The Science of Interstellar

،ولد البشر كمستكشفين بطبيعتهم

وصلوا إلى أصعب الأماكن وصولًا .وقاموا بالبحث عن المجهول

اكتشفنا تقريبًا كل شبر في أرضنا الأم

.وتركنا مسارات على سطح القمر

.. ولكن ..وضع قدم على كوكب أخر

..للسفر إلى ماوراء نظامنا الشمسي

!هذا..هو حلمنا للمستقبل

..الحلم الذي تحول الى حقيقة في فيلم المستقبل Interstellar..المسافر عبر النجوم

..ليس علينا أن نفكر كأفراد بعد الآن ..ولكن كجنس بشري

.علينا أن نواجه حقيقة السفر عبر النجوم

هذا الفلم يتعرض لمبحث العالم الجديد..ومصير الإنسانية

هل تبدو كأشياء لها علاقة بالخيال العلمي؟

.ربما

..ولكن المباديء والأساسيات لهذا الفيلم .مشتقة من نظريات علمية حقيقة

وذلك بفضل إشتراك عالم الفيزياء "الفلكية الغني عن التعريف "كـيب ثورن

..في هذا الفيلم، واحدة من اهم المزايا على الاطلاق

وهي تضمين النظريات العلمية تماما في الفيلم

!! هناك أشياء جنونية تحدث هنا

فيما وراء الوهم والخيال، هذا هو العلم الحقيقي "Interstellar" المتضمن في فيلم: المسافر عبر النجوم

لقد كان السفر الى الفضاء.. مستقرا في الافلام منذ البديات الاولى

..ولكن هذا الفلم له أصل مختلف

لقد تم استلهام جزء منه من أعمال "كيب ثورن"

..وبصفته مختص في الفيزياء الفلكية وموجات الجاذبية

وتشوه الزمكان

.هو أيضا المنتج التنفيذي للفيلم

لقد قمنا ببناء هذا الفيلم في قوام واحد مع النظريات العلمية الحقيقة منذ البداية

اللاعبون الأساسيون في هذا الفيلم جميعهم كانوا يقدرون كلمة العلم

وقد عملوا جميعًا معي، ليروا إن كان ما سنقدمه متحد ومتماسك بشكل جيد

هل يمكن أن تخبرني بشكل مبسط جدا ما هي التفردية؟

أنا و"كيب" عملنا سويًا بجد وذلك للوصول إلى طريقة بإستخدم التفكير العلمي

.والفهم الحالي لصنع سرد روائي

..يمكننا القول أنه

..الموقع حيث يكون انحاء الزمان والفراغ ..كثيف وعالي بشكل لانهائي

..حسنا، لابأس هذا جيد

ولقد تمنينا أن كل هذه الأبحاث ،والمناقشات التي أجريتها أنا وكيب

والتي أجراها "كريس" و "كيب" عبر السنين ،قد أطلعتنا على تفاصيل القصة

.وسيلاحظ المشاهدون ذلك

،لماذا نأخذ الطريق السهل في تخيل

ما يمكن أن يحدث في الفضاء أو رحلة السفر عبر النجوم تلك؟

لمَ لا ننظر إلى النظريات العلمية الحقيقية التي تصف الأمر؟

..إنها طائرة مراقبة هندية

..أحداث الفيلم تدور في المستقبل

حيث ظروف العيش على الأرض تهدد بقاء الانسان

.جيل ابنتك سيكون آخر جيل على الأرض

الآن عليك أن تخبرني،هل خطتك هي أن تنقذ العالم؟

..نحن لم يُعن لنا أن ننقذ العالم ..بل علينا مغادرته

:واحدة من الأشياء التي يستكشفها الفيلم ،هل حقا نحن نتمي للأرض

وهل علينا البقاء على سطح الأرض؟

وهل إن كان هناك شيء آخر في الخارج هل علينا الذهاب واستكشافه أم لا؟

..ها نحن ذا

في الفلم، الفريق يبحث عن مكان جديد يمكننا أن نعتبره وطنا

كوكب.. يمكنه أن يحتوي على حياة

..حياة بشرية

.لن أتمكن من النجاة - .بلى، ستفعلين -

إنه مفهوم مثير أنه قد يكون .هناك عوالم أخرى في الخارج

،حسنا، ما هي تلك العوالم ... وكيف يمكن أن تكون

.وهل لنا مكانٌ هناك؟ ..

... البحث عن كوكب آخر

..يبدو كمهمة لمستكشفي المستقبل

.ولكن البحث عن أرض أخرى، بدأ بالفعل

عالمة الفيزياء الفلكية "ناتاليا بتاليون" لديها شغف بالبحث عن الكواكب في الفضاء

أظن أن الطريقة الوحيدة لفهم مكان في المجرة

هي النظر إلى تلك الصورة العريضة وفهم التباين بين كل هذه الكواكب

منذ 20 او 30 سنه لم نكن نعلم

إن كان هناك أي كواكب تدور .حول نجم يشبه شمسنا

تقوم "ناتالي" بإعادة كتابة هذه القصة كمهمة علمية

لتلسكوب "كيبلر" التابع لوكالة الفضاء ناسا

هدف كيبلر بسيط جدا

وهو إيجاد عدد النجوم القليلة في مجرتنا

ذات الاحتمالية العالية في أن تحتوي في مدارها على كوكب صالح للسكن في حجم كوكب الأرض

وما الذي يجعل كوكبًا يحتمل أن يكون صالحا للسكن؟

المكون الاساسي الوحيد الذي نعتقد أنه العالم المشترك بين كل أشكال الحياة

..هو الاحتياج لماء سائل

لذلك نحن نبحث عن ،كوكب ذو سطح صخري

.حيث يمكن للمياه أن تتجمع

ونحن نستقبل كمية طاقة محددة من النجم

حيث يكون الماء غير متجمد بسبب البرودة الشديدة

أو في حالة تبخر بسبب الحرارة العالية

،نطلق عليها نطاق الحياة .حيث احتمالية وجود مياه سائلة تكون عالية

في عام 2009 تم اطلاق تليسكوب كيبلر

الذي قام بإرسال حزمة من البيانات الخاصة بمجرة درب التبانة لأربع سنوات كاملة

مقارنةً بالنجوم لا يسطيع كيبلر ،رصد الكواكب لأنها صغيره جدا

ولكن يمكنه رصد ظلها

كل كوكب يدور حول جسم مضيء يلقي بظله الى الفضاء

تقوم مركبة كيبلر بالاستفادة من هذه الحقيقة

فتنتظر الكوكب عندما

يمر تماما في المسافة التي تفصل بينه وبين قرص النجم وبين المركبة

ويرصد التليسكوب ذلك على أنه خفوت لشدة الضوء

هذه العملية البسيطة كشفت لنا عن آلاف من الكواكب

التي تدور حول شموس أخرى في مجرتنا

ما تعلمناه حتى الآن

أنه حرفيا يوجد كوكب على الاقل يدور في فلك كل نجم في المجرة

هناك تباين بديع من هذه الكواكب التي تشبه كوكبنا

!وقد وجدنا عوالمًا في منتهى الغرابة

.على بعد 200 سنة ضوئية منا ... هناك كوكب في حجم زحل لا يدور

حول شمس واحدة .. !ولكن حول شمسين

لذلك إن كنت تعيش في عالم ككوكب كيبلر 16 ب

،كنت سترى في السماء شمسين ... واحدة في الشرق والأخرى في الغرب

.يتبادلان أماكنهما باستمرار

هذا تصميم تخيلي لكوكب كيبلر 10 ب

أقرب 23 مرة لشمسه مقارنة بقرب كوكب عطارد لشمسنا

لذلك الجزء المواجه للشمس من الكوكب، مشبع بالإشعاعات الشمسية

منتجة حرارة قادرة على إذابة الحديد

مساحة نصف هذا الكوكب أكبر من مساحة المحيط الهادئ

..حيث أنه بالفعل محيط، ولكن ليس محيطا مائي

!بل محيط من الحمم المنصهرة

ليست وجهة مغرية بالنسبة إلينا

ولكن كيبلر اكتشف حديثا ما يمكن أن يعتبر وطنا ثان

هذا نموذج تخيلي للنظام الكوكبي كيبلر 186

M خمسة كواكب تدور في فلك نجم من فئة

ويدور في مدارها الخارجي كيبلر186 ف

هو أول اكتشاف لكوكب بحجم الأرض في منطقة الحياة من شمس عادية

"عندما أفكر في هذا الكوكب "كيبلر186 ف ... أحاول ان اتخيله كمكان حقيقي

لأنه بالفعل مكان حقيقي

نعلم أنه قد يكون صخرياً ولأنه في نفس حجم الأرض

..لذلك أتوقع ان يكون ذو سطح صخري

لا نعلم إن كان به محيط من الماء السائل ولكن بالتأكيد يمكننا أن نتخيل احتوائه على أحدهم

وفجأة وأنت في وسط هذه التخيلات

يمكنك أن تدرك وجود هذا العالم في الخارج

وأنه بالفعل قد يوجد مكان قد يكون متشابه جدا في صفاته مع الارض

إذا، متى نرسل البعثات الى هناك لنتأكد؟

..لنعترف بالواقع

يقع كيبلر 186ف على بعد 3 كوادرليون ميل من الارض

!بمعنى أخر 500 سنة ضوئية

هذه رحلة لمدة 500 سنة بسرعة الضوء

ولكن لا شيء يمكنه السفر بهذه السرعة ما عدا الضوء نفسه

في أفضل الحالات مركباتنا تسير بسرعات أقل آلاف المرات من هذه السرعة

حتى المركبات الفضائية في الفيلم لا يمكنها الاقتراب من ذلك

إذا كيف لهم أن يصلوا إلى عالم جديد يقبع وراء نظامنا الشمسي؟

‫وأقرب نجم يبعد أكثر من ألف سنة.‬

‫هنا تكمن الشجاعة.‬ - .حسنا -

إذا، كيف سيصلون لعوالم جديدة خارج نظامنا الشمسي؟

هذا يستغرق رحلة في الجانب الملتوي !من الفراغ والزمان

ليس لديك أي فكرة عن موعد عودتك؟

هل أخبرتها أنك ذاهب لإنقاذ العالم؟

.لا

.سوف أعود

..حين نقرر الارتحال من مكان لا نتحرك فقط في الفراغ، ولكن في الزمان ايضًا

حيث أننا نتحرك في اتجاه المستقبل

حتى قرن من الزمان، كان العلماء يعتقدون أن الزمان والمكان منفصلين تمامًا

عالم الفيزياء النظرية "شون كارول" يشرح كيف قام آينشتاين بتغيير هذه الفكرة تمامًا

... إحدى أفكار آينشتاين العظيمة

هو وجود علاقة بين الزمان والمكان

فبدلا من أن يكون لدينا زمان..ومكان

!آينشتاين أقرَّ أن هناك شيء واحد !وهو ما نسميه الزمكان

... ثم قال: "إنَّ هذا الزمكان

ليس مجرد الحالة التي .تأخد بها الأحداث مجراها

!"بل هو فاعل في حد ذاته

الزمكان يمكن أن يتغير، يمكن أن يتحرك .يمكن أن ينحني، ويمكن أن يبذل شغلا

تنص نظرية النسبية لآينشتاين .أن الزمكان يبدو كنسيج مرن

:الأجسام لا تنفك عنه .الشمس والارض وحتى نحن، نقوم بتشويه هذا النسيج

..وكنتيجة لهذا التشوه .هو ما نطلق عليه الجذابية

،كلما زادت كتلك الجسم كلما زاد التشوه في الزمكان

وعليه تزداد الجاذبية

نحن نشعر بالجاذبية

ليس من السهولة فهم وإدراك مرونة الزمكان

ولكنها تؤثر على قابليتنا للقياس

كما يستعرض "شون" :كلما زادت .الجاذبية، كلما تثاقل مرور الوقت

على سبيل المثال: لو كنت أقف على الارض مرتديًا

ساعة ذرية فائقة الدقة

وفي نفس الوقت، يقف توأمي في أعلى المبنى

مرتديا ساعة مطابقة تماما لساعتي

ثم قمنا بالمقارنة فيما بعد بين ساعتينا .سنجد أن ساعتي مر عليها وقت أقل

،على مستوى سطح الارض شون" يواجه قوة جاذبية أعلى"

.بالمقارنة من توأمه في الدور العلوي

لذا هو أيضًا يتعرض لمرور وقت بمقدار أقل من توأمه بالكاد يلاحَظ

الفارق صغير جدا..لكنه حقيقي

وهناك تطبيقات حقيقية لذلك

على سبيل المثال نظام التموضع العالمي "GPS"

هو عبارة عن مجموعة من الساعات الدقيقة جدا

على أقمار صناعية تدور في مدار حول الارض

وهذا المدار يتعرض لمجال جاذبية أقل بكثير من المجال على سطح الارض

ففي الحقيقة، الوقت يتحرك بشكل مختلف ،بين الساعات هنا على سطح الأرض

.وبين تلك التي في المدار ... وهذا مهم، مهم للغاية

ليعمل هذا النظام بدقة وشكل صحيح

الوقت يتقدم على الساعات في المدار ،مقارنة بنظيراتها على الارض

بمقدار 38 مايكرو ثانية في اليوم

لذا فحواسيب النظام تصحح ذلك الخطأ

الحركة أيضا تؤثر على تجربتنا في الزمكان

أفضل طريقة لقول ذلك هي:كلما بقيت ساكنا

فأنت تتعرض لأكبر قدر من الوقت

التجول والحركة في الارجاء يؤدي لتعرضك لمقدار اقل من الوقت

لنعود لزيارة "شون" مرة أخرى وهو يركب .سيارته وتوأمه يجلس على كرسي حديقة

إن تحركت بسيارتك للأمام، ثم عدت

إلى حيث كنت مرة أخرى، وقمنا بمقارنة ،ساعتك بساعة صديقك الجالس من البداية

عندها، ساعتك التي أخذتها معك في هذه المسافة

عندها ستكون قد تعرضت لمرور .وقت أقل بمقدار بالكاد يُذكر

نحن عادة نتحرك بشكل .بطيء جدا لنلاحظ ذلك

لكن لو استطاع "شون" التحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء

فيمكنه حينها قطع مساحة الولايات المتحدة مليون مرة والعودة مرة أخرى

في أقل من ثانية بالنسبة له

بينما توأمه القابع على الكرسي

" سينتظر لساعات عودة "شون

بمعنى آخر يمكننا القول ان "شون" سافر الى المستقبل بالنسبة لتوأمه

هذا يعني أن الأمور يمكن أن تصبح خادعة في السنوات المقبلة

عند صناعتنا لمركبات أسرع ،كلما اقتربنا من سرعة الضوء

كلما زاد عدم التوافق بيننا .وبين من تركناهم خلقنا

إن عثرنا على وطن جديد، فماذا عندئذ؟

.كل ساعة نقضيها توازي 7 سنوات على الأرض

نسبية الزمن هي مصدر المعاناة Interstellar والحسرة في فيلم