरी तक तेजी से आगे बढ़ने का रास्ता दे सकता है। इसके अलावा, कुछ वर्महोल सिद्धांत खुले रहने के लिए नकारात्मक ऊर्जा पर निर्भर करते हैं। उन लिंक का एक बड़ा हिस्सा क्यों क्लीवर ताना ड्राइव "एक बहुत ही दिलचस्प विचार है।"

और यहां तक ​​कि अगर ताना ड्राइव कभी भी एक सोचा प्रयोग से ज्यादा कुछ नहीं बन जाता है, तो कई ताना ड्राइव भौतिकविदों ने एग्नेव के उसी कुएं से प्रेरणा लेते हैं।

जैसा कि क्लीवर कहते हैं, "मुझे लगता है कि हम सभी Star Trek प्रशंसक हैं।"


Rahul Raois a science writer and Doctor Who fan.

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