رحلة عالم الفيزياء الفلكية الإسرائيلي إلى بروكسيما سنتوري

يقول البروفيسور آفي ليب من جامعة هارفارد في مقابلة مع موقع هيدان أنه يجب على المرء أن يستثمر في مشاريع محفوفة بالمخاطر في العلوم مثل صندوق رأس المال الاستثماري الذي يستثمر في مشاريع محفوفة بالمخاطر، إذا نجحوا فسوف يعيدون الاستثمار عدة مرات

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

تم اكتشاف كوكب أرضي حول بروكسيما سنتوري، أقرب نجم إلى النظام الشمسي

هل توجد حياة على الكوكب الأقرب بروكسيما سنتوري ب؟

ستيفن هوكينج ومارك زوكربيرج يهدفان إلى النجوم

يسلط الضوء على النظام النجمي الثلاثي ألفا (أ وب) وبروكسيما سنتوري، أول نجمين منهما يشبهان الشمس والثالث قزم أحمر، لاحتوائهما على النجم الأكثر شبها بالأرض، وهو بروكسيما ب، الذي اكتشفه الباحثون حسبما أفاد المرصد الأوروبي الجنوبي هذا الأسبوع في مجلة نيتشر.
وقال البروفيسور آفي ليب، الباحث الإسرائيلي في جامعة هارفارد ومعهد هارفارد سميثسونيان، في الأيام الأخيرة، إنه إذا تبين أن الكوكب الجديد، أو أي كوكب آخر في نظام بروكسيما سنتوري مناسب للحياة، فهناك احتمال أن يمكن أن تكون بمثابة موطن للبشرية عندما تكون الأرض معادية للحياة. وسيكون من المفيد القيام بذلك حتى لو استغرق العلم أجيالاً.
قد يواجه البشر صعوبة في الوصول إلى هناك بسرعة، ولكن لا يوجد سبب يمنع جمع المعلومات من هناك ونقلها إلى الأرض في فترة زمنية معقولة. وهذا ما يتعامل معه البروفيسور ليب، الذي يعمل كمستشار علمي لمشروع Breakthrough Starshot، الذي يريد إرسال أسطول من المركبات الفضائية الصغيرة إلى هذا النظام لتصوير ودراسة النظام.

وحتى لو كانت جارة، فإن الرحلة إلى هناك مع التكنولوجيا الموجودة اليوم ستتطلب عشرات الآلاف من السنين. هناك من يرغب في رؤيته في حياته. اسم هذا الرجل هو يوري ميلنر، الذي أعلن في يوليو 2015، منذ حوالي عام، عن مبادرات الاختراق - وهو برنامج علمي للبحث في السؤال الأساسي للحياة في الكون. وأعلن عن المبادرة في مؤتمر للجمعية الملكية البريطانية في لندن بحضور ستيفن هوكينج ومارتن ريس وفرانك دريك (مطور الصيغة الشهيرة لتقدير عدد الكواكب الحاملة للحياة في الفضاء) وجيف مارسي و فان درويين، أرملة كارل ساجان.

تتكون المبادرة من مبادرتين فرعيتين: الأولى هي Breakthrough الاستماع - لزيادة الاستماع للكشف عن الإشارات القادمة من كائنات فضائية ذكية، والأخرى - والتي يديرها بيت واردن، المدير السابق لمركز أميس التابع لناسا في كاليفورنيا - إطلاق Breakthrough Starshot. مركبة فضائية صغيرة إلى نظام ألفا سنتوري للتحقيق فيه وما إذا كان هناك أي كواكب حوله (كما تم اكتشافه الآن، بعد عام من بدء المشروع) أيضًا لتصويرها.
وقد ألقى ووردن مؤخراً محاضرة حول هذا الموضوع ضمن فعاليات جامعة الفضاء التي أقيمت في التخنيون (مقال عنها قريباً)، وهو الذي عين المدير العلمي للمشروع البروفيسور آفي ليب من جامعة هارفارد.
تجدر الإشارة إلى أن المقابلة مع البروفيسور ليب تمت أيضًا قبل الاكتشاف الحالي. بدأ ليب حياته المهنية كجزء من مشروع Talfiot حيث خدم في MMG في ناحال سوريك، حيث اقترح مع مجرب يدعى تسفي كابلان، رئيس MMG لاحقًا ثم مديرًا لوكالة الفضاء الإسرائيلية، مشروعًا للدفع الكهرومغناطيسي إلى الفضاء. تسريع الجماهير إلى سرعات عالية.
"أردت حقًا الانخراط في البحث بدلاً من الهندسة أو الإشراف على العمل التكنولوجي، وهو ما تم قبوله. عندما وصلت إلى ناحال سوريك، شاركت إسرائيل في تطوير فيلم "حرب النجوم". لقد تلقينا مبلغًا كبيرًا من الولايات المتحدة الأمريكية وأنشأنا قسمًا جديدًا في MMG حيث كنت مسؤولاً عن الجانب النظري وكابلان عن الجانب التكنولوجي."

"بما أن المشروع كان مشتركاً، كنا نزور واشنطن كل بضعة أشهر، وفي أحد المؤتمرات التي عرضنا فيها أعمالنا، اقترح عليّ أحدهم أن أزور معهد الدراسات المتقدمة في برينستون حيث عمل أينشتاين في نهاية أيامه وعرض عليّ موقف هناك بدلا من ذلك إذا تحولت إلى الفيزياء الفلكية. ثم بقي لي عام لإنهاء التزام الثماني سنوات (ثلاث سنوات من الخدمة الإلزامية ثم العمل في MMG)."

وفي النهاية، استقر ليب في جامعة هارفارد ومعهد هارفارد سميثسونيان، ووصل إلى مناصب أكاديمية عليا.

"Starshot هو إغلاق دائرة لأنني بدأت بمشروع عملي كان ناجحاً ومن ثم قمت بالبحث في مجال علم الفلك والآن المشروع الجديد يجمع بين المجالين المعرفيين اللذين تعاملت معهما".

بدأت القصة منذ حوالي عام عندما أنهى يوري ميلنر وبيت ووردن - رئيس مركز أميس التابع لناسا في كاليفورنيا، منصبه وقام ميلنر بتعيينه في هذا المنصب. لقد جاء كلاهما إلى مكتبي في هارفارد في شهر مايو قبل عام تقريبًا لإقناعي بالانضمام إلى Frutech. كان لديهم عدد من المشاريع التي كانوا يفكرون فيها، وأخيراً في يوليو من ذلك العام أعلنا عن مشروع البحث عن الإشارات الفضائية. قبل أن نعلن عن مشروع Breakthrough Starshot، أردت إجراء تقييم للجدوى. وكانت الفكرة هي إطلاق مركبة فضائية هناك من شأنها أن تمس الكوكب المجاور في حياتنا. نظرًا لأن المسافة إلى Alpha Centauri هي 4.4 سنة ضوئية، فسيستغرق الوصول إلى هناك خمس سرعة الضوء خلال 20 عامًا.
قمت بتجنيد 12 شخصًا من حولي وقمنا لمدة ستة أشهر باختبار جميع الأفكار المقترحة في الأدبيات واختبرنا أيضًا أفكارًا جديدة وتوصلنا إلى نتيجة مفادها أن أفضل طريقة للوصول إلى هذه السرعات هي الدفع بإشعاع قوي لشراع متصل إلى هاتف يحتوي على كاميرا ومكونات اتصال. "
"إن القدرة على تصغير الإلكترونيات اليوم تجعل من الممكن بناء مثل هذه السفن الفضائية الصغيرة، وهو أمر لم يكن من الممكن حتى أن نحلم به قبل عشر سنوات، ومع ذلك، لم يتم استخدامه بعد في الفضاء. والفكرة هي تصغير النظام إلى مقياس الجرام. يزن جهاز iPhone بدون الغلاف الذي يحميه حوالي جرام. من الممكن تصغير النظام الإلكتروني بأكمله إلى هذا الحجم، بما في ذلك الكاميرات ومكونات الاتصالات وكل ما هو مطلوب لإرسال مثل هذه المركبة الفضائية إلى الفضاء، بينما في الماضي كانت جميع الأنظمة المرسلة إلى الفضاء تزن أكثر بكثير - من حيث الحجم.

"لقد تم فحص إمكانية بناء سفن فضائية بين النجوم في الماضي، ولكن تبين أنه من أجل تنفيذها، هناك حاجة إلى محرك الاندماج النووي، وهي التكنولوجيا التي لم يتم إثباتها حتى الآن حتى في المختبر. ونظرًا لأن نظام الدفع مكون ثقيل جدًا في المركبة الفضائية، فمن أجل الوصول إلى سرعة 20% من سرعة الضوء، من الضروري ترك الوقود خلفه".
"إذا دفعت الشراع بمساعدة الضوء، يمكنك الوصول إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء ويبقى نظام الطاقة على الأرض. ليزر قوي، وهنا أيضًا حدث تطور تكنولوجي: يمكن استخدام أشعة ليزر صغيرة متصلة بنظام قوي - العديد من أجهزة الليزر التي توجه أشعةها. هذه تقنية تم تطويرها للأنظمة القتالية، وقد تم عرضها مؤخرًا".
"في نهاية ديسمبر 2015، مكثت مع زوجتي في مزارع الماعز في النقب (المزارع المناسبة) بالقرب من سدي بوكر. اتصل بي آمر السجن وطلب سماع تقرير في غضون عشرة أيام. وافقت وأردت تقديم عرض تقديمي، ولكن عندما وصلنا إلى المزرعة، اتضح أن المكتب الوحيد الموجود هناك هو الذي لديه اتصال بالإنترنت. في السادسة صباحًا جلست وظهري إلى المكتب ونظرت إلى الماعز وكتبت العرض التقديمي ليوري ميلنر".
"بعد عشرة أيام قدمت العرض التقديمي في منزل ميلنر في كاليفورنيا لمجموعة من الأشخاص كان من بينهم علماء فلك متحمسون للفكرة. بعد ذلك، جرت مناقشات لعدة أشهر وطرح ميلنر أسئلة صعبة ودرس المخاطر بطريقة واقعية".

"حتى وافق في النهاية على ضرورة الإعلان عن المشروع علنًا، ثم في 12 أبريل - ليلة يوري، التي سميت باسم يوري جاجارين، والذي سمي ميلنر أيضًا باسمه لأنه ولد بعد أشهر قليلة من إطلاق جاجارين، رؤساء المشروع وصل المشروع ومن بينهم ميلنر وهوكينج، ومعهم بث مباشر للإعلان على سطح برج مركز التجارة العالمي. האירוע שודר בחמישים תחנות טלוויזיה, והגיע אליו גם פריימן דייסון, הפיזיקאי שהציע בשנות החמישים לפוצץ פיצוצים גרעיניים קטנים מאחורי החללית הגדולה, כדי להאיץ את מהירותה ובמה שנקרא אז פרויקט אוריון (להבדיל מהפרויקט הנוכחי בשם זה, המשמש לחללית המאויישת הבאה של נאס”א א. ب).

طريقة التنظيم - هناك بيت واردن المدير العام، وأنا مسؤول عن لجنة استشارية وهي اللجنة
في هذه المرحلة، أنا رئيس قسم علم الفلك في جامعة هارفارد وأيضًا رئيس معهد النظريات والحوسبة، وأدير أيضًا معهد هوكينج لأبحاث الثقب الأسود، وSTARSHOT هي القبعة الرابعة. لا أعتقد أنني سأتخلى عن ستارشوت وإدارة المعاهد الأخرى، ولكن قد أتخلى عن سلطة القسم.

هل يمكن إبطاء سفن الفضاء عندما تصل إلى Alpha Centauri؟

"من المستحيل إيقافهم أو إبطاء سرعتهم، والطريقة الوحيدة لإيقافهم هي تثبيت نظام ليزر مماثل في النظام المستهدف، وهو أمر غير قابل للتطبيق بوضوح. إنها في الواقع مقذوف يتحرك بسرعة ثابتة وسيستمر في التحرك إلى الأبد. إلا أن سعر المكونات التي سيتم إرسالها إلى الفضاء منخفض للغاية، حيث يصل إلى عشرات أو مئات الدولارات للوحدة الواحدة، لذا من الممكن إرسال الكثير منها. التكلفة الرئيسية هي بناء نظام الليزر للإطلاق، والذي يمكن أن يصل إلى 10 مليارات دولار، وهو بالفعل بحجم ساران أو تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
"ولكن بمجرد بناء النظام نفسه، يكون الإطلاق رخيصًا للغاية ومن ثم يصبح من الممكن إرسال مركبة فضائية كل يوم عندما تتجه منطقة الإطلاق نحو نظام Alpha Centauri. يمكن تركيب الأجهزة في كل سفينة فضاء والتي سيتم استخدامها لأغراض مختلفة. ومن الممكن أيضًا إرسال مركبات فضائية في جميع أنحاء النظام الشمسي نفسه، على سبيل المثال مركبة فضائية ستصطدم بالأجسام الموجودة في النظام الشمسي وترسل صورًا قريبة، مركبة فضائية ستمر عبر نفاثات الغاز في إنسيلادوس مما سيسمح لنا بمعرفة تكوين المحيط تحت الأرض وما إذا كانت هناك حياة عليه. وبما أنهم يتحركون بسرعة خمس سرعة الضوء، فإن الوقت الذي سيستغرقونه للوصول إلى بلوتو، على سبيل المثال، هو ثلاثة أيام بدلاً من تسع سنوات ونصف التي استغرقتها نيوهورايزنز. إذا كان الكوكب التاسع موجودًا فقد يكون هدفًا آخر."
وبالطبع من الممكن أيضًا الذهاب لمسافة أبعد تصل إلى 550 وحدة فلكية واستخدام الشمس كعدسة جاذبية. سيكون من الممكن وضع مقذوف على المريخ مشابه لذلك الموجود على الأرض وسيتمكن المستعمرون هناك من إرسال الطرود التي ستصل إلى الأرض في غضون يوم واحد.

كيف يمكن لمركبة فضائية صغيرة كهذه أن تنتقل من مسافة أربع سنوات ضوئية إلى الأرض؟
والفكرة هي استخدام جهاز إرسال الليزر. يعد الاتصال باستخدام الليزر مجالًا بحثيًا جديدًا إلى حد ما وله مستقبل واعد. والفكرة هي تركيب ليزر بقوة 1 واط على المركبة الفضائية. لقد تحققنا من الأرقام - إذا قمت ببناء نظام كبير بما يكفي لاستقبال الإشارات على الأرض، فسيكون من الممكن التواصل مع المركبة الفضائية واستقبال الصور أو البيانات الأخرى منها.
قمنا بتجميع قائمة بحوالي عشرين خطرًا وفي السنوات الأولى للمشروع سنقوم باختبار البرمجة واختبار كل من هذه المخاطر، لنرى كيفية حل التحدي الذي ينطوي على هذا الخطر. أحد أهم المخاطر هو التواصل.
وخصص ميلنر مائة مليون دولار للمشروع في السنوات الأولى لاختبار البرمجة، وإذا بدا الأمر ممكنا، فسوف يحاول جمع بقية الأموال لبناء نظام أكبر. المخاطرة الشخصية التي أقوم بها ليست كبيرة، رغم أنه مشروع في حدود 30-20 سنة سيشغلني لفترة طويلة لكنه لن يمنعني من إجراء بحث علمي في نفس الوقت.

"في محاضرة ألقاها في مؤتمر جائزة الاختراق في شهر مايو من هذا العام، أوضحت أنه يجب على العلماء الشباب تنويع استثماراتهم في الأبحاث. أن يكون لديك محفظة استثمارية متنوعة بما فيه الكفاية تحتوي على مخاطر مماثلة لصندوق رأس المال الاستثماري، وأن تستثمر 20% من الأبحاث في الأبحاث عالية المخاطر، وثلث الوقت في الأشياء الآمنة. ويمكن استثمار بقية الوقت في مشاريع ذات درجات مختلفة من المخاطر. المشكلة التي أراها في الوقت الحالي هي أن معظم الشباب يستثمرون في أشياء آمنة لأن أولئك الذين يقومون بالأبحاث على المسار التقليدي يتلقون التشجيع من التيار الرئيسي. لقد قمت دائمًا بالمخاطرة في مسيرتي المهنية، واستنتاجي هو أنه من الصعب تحقيق اكتشافات واختراقات غير عادية إذا لم تخاطر. تماما كما هو الحال في الأعمال التجارية."