فیزیکدان ها می گویند که بیگانگان ممکن است از سیاهچاله ها به عنوان رایانه های کوانتومی استفاده نمایند! - وبلاگ بهروز

به گزارش وبلاگ بهروز، ما دلایلی منطقی داریم که در عرصه کیهان تنها نیستیم، پس چرا نمی توانیم شواهدی از موجودات زنده دیگر پیدا کنیم؟ این بنیان پارادوکس فرمی است، سوالی که تقریباً از زمان تولد نجوم مدرن، گریبان اخترشناسان و کیهان شناسان را گرفته است.

بعلاوه این استدلال پشت حدس هارت-تیپلر Hart-Tipler Conjecture هم واقع شده است، که ادعا می نماید اگر واقعا در گذشته حیات پیشرفته در کهکشان ما پدید آمده بود، به هر کجا که نگاه می کردیم، نشانه هایی از فعالیت آنها را بایستی م دیدیم. نشانه های احتمالی ای مثل فضاپیماهای خودتکثیر شونده، ساختارهای بزرگ قابل تشخیص و سایر فعالیت های مشابه نوع III.

اما بعضی بر این باورند که لزوما نبایستی تمدن های پیشرفته در چنین مقیاس های عظیمی عمل نمایند. بعضی دیگر هم پیشنهاد می نمایند که تمدن های فرازمینی پیشرفته در فعالیت ها و مکان هایی شرکت می نمایند که کمتر به چشم می آید.

در یک مطالعه اخیر، تیمی از محققان آلمانی-گرجی پیشنهاد کردند که تمدن های فرازمینی پیشرفته (ETC) می توانند از سیاهچاله ها به عنوان رایانه های کوانتومی استفاده نمایند .

این از نقطه نظر محاسباتی منطقی است و شرحی است بر ندیدن فعالیت فرازمینی ها به صورت روتین.

این تحقیق به وسیله Gia Dvali ، فیزیکدان نظری موسسه فیزیک ماکس پلانک و صاحب کرسی فیزیک در دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیانس در مونیخ، و زازا عثمانوف، استاد فیزیک در دانشگاه آزاد تفلیس و محقق رصدخانه ملی اخترفیزیک -خارادزه- از گرجستان و موسسه SETI انجام شد.

مقاله آنها در مجله بین المللی Astrobiology در حال طی مراحل پذیرش و انتشار است.

اولین کوشش SETI (پروژه اوزما) در سال 1960 انجام شد و به وسیله اخترفیزیکدان مشهور دکتر فرانک دریک (که معادله دریک را پیشنهاد نموده بود) رهبری شد. این آنالیز با استفاده از تلسکوپ رادیویی 26 متریرصدخانه گرین بنک به امواج رادیویی گوش می داد و روی منظومه های ستاره ای نزدیک تائو سیتی و اپسیلون اریدانی متمرکز بود.

از آن موقع، بیشتر پروژه های SETI روی همین امواج رادیویی تمرکز دارند تا احیانا در آنها امضاهای فناوری پیدا گردد.

اما گوش کردن به تمام کانال های ممکن رادیویی سخت است. طیف کامل امضاهای فناورانه ممکن است بسیار گسترده تر باشد: به عنوان مثال، تابش فروسرخ یا نوری از ابرساختارها که در اطراف تپ اخترها، کوتوله های سفید و سیاه چاله ها را هم باید در نظر گرفت.

شاید ما باید به یک جهت کاملاً تازه را برای یافتن یک تنوع طیفی غیرعادی در نظر بگیریم. تمرکز محدود یکی از دلایل اصلی شکست SETI در یافتن شواهدی تمدن های بیگانه محسوب می گردد.

ترفندهای پیشنهادی تازه برای پیروز شدن در یافتن تمدن های بیگانه شامل انرژی راهنمایی شده (لیزرها)، انتشارات نوترینو ، ارتباطات کوانتومی و امواج گرانشی است.

اما دوالی و عثمانوف در تحقیق خود پیشنهاد می نمایند که در پی چیزی کاملاً متفاوت باشیم: شواهد محاسبات کوانتومی در مقیاس بزرگ!

مزایای محاسبات کوانتومی کاملا معین است که شامل توانایی پردازش سریعتر اطلاعات نسبت به محاسبات دیجیتالی و مصون ماندن از رمزگشایی است.

با توجه به سرعت پیشرفت محاسبات کوانتومی کنونی، کاملاً منطقی است که فرض کنیم یک تمدن پیشرفته می تواند این فناوری را در مقیاسی بسیار بزرگتر توسعه دهد.

قوانین فیزیک کوانتومی و گرانش در همه جا یکی است. این قوانین به ما می گویند که کارآمدترین ذخیره نماینده اطلاعات کوانتومی سیاهچاله ها هستند.

اگرچه مطالعات اخیر ما نشان می دهد که از نظر تئوری، ممکن است دستگاه هایی وجود داشته باشند که به وسیله فعل و انفعالات غیر گرانشی ایجاد شده باشند که ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را نیز اشباع می نمایند (به اصطلاح ساتورون)، سیاه چاله ها گزینه های آشکار برای تمدن های فرازیمنی برای ذخیره سازی و پردازش اطلاعات هستند.

راجر پنروز -برنده جایزه نوبل- پیشنهاد نموده بود که می توان انرژی بی منتها را از یک سیاهچاله با ضربه زدن به ارگوسفر استخراج کرد. این فضا درست خارج از افق رویداد واقع شده است، جایی که ماده در حال سقوط، دیسکی را تشکیل می دهد که نزدیک به سرعت نور شتاب می گیرد و مقادیر زیادی تابش دارد.

پس این ممکن است منبع انرژی نهایی تمدن های پشرفته باشد. به دو صورت:

خوراندن ماده به یک SMBH (و مهار تشعشعات حاصل) یا صرفاً با مهار انرژی که قبلاً منتشر شده.

در سناریوی دوم، مهار تکانه زاویه ای دیسک های برافزایش آنها ( فرایند پنروز Penrose ) یا گرفتن گرما و انرژی فراوری شده به وسیله جریان های پرسرعت پرتاب شده به وسیله آنها (شاید به شکل یک کره دایسون) مطرح است.

دوالی و اساموف در مقاله خود پیشنهاد نموده اند که سیاهچاله ها می توانند منبع نهایی محاسبات باشند. این مبتنی بر این است که: الف) پیشرفت یک تمدن به طور مستقیم با سطح عملکرد محاسباتی آن مرتبط است، و ب) اینکه نشانگرهای جهانی خاصی از پیشرفت محاسباتی وجود دارد که می تواند به عنوان امضاهای فناورانه بالقوه برای SETI استفاده گردد.

دوالی و اوسومانوف با استفاده از اصول مکانیک کوانتومی شرح دادند که چگونه سیاهچاله ها کارآمدترین خازن برای اطلاعات کوانتومی خواهند بود. این سیاه چاله ها احتمالاً ماهیتی مصنوعی و در میزان های کوچک دارند تا بزرگ و طبیعی (به خاطر کارایی محاسباتی).

در نتیجه، آنها استدلال می نمایند، این سیاهچاله ها پرانرژی تر از سیاهچاله های طبیعی هستند:

با تجزیه و تحلیل ویژگی های مقیاس بندی ساده زمان بازیابی اطلاعات، محققان نشان دادند که بهینه سازی حجم اطلاعات و زمان پردازش نشان می دهد که سرمایه گذاری انرژی در ایجاد بسیاری از سیاه چاله های میکروسکوپی به جای چند سیاهچاله بزرگ برای تمدن فرازمینی سودمندتر است.

اولاً، میکروسیاهچاله ها با شدت بسیار بالاتر و در طیف انرژی بالاتر تابش هاوکینگ ساطع می نمایند.

تابش هاوکینگ، که به افتخار استیون هاوکینگ فقید و بزرگ نامگذاری شده است، به علت اثرات کوانتومی نسبیتی درست خارج از افق رویداد یک سیاهچاله منتشر می گردد. انتشار این تابش جرم و انرژی چرخشی سیاهچاله ها را کاهش می دهد و از نظر تئوری منجر به تبخیر نهایی آنها می گردد.

دوالی و اوسومانوف گفتند، تشعشعات هاوکینگ حاصل، ماهیت دموکراتیک خواهد داشت، به این معنی که گونه های مختلفی از ذرات زیراتمی فراوری می نماید که به وسیله ابزارهای مدرن قابل تشخیص هستند:

نکته مهم در خصوص تابش هاوکینگ این است که همه گونه های ذره ای منتشر می نمایند. بنابراین، رایانه های کوانتومی تمدن های فرازمینی باید ذرات معمولی مانند نوترینو و فوتون را ساطع نمایند. به ویژه نوترینوها به علت توانایی نفوذ فوق العاده شان، پیغام رسان های عالی هستند.

پس در شکل تازه جستجوی فرازمینیٰها باید در پی نوترینوهای بسیار پرانرژی حاصل از میکروسیاهچاله ها و کارخانه های برخورد ذرات باشیم.

از بسیاری جهات، این نظریه منطبق بر منطق مقیاس بارو است که به وسیله اخترفیزیکدان و ریاضیدان جان دی. بارو در سال 1998 ارائه شد.

با بازنگری در مقیاس کارداشف، مقیاس بارو Barrow Scale می گوید که سطح پیشرفت تمدن ها را نباید با تسلط فیزیکی آنها بر فضای بیرونی معین کرد. بلکه پیشرفت آنها در تسلط بر فضای درونی - یعنی قلمروهای مولکولی، اتمی و کوانتومی معین می گردد.

این امر می تواند پارادوکس فرمی و غیرقابل تشخیص شدن تمدن های بیگانه را هم شرح دهد. پس به همین علت بوده که وقتی کیهان را استراق سمع می کردیم، یک سکوت بزرگ را می شنیدیم.

منطقی است که تمدن های بسیار پیشرفته از سطح ارتباطات رادیویی و محاسبات دیجیتال فراتر رفته اند و به همین علت شاهدی از آنها گیر ما نیامده است.

با توجه به سرعت نمایی پیشرفت محاسبات (با استفاده از شرایط بشریت به عنوان یک الگو)، تمدن های پیشرفته ممکن است پنجره کوتاهی برای پخش امواج رادیوی داشته باشند.

این یک بخش کلیدی از معادله دریک است: پارامتر L، که به مدت زمانی که تمدن ها سیگنال های قابل تشخیص را در فضا منتشر میٰ نمایند، اشاره دارد.

منبع: Universe Today