فرازمینی‌ها از سیاهچاله به عنوان رایانه کوانتومی استفاده می‌کنند؟

520

برخی پژوهشگران معتقدند فرازمینی‌های پیشرفته استفاده از رایانه‌های قدیمی را کنار گذاشته‌اند و اکنون از سیاهچاله‌ها برای رایانش کوانتومی استفاده می‌کنند. به عقیده آن‌ها، این فرضیه از دیدگاه رایانشی منطقی است و می‌تواند توجیهی برای نبود فعالیت ظاهری فرازمینی‌ها باشد.

رایانه کوانتومی ماشینی است که از پدیده‌ها و قوانین مکانیک کوانتوم برای رایانش استفاده می‌کند. از مزایای رایانش کوانتومی می‌توان قابلیت پردازش اطلاعات با سرعتی بسیار بیشتر از رایانش دیجیتالی و ایمنی در برابر رمزگشایی را نام برد.

محققان این پژوهش می‌گویند با توجه به‌ سرعت پیشرفت کنونی رایانش کوانتومی، منطقی است که فرض کنیم تمدنی پیشرفته می‌تواند این فناوری را در مقیاسی بزرگ‌تر تطبیق دهد. به باور پژوهشگران، صرف‌‌نظر از اینکه یک تمدن چقدر پیشرفته باشد یا ترکیب ذره‌ها و شیمی آن چه تفاوتی با ما داشته باشد، در قوانین فیزیک کوانتوم و گرانش با آن‌ها اشتراک داریم. بر اساس این قوانین می‌توان سیاهچاله ها را بهینه‌ترین ذخیره‌ساز‌های اطلاعات کوانتومی در نظر گرفت.

بر اساس پژوهش‌ها، احتمالا دستگاه‌هایی وجود دارند که بر اثر برهم‌کنش‌های غیرگرانشی ایجاد شده‌اند و ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات را اشباع می‌کنند. به این دستگاه‌ها اشباع‌کننده (Saturon) هم گفته می‌شود. با این‌ حال سیاهچاله‌ها قهرمان‌های آشکار این فرضیه هستند؛،به‌ طوری‌ که هر هوش فرازمینی اگر به‌ اندازه‌ کافی پیشرفته باشد، می‌تواند از آن‌ها برای ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات بهره بگیرد.

سیاهچاله منبع انرژی فرازمینی‌ها

این فرضیه مبتنی بر پژوهش راجر پنروز (Roger Penrose)، برنده‌ جایزه‌ نوبل است. به باور او می‌توان انرژی نامحدودی را از ارگوسفر (Ergosphere) سیاهچاله برداشت کرد. این فضا درست خارج از افق رویداد قرار دارد و مواد ورودی به سیاهچاله در این منطقه دیسکی را تشکیل می‌دهند که تا نزدیک به سرعت نور شتاب می‌گیرد و مقدار قابل توجهی پرتو آزاد می‌کنند.

در همین رابطه بخوانید: حیات فرازمینی احتمالا تا ۲۵ سال آینده کشف می‌شود!

سیاهچاله‌ها انرژی تاریک
سیاهچاله‌

پژوهشگران متعددی نشان داده‌اند که این منبع می‌تواند سرچشمه‌ نهایی نیروی تمدن‌های پیشرفته‌‌ فرازمینی باشد که از طریق تغذیه‌ ماده در یک سیاهچاله‌ کلان‌جرم و برداشت پرتوهای حاصل یا صرفا برداشت انرژی منتشرشده به دست می‌آید.

دو احتمال برای سناریوی دوم عبارت‌اند از کنترل گشتاور زاویه‌ای قرص‌های برافزایشی (Accretion Disc) یا برداشت گرما و انرژی تولیدشده در جت‌های پرسرعت (شاید به شکل کره‌ دایسون (Dyson Sphere)). کره‌های دایسون به ابرسازه‌هایی اطراف ستاره‌ها گفته می‌شود که از انرژی ستاره بهره‌برداری می‌کنند.

پژوهشگران نشان می‌دهند سیاهچاله‌ها می‌توانند منبع نهایی رایانش باشند. این نتیجه بر اساس دو فرض به دست می‌آید:

  1. پیشرفت تمدن، رابطه‌ مستقیمی با سطح عملکرد رایانشی آن دارد.
  2. احتمالا شاخص‌های جهانی مشخصی برای پیشرفت رایانشی وجود دارند که می‌توان از آن‌ها به‌ عنوان آثار فناوری بالقوه برای جستجوی هوش فرازمینی (SETI) استفاده کرد.

محققان با استفاده از اصول مکانیک کوانتوم نشان می‌دهند که سیاهچاله‌ها چگونه به بهینه‌ترین انباره‌های اطلاعات کوانتومی تبدیل می‌شوند. این سیاهچاله‌ها احتمالا ماهیتی مصنوعی دارند و برخلاف سیاه‌چاله‌های بزرگ طبیعی ابعاد کوچکی دارند. بنابراین، می‌توانند پرانرژی‌تر از سیاهچاله‌های طبیعی باشند.

پژوهشگران با تحلیل ویژگی‌های ساده‌ زمان بازیابی اطلاعات و بهینه‌سازی حجم اطلاعات و زمان‌ پردازش نشان دادند که برداشت انرژی از تعداد زیادی سیاهچاله‌ میکروسکوپی بسیار بهینه‌تر از برداشت انرژی از سیاهچاله‌های بزرگ است.

تابش هاوکینگ

در درجه‌ اول سیاهچاله‌های کوچک با شدت بیشتری پرتوها را منتشر می‌کنند و طیف انرژی تابش هاوکینگ (Hawking Radiation) آن‌ها بالاتر است. در درجه‌ دوم چنین سیاهچاله‌هایی را باید از طریق برخورد ذره‌های پرانرژی در شتاب‌دهنده ساخت؛ این روش اثر پرتویی پرانرژی را تولید خواهد کرد.

تابش هاوکینگ پرتویی است که خارج از افق رویداد سیاهچاله به دلیل آثار کوانتومی نسبیتی منتشر می‌شود. این نشر پرتو باعث کاهش جرم و انرژی چرخشی سیاهچاله می‌شود و از نظر تئوری به تبخیر نهایی آن می‌انجامد.

همچنین تابش هاوکینگ حاصل، تعداد زیادی از انواع مختلف ذره‌های زیراتمی را منتشر می‌کند که ابزارهای مدرن قادر به آشکارسازی آن‌ها هستند. نکته‌ برجسته درباره‌ تابش هاوکینگ این است که در تمام انواع ذره‌ها، ماهیتی سراسری دارد. بنابراین رایانه‌های کوانتومی تمدن‌های فرازمینی باید ذره‌های عادی مثل نوترینو و فوتون را منتشر کنند. به‌ ویژه نوترینوها، به دلیل قابلیت نفوذ خارق‌العاده، پیغام‌رسان‌های برجسته‌ای هستند.

تابش هاوکینگ
تابش هاوکینگ

به‌ این‌ ترتیب شواهد جدید تمدن‌های فرازمینی به شکل جریانی از تعداد زیاد نوترینوهای پرانرژی ظاهر می‌شوند که از تابش هاوکینگ سیاهچاله‌های کوچک ذخیره‌ساز اطلاعات و همچنین از کارخانه‌های برخوردی سازنده‌ آن‌ها سرچشمه می‌گیرند. به نظر می‌رسد مولفه‌ هاوکینگ حاصل برهم‌نهی طیف‌های بسیار پرانرژی جسم سیاه (Black body) باشد.

جسم سیاه جسم ایده‌آلی است که همه‌ نور تابانده‌شده در تمام بسامدها و از تمام زوایه‌ها، از هر کجا و با هر شدت را جذب می‌کند. هیچ تابش الکترومغناطیسی از جسم سیاه بازنمی‌تابد یا نمی‌گذرد و به همین دلیل، جسم هنگامی که سرد است سیاه دیده می‌شود.

به عقیده‌ پژوهشگران، رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب (IceCube Neutrino Observatory) بنیاد ملی علوم (NSF) آمریکا در قطب جنوب می‌تواند این نوع آثار فناوری را مشاهده کند. با این‌ حال، چنین امری صرفا یک نمونه‌ احتمالی از مسیر جدید و هیجان‌انگیز جستجوی هوش فرازمینی ناسا است. این نظریه از بسیاری ابعاد، منعکس‌کننده‌ منطق مقیاس بارو (Barrow Scale) است که توسط جان دی بارو (John D. Barrow)، اخترفیزیکدان و ریاضیدان بریتانیایی، ارائه شد.

مقیاس بارو مقیاسی برای طبقه‌بندی تمدن‌های هوشمند کیهانی است و نشان می‌دهد تمدن‌ها را نه تنها بر اساس سلطه‌ آن‌ها در فضای خارجی (مثل سیاره‌ها، منظومه‌های خورشیدی و کهکشانی) بلکه باید بر اساس حوزه‌های فضای داخلی مثل حوزه‌ مولکولی، اتمی و کوانتومی شناخت.

مقیاس بارو مهم‌ترین عامل فرضیه‌ عبور یا فراروی است که نشان می‌دهد تمدن‌های فرازمینی به آن سوی شناخته‌های ما رسیده‌اند. در این جا جنبه‌ هیجان‌انگیز دیگری از این نظریه آشکار می‌شود که راه‌ حل احتمالی دیگری را برای پارادوکس فرمی (Fermi Paradox) نشان می‌دهد.

آیا فرازمینی‌ها را می‌یابیم؟

اگر حیات در جهان ما رایج است و دلایلی هم برای این ادعا داریم، چرا هیچ شواهدی از آن را نمی‌بینیم؟ این پرسش، ماهیت پارادوکس فرمی است. پرسشی که از ابتدای نجوم مدرن ذهن ستاره‌شناسان را به خود مشغول کرده است.

در همین رابطه بخوانید: موجودات فضایی احتمالی را کجا می‌توان یافت؟

حیات فرازمینی و موجودات فضایی
حیات فرازمینی و موجودات فضایی

از سوی دیگر، بر اساس راه‌حل‌های پیشنهادی، این پرسش مطرح می‌شود که حیات پیشرفته چگونه در چنین مقیاس‌های بزرگی عمل می‌کند. به باور برخی دیگر، تمدن‌های فرازمینی پیشرفته در فعالیت‌ها و موقعیت‌هایی قرار دارند که از نظر‌ها پنهان‌اند.

طبق گفته محققان تاکنون از مسیر طبیعی SETI مثل نوترینوهای پرانرژی و دیگر ذره‌های تولیدشده بر اساس تابش هاوکینگ سیاهچاله‌های مصنوعی چشم‌پوشی کرده بودیم. بنابراین جستجوهای متعدد این ذره‌های پرانرژی می‌تواند مسئله‌ وجود تمدن فرازمینی پیشرفته در بخش مرئی جهان را روشن کند.

به‌ طور خلاصه، ممکن است هنگام رصد کیهان شاهد سکوتی بزرگ باشیم. زیرا تاکنون به روشی غلط به دنبال آثار فناوری بودیم. از این گذشته اگر حیات فرازمینی از بشر جلو افتاده باشد (که با توجه به سن جهان منطقی است)، بدین دلیل است که آن‌ها مدت‌ها پیش از ارتباطات رادیویی و رایانش دیجیتالی فراتر رفته‌اند. یکی دیگر از مزیت‌های نظریه‌ جدید این است که لازم نیست در مورد تمام هوش‌های فرازمینی صدق کند تا توضیح دهد چرا تا به امروز از وجود هیچ تمدنی آگاه نشده‌ایم.

با توجه به سرعت نمایی پیشرفت رایانش (با استفاده از بشر به‌ عنوان الگو)، تمدن‌های پیشرفته احتمالا طول موج‌های رادیویی را منتشر می‌کنند. این مسئله بخش مهمی از معادله‌ دریک (Drake Equation) است. از معادله دریک به منظور برآورد تعداد تمدن‌های فرازمینی قابل تشخیص در کهکشان راه شیری استفاده می‌شود.

در این بین، مطالعه‌ جدید اثر فناوری بالقوه‌ دیگری برای جستجوهای هوش فرازمینی در سال‌های پیش‌رو ارائه می‌دهد. تناقض همچنان وجود دارد، اما ما برای حل آن صرفا باید نشانه‌ حیاتی پیشرفته را پیدا کنیم.

جستجوی هوش فرازمینی (SETI)

اولین پژوهش SETI در سال ۱۹۶۰ به سرپرستی دکتر فرانک دریک (Frank Drake)، مخترع معادله‌ دریک، انجام شد. این پژوهش از داده‌های تلسکوپ رادیویی ۲۶ متری رصدخانه‌ گرین بانک (Green Bank Observatory) بنیاد ملی علوم برای شنیدن انتقال‌های رادیویی منظومه‌های ستاره‌ای مجاور تاو نهنگ (Tau Ceti) و اپسیلون جوی (Epsilon Eridani) استفاده کرد.

در همین رابطه بخوانید: با ۵ داستان مرموز درباره موجودات فضایی آشنا شوید

آدم فضایی موجودات فرازمینی
آدم فضایی‌ها و موجودات فرازمینی

از آن زمان بخش زیادی از پژوهش‌های SETI در مسیر جستجوی آثار فناوری رادیویی پیش رفتند که این گرایش به دلیل قابلیت پخش امواج رادیویی در فضای میان‌ستاره‌ای به وجود آمد. پژوهشگران می‌گویند در حال حاضر وظیفه‌ اصلی ما جستجوی پیغام‌های رادیویی است و آن‌ها در این جهت تلاش‌های متعددی را برای بررسی آسمان و یافتن گزینه‌های کره‌ دایسون انجام داده‌اند. از سوی دیگر مسئله‌ SETI به قدری پیچیده است که باید تمام کانال‌های احتمالی را جستجو کرد.

مجموعه‌ کامل آثار فناوری می‌توانند وسیع‌تر باشند. برای مثال، انتشار نوری یا فروسرخ ابرسازه‌های اطراف تپ‌اخترها، کوتوله‌های سفید و سیاهچاله‌ها از این دست آثار هستند. یک مسیر کاملا جدید هم می‌تواند جستجوی تغییرات طیفی غیرعادی آثار فناوری باشد؛ به‌ طوری‌ که تشخیص آن‌ها از اجرام نجومی عادی امکان‌پذیر شود.

طیف جستجوی محدود، یکی از دلایل اصلی شکست SETI در یافتن شواهد آثار فناوری بود. در سال‌های گذشته، ستاره‌شناسان و اخترفیزیکدانان توسعه‌ جستجو را با بررسی دیگر آثار و روش‌های فناوری مثل پیام‌رسانی به هوش مصنوعی فرازمینی توصیه کرده‌اند. از جمله این روش‌ها می‌توان انرژی هدایت‌شده (لیزرها)، انتشار نوترینو، ارتباطات کوانتومی و امواج گرانشی را نام برد.

در نهایت باید گفت سوال مهم بشریت درباره وجود یا عدم موجودات فرازمینی با عمیق‌ترین مسائل ماهیتی انسان و سرنوشت بشریت پیوند خورده است و شاید نتوان پاسخ چنین پرسشی را در آینده نزدیک دریافت. برای مطالعه بیشتر درباره موجودات فضایی و زیست فرازمینی مقاله جامع ما را در این باره بخوانید.

منبع zoomit wikipedia wikipedia wikipedia wikipedia
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=73254
مطالب پیشنهادی اسپاش