انسان چقدر می‌تواند از زمین دور شود؟
انسان چقدر می‌تواند از زمین دور شود؟
مجله علمی ایلیاد - تا به امروز سه آمریکایی به نام‌های «جیمز لاول»، «فرد هایز» و «جان سویگرت» به دورترین فاصله از زمین پرواز کرده‌اند. آن‌ها طی ماموریت آپولو ۱۳ توانستند تا پشت ماه و فاصله‌ی ۴۰۰،۱۷۱ کیلومتری از زمین پرواز کنند. نور این فاصله را در ۱.۳۳۵ ثانیه طی می‌کند.
انسان‌ها این رویا را دارند که به ستاره‌های دیگر پرواز کنند و یا حداقل اکثر جاهای منظومه‌ی شمسی را بتوانند کاوش کنند. امکان‌پذیر بودن این رویا با چالش‌های جدی مواجه است، ولی پیشرفت‌های بشر به گونه‌ای است که هر روز توانایی رسیدن آن به فواصل دورتر بیشتر می‌شود.
اینکه بتوانیم به سیاره‌ای دیگر سفر کنیم کاملاً محتمل است، ولی سفر به یک ستاره‌ی دیگر را نمی‌توان به سادگی امکان‌پذیر دانست. سفر به انتهای کیهان را فقط طی داستان‌های علمی تخیلی می‌توان دید.
اگر بخواهیم منظومه‌ی شمسی را کاوش کنیم، تکنولوژی‌های متعددی برای آن در دسترس داریم. راکت‌های قدرتمندی هم اکنون مورد استفاده‌ی فضانوردان هستند و وسایل انتقال انسان به ماه و برگرداندن آن نیز به خوبی طراحی شده‌اند، ولی باید نگرانی‌های زیادی در این مورد پاسخ داده شوند. به‌عنوان مثال هر چقدر از زمین دورتر می‌شویم تشعشعات کیهانی نیز بیشتر می‌شوند. باید در نظر داشت که میدان مغناطیسی قدرتمند زمین ما را از اثرات زیان‌بار این تشعشعات محافظت می‌کند و سفر به اعماق کیهان مستلزم این است که راه حلی برای این مشکل پیدا شود. محققین در حال حاضر راه حل جالبی را برای این موضوع در حال آزمایش دارند. نوعی قارچ در چرنوبیل توانسته بود از اثرات پرتوهای رادیواکتیو جان سالم به در ببرد و شاید بتوان در آینده از آن به‌عنوان یک محافظ زیستی در سفرهای فضایی استفاده کرد.
برای سفر انسان به ستاره‌ای دیگر بهتر است از یک مثال استفاده کنیم. ستاره‌ی پروکسیما را به‌عنوان نزدیک‌ترین ستاره به خورشید در نظر بگیرید. اگر با سرعت نور حرکت کنید، می‌توانید در عرض بیش از چهار سال به پروکسیما برسید، ولی اگر سرعت سریع‌ترین کاوشگر ناسا را در نظر بگیرید برای این کار باید ۸،۴۰۰ سال وقت صرف کنید.
برنامه‌هایی وجود دارند که طی آن دانشمندان قصد دارند یک کاوشگر رباتی را به پروکسیما بفرستند. کاوشگرهای مینیاتوری می‌توانند طی چند دهه به پروکسیما برسند، ولی کاوشگرهای بزرگ‌تری که با سوخت هسته‌ای کار می‌کنند نیز طی چند قرن به آنجا می‌رسند. این کاوشگرها هیجان‌انگیز به نظر می‌رسند، ولی توانایی حمل انسان را ندارند و اگر می‌توانستند انسان با خود به فضا ببرند طول سفر آن‌ها به پروکسیما بیشتر از طول عمر انسان می‌شد. یکی از راه‌حل‌ها این است که یک نسل از انسان‌ها به این سفر فضایی فرستاده شوند و نوادگان آن‌ها به مقصد نهایی برسند که البته چرا باید کسی وجود داشته باشد که برای این سفر اقدام کند؟
آیا می‌توان سرعت سفرهای فضایی را افزایش داد؟
از نظر تئوریک می‌توان سرعت سفرهای فضای را با راکت‌های نسبیتی افزایش داد. این راکت‌ها به تعداد متعددی انسان اجازه می‌دهند تا به فواصل بسیار دوردست سفر کنند. درک نحوه‌ی عملکرد این راکت سخت نیست. باید راکتی داشته باشید که با شتاب ۹.۸۱ متر برمجذور ثانیه حرکت کند. از آنجا که این شتاب برابر با شتاب جاذبه‌ی زمین است، افرادی که در راکت هستند تصور می‌کنند بر روی سطح زمین ایستاده‌اند. چنین شتابی باعث می‌شود کاوشگر به سرعت نسبیتی برسد و در آنجا پدیده‌ی جالبی رخ بدهد؛ «انبساط زمانی».
اگر بتوانیم به سرعت نور نزدیک شویم، گذشت زمانی روی کاوشگر کند می‌شود. به این ترتیب سفر به پروکسیما حدود ۴.۳ سال طول می‌کشد، در صورتی که سرنشینان راکت نسبیتی آن‌را حدود ۳.۶ سال حس می‌کنند. با این راکت سفر به ستاره‌ی وگا با فاصله‌ی ۲۷ سال نوری از زمین توسط سرنشینان راکت حدود ۶.۶ سال حس می‌شود. هر چقدر سرعت حرکت به سرعت نور نزدیکتر شود، زمان نیز کندتر می‌گذرد.
سفر به لبه‌ی کیهان
اگر تجهیزات گفته شده در دسترس باشند، سفر به مرکز کهکشان راه‌شیری ۲۰ سال طول می‌کشد و سفر به کهکشان آندرومدا به‌عنوان نزدیک‌ترین کهکشان به کهکشان راه‌شیری تنها ۲۸ سال طول می‌کشد. البته قابل ذکر است که برای کسانی که روی زمین هستند، این سفر آخر حدود ۲ میلیون سال طول کشیده است.
با همه‌ی اینها آیا محدودیتی برای دور شدن انسان از زمین وجود دارد؟ باید گفت بله. کیهان در حال انبساط است و این انبساط هر روز پرشتاب‌تر می‌شود و فضای بین کهکشان‌ها عریض‌تر می‌شوند.
کهکشان‌هایی در آسمان وجود دارند که ما هیچ وقت به آنجا نمی‌رسیم، زیرا برای انجام این کار باید به سرعتی فراتر از سرعت نور دست یابیم تا بر شتاب انبساط کیهان غلبه کنیم. این مرز را افق کیهانی نیز می‌گویند.
با همه‌ی تجهیزاتی که بشر دارد چرا سفر به افق کیهان غیرممکن است؟ پاسخ به سوخت راکت مورد استفاده ارتباط دارد. برای حفظ شتاب راکت در این سطوح نیاز به حجم سوخت خیلی بالایی است. حتی اگر واکنش‌هایی کاملاً پربازده برای این کار طراحی شده باشد، باید برای این سفر به اندازه‌ی یک سیاره با خود سوخت حمل کنید.