The Science of Interstellar

انسان‌ها ذاتاً مکتشف هستند

بي‌محابا به سرزمين‌هاي نامکشوف مي‌رويم و ناشناخته‌ها را جستجو مي‌کنيم

تقريباً تمام نقاط کره‌ي زمين را نقشه‌برداري کرده‌ايم

و بر روي ماه ردي از خود به جا گذاشته‌ايم

...اما براي قدم گذاشتن به سياره‌اي ديگر

...براي سفر به آن‌سوي منظومه‌ي شمسي‌مان

اين رويايي براي آينده است

"رويايي که در فيلم سينمايي "ميان‌ستاره‌اي به واقعيت مي‌پيوندد

بايد نه به عنوان يک شخص بلکه به عنوان يک گونه‌ي زنده، فکر کنيم

بايد با حقيقت سفر ميان ستاره‌اي روبرو بشيم

فيلم اینتراستلار در رابطه با جستجو براي دنياهاي جديد و سرنوشت بشريت است

اين‌ها عناصر علمي تخيلي به نظر مي‌آيند؟

شايد

اما پايه‌هاي اين فيلم ...ريشه در علم واقعي دارد

که به لطف همکاري اختر فيزيکدان سرشناس "کيپ تورن" بوده است

"در "ميان‌ستاره‌اي ...يکي از جنبه‌هاي بسيار مهم

اينه که فيلم، علم رو در خودش جاي داده

چيزهاي قابل توجهي در اون هست

فراتر از فانتزي و تخيل اين علم واقعي اینتراستلار است

« تـرجمـه از حسین غریبـی و حسـام »

سفر به فضا از ابتدا دستمايه‌ي فيلم‌ها بوده است

"اما فيلم سينمايي "ميان‌ستاره‌اي اصالتي بي‌بديل دارد

تا اندازه‌اي بر اساس ...کارهاي "کيپ تورن" بوده است

...وي دانشمند اختر فيزيک، امواج گرانشي

و خميدگي فضا-زمان است

او همچنين تهيه‌کننده‌ي اجرايي فيلم است

در اینتراستلار، از همان ابتدا علم واقعي در تار و پود فيلم تنيده شده

ديگر عوامل اصلي فيلم همگي علم رو رعايت کردن

و با من کار کردن تا مطمئن بشن که علم در فيلم به خوبي يکپارچه شدن

مي‌توني بهم بگي ساده‌ترين تعريف تکينگي چيه؟

من و کيپ به خوبي هماهنگ بوديم ...تا سعي کنيم از تفکر کنوني

از درک علمي امروزي استفاده کنيم تا داستان رو پيش ببريم

...زباني که ما به‌کار مي‌بريم

اينه که اونجا جاييه که خميدگي فضا و زمان بي‌نهايت زياد ميشه

پس مشکلي نداريم، خيلي خب

و اميدوار بوديم که تحقيقاتي که انجام داديم ...و گفتگوهايي که من و "کريس" طي سال‌ها

با "کيپ" داشتيم ...به داستان شکل داده باشه

و تماشاگران اون رو حس کنن

...چرا بايد بيايم تصور و خيال‌پردازي کنيم

که چه چيزهايي ممکنه در فضا يا يه سفر ميان ستاره‌اي اتفاق بيفته؟

چرا نيايم به علم واقعي رجوع کنيم؟

يه پهپاد تجسسي هندوستانه

...فيلم اینتراستلار در آينده‌اي جريان داره

که شرايط زندگي کره‌ي زمين بقاي بشر رو تهديد ميکنه

نسل دخترت، آخرين بازماندگان زمين خواهند بود

حالا بايد بهم بگي نقشه‌ت براي نجات دنيا چيه

قرار نيست دنيا رو نجات بديم قراره اونو ترک کنيم

يکي از چيزهايي که فيلم در اون کاوش ميکنه ...اينه که آيا ما متعلق به زمين هستيم

...و آيا بايد روي زمين بمونيم

و اگه چيز ديگه‌اي در فضا باشه بايد اونو اکتشاف کنيم يا نه؟

برو که رفتيم

،در اين فيلم خدمه به دنبال جاي جديدي هستند که خانه‌ي آن‌ها شود

سياره‌اي که شرايط زندگي داشته باشد

زندگي انسان

!من زنده نمي‌مونم - چرا، مي‌موني -

اين مفهوم هيجان‌انگيزيه که ممکنه اون بيرون دنياهاي ديگه‌اي باشه

خب، اون دنياها چي هستن ...و ممکنه چي باشن

و اون بيرون جايي براي ما هست؟

...جستجو براي يک زمين ديگر

به نظر مي‌رسد کاري براي ...کاشفان آينده باشد

ولي همين حالا دارد اتفاق ميفتد

ناتالي باتاليا" اختر فيزيکداني است" که شيفته‌ي شکار سياره‌هاست

به نظرم تنها راه اينکه جايگاه خودمون رو ...در کهکشان واقعاً درک کنيم

اينه که به اين تصوير گسترده نگاه کنيم و تنوع تمام سياره‌ها رو درک کنيم

...20يا 30 سال پيش ما نمي‌دونستيم

حتي سياره‌اي وجود داره که به دور ستاره‌هاي معمولي مثل خورشيد خودمون مي‌چرخه

ناتالي به عنوان دانشمند مأموريتي ...کمک کرده است که براي تلسکوپ کپلر ناسا

اين داستان بازنويسي شود

هدف کپلر خيلي ساده است

هدفش اينه که ستاره‌هايي رو ...در کهکشان ما معين کنه

که در مدارشون سياره‌هاي هم‌اندازه‌ي زمين هست که ممکنه شرايط زندگي داشته باشن

و چه سياره‌ي ممکنه شرايط زندگي داشته باشه؟

تنها عنصري که از نظر ما ...بين تمام گونه‌هاي زنده مشترکه

نياز به آب مايع هست

براي همين ما دنبال سياره‌هايي هستيم ...که سطوح صخره‌اي دارن

...که آب مي‌تونه جمع بشه

...و دقيقاً انرژي کافي رو از ستاره دريافت ميکنن

که نه سياره اون قدر سرد باشه که ...آب در حالت منجمد بمونه

و نه سياره اون قدر گرم باشه که آب تبخير بشه

"ما بهش ميگيم "دامنه‌ي گلديلاک که امکان وجود آب مايع در اون هست

...کپلر در سال 2009 پرتاب شد

و چهار سال تمام به بخش کوچکي از کهکشان راه شيري چشم دوخت

،به دليل ريز بودن سياره‌ها در مقايسه با ستاره‌ها ...کپلر نمي‌تواند آنها را بيابد

اما مي‌تواند سايه‌ي آن‌ها را تشخيص دهد

هر سياره که به دور يه جسم نوراني مي‌چرخه سايه‌اي در فضا مي‌اندازه

...فضاپيماي کپلر از اين موضوع استفاده ميکنه

و منتظر مي‌مونه تا يه سياره ...در مدارش به دور ستاره

تا درست از بين قرص ستاره ...و فضاپيما عبور کنه

و تلسکوپ اون رو به عنوان يه تضعيف نور تشخيص ميده

همين روش ساده هزاران فراسياره را معلوم کرده است

سياره‌هايي که به دور ديگر ستاره‌هاي کهکشان ما مي‌چرخند

...تا الان متوجه شديم

که در واقع هر ستاره در کهکشان حداقل يه سياره داره

...فراسياره‌هاي متنوعي بيرون از منظومه‌ي شمسي هست

و دنياهاي خيلي شگرفي رو پيدا کرديم

،در فاصله‌ي 200 سال نوري ...يه سياره به اندازه‌ي زحل هست که به دور

نه يک ستاره، بلکه دو ستاره مي‌چرخه

پس اگه روي سياره‌اي ...مثل "کپلر-16بي" زندگي مي‌کردين

در آسمان دو ستاره مي‌ديدين که از شرق طلوع ...و در غرب غروب ميکردن

و در حالي که به دور همديگه مي‌چرخن به طور مداوم جاشون رو عوض ميکنن

اين يه تصوير هنري از سياره‌ي "کپلر-10بي" هست

فاصله‌ي مدار اون تا ستاره‌ي مادرش 23برابر فاصله‌ي عطارد تا خورشيد ماست

در نتيجه اين طرف که رو به ستاره است ...به دليل تشعشعات ستاره‌اي در حال انفجاره

و دمايي ايجاد ميکنه که بيشتر از دماييه که براي ذوب آهن لازمه

نيمکره‌ي کاملي از اين سياره ...بزرگ‌تر از اقيانوس آرام هست

که يک اقيانوس هم هست اما نه اقيانوسي از آب

اقيانويس از گدازه‌ي مذاب هست

مقصد جذابي نيست

اما اخيراً کپلر يک خانه‌ي دوم احتمالي يافته است

اين يه تصوير کلي هنري از منظومه‌ي ستاره‌محور "کپلر-186" هست

...M پنج ستاره در مدار يه ستاره‌ي رده‌ي

و دورترين سياره "کپلر-186 اف" هست

اولين سياره‌ي کشف‌شده‌ي ما که هم‌اندازه‌ي زمينه و در دامنه‌ي قابل سکونت يه ستاره‌ي معموليه

من وقتي به "کپلر-186 اف" فکر ميکنم ...سعي ميکنم اونو يه جاي واقعي تصور کنم

چون يه جاي واقعي هست

ما مي‌دونيم که ممکنه صخره‌اي باشه ...هم‌اندازه‌ي زمينه

براي همين من سطح اونو صخره‌اي تصور ميکنم

نمي‌دونيم اقيانوس مايع داره يا نه ولي مطمئناً مي‌تونيم اونو تصور کنيم

...و ناگهان در تصورتون

وجود اين سياره رو در کيهان مي‌پذيريد

اينکه سياره‌اي وجود داره که مي‌تونه خيلي خيلي شبيه زمين باشه

پس چه زماني عازم اين مقاصد دوردست خواهيم شد؟

بياييد واقعيت را بررسي کنيم

کپلر-186 اف" حدود 4/8 کوآدريليون کيلومتر از زمين فاصل دارد"

به عبارت ديگر، 500 سال نوري فاصله دارد

اين سفر با سرعت نور 500 سال طول مي‌کشد

اما هيچ چيز نمي‌تواند با سرعت نور حرکت کند

در بهترين شرايط، فضاپيماهاي ما هزاران برابر سرعت کمتري دارند

حتي فضاپيماهاي فيلم اینتراستلار نيز سرعتي در اين حدود ندارند

ما به شجاع‌ترين افراد نياز داريم تا خونه‌ي جديدي براي انسان پيدا کنيم

ولي نزديک‌ترين ستاره بيش از هزار سال با ما فاصله داره

پس افتخار و شجاعت - خيلي خب -

پس آن‌ها چگونه به دنياهايي جديد فراتر از منظومه‌ي شمسي ما مي‌رسند؟

آن‌ها از بخش خميده‌ي فضا و زمان عبور مي‌کنند

تو اصلاً نمي‌دوني کِي يرمي‌گردي

نمي‌تونستي بهش بگي که مي‌خواي دنيا رو نجات بدي؟

نه

من برمي‌گردم

وقتي ما به جاي دوري سفر مي‌کنيم ...نه تنها در فضا، بلکه در زمان سفر مي‌کنيم

و به سوي آينده مي‌رويم

تا حدود يک قرن پيش، دانشمندان باور داشتند که فضا و زمان کاملاً جدا از هم هستند

فيزيکدان نظري "شان کارول" توضيح مي‌دهد که "آلبرت انيشتين" چگونه اين تفکر را تغيير کرد

...يکي از بينش‌هاي بزرگ انيشتين

اين بود که فضا و زمان به يکديگر مربوط هستن

در جايي که فضا و زمان دارين

انيشتين ميگه: " در واقع فقط يه چيز داريم "که بهش ميگيم فضا-زمان

...و بعد ميگه: "اين فضا-زمان

صحنه‌اي نيست که روي اون کنش‌ها اتفاق بيفتن

"بلکه خودش يه کنشگر هست

فضا-زمان مي‌تونه تغييز کنه، جابجا بشه خميده بشه، تاب بخوره

نظريه‌ي نسبيت انيشتين عنوان ميکند که فضا-زمان مانند يک پارچه‌ي انعطاف‌پذير است

اشياء درون آن: خورشد، سياره‌ها، حتي ما اين پارچه را خم مي‌کنند

و ما پيامد اين خميدگي را گرانش مي‌ناميم

هر چه شيء بزرگ‌تر باشد ...فضا-زمان بيشتر خميده مي‌شود

و گرانش بيشتر مي‌شود

ما گرانش را احساس مي‌کنيم

انعطاف‌پذيري فضا-زمان ...به صورت دروني به سختي درک مي‌شود

اما اثرات آن قابل سنجش هستند

همان‌گونه که شان نشان مي‌دهد هر چه گرانش بيشتر باشد، زمان آهسته‌تر جريان مي‌يابد

براي مثال، اگر منبا يک ساعت ...در طبقه‌ي همکف باشم

...و ساعت من اتمي و فوق دقيق باشد

...و دوقلوي من طبقه‌ي بالاي ساختمون باشه

...و ساعت اتمي با همون دقت داشته باشه

اگه بعداً اونا رو مقايسه کنيم ساعت من چند ثانيه کمتر گذشته

در طبقه‌ي همکف ...شان گرانش نسبتاً بيشتري را نسبت به

دوقلويش در طبقه‌ي بالا تجربه مي‌کند

او همچنين زمان نسبتاً کمتري را نسبت به دوقلويش تجربه مي‌کند

تفاوت بسيار کم است، اما واقعي است

و کاربردهاي عملي دارند

براي مثال، سيستم جي.پي.اس ...سيستم موقعيت‌ياب جهاني

مجموعه ساعت‌هاي دقيقي روي ماهواره‌هايي هست که به دور زمين مي‌چرخن

و مدار اونا نسبت به ما که اين پايين هستيم در ميدان گرانش متفاوتي هست

پس اينکه زمان در اينجا روي سطح زمين ...نسبت به مدار ماهواره

با سرعت متفاوتي سپري ميشه ...خيلي خيلي مهمه

براي اينکه جي.پي.اس درست کار کنه

زمان روي ساعت ماهواره‌ي جي.پي.اس ...روزانه حدوداً 38 ميکروثانيه

سريع‌تر از ساعت روي زمين پيش مي‌رود

به همين دليل کامپيوترهاي سيستم آن را تصحيح مي‌کنند

حرکت نيز بر تجربه‌ي ما از فضا-زمان تأثير مي‌گذارد

بهترين راه براي گفتنش اينه که ...بي‌حرکت موندن

يعني اينکه دارين حداکثر زمان ممکن رو تجربه مي‌کنين

حرکت کردن و جابجا شدن يعني زمان کمتري رو تجربه مي‌کنين

بيايد دوباره به سراغ شان برويم که سوار ماشين خود است و دوقلويش که روي نيمکت پارک نشسته است

اگه با ماشين‌تون به جايي برين ...و بعد برگردين

...در مقايسه با کسي که اونجا مونده

ساعتي که شما در اون سفر ...به همراه خودتون بردين

اندک زمان کمتري رو نسبت به ساعتي که سرجاش بوده، تجربه کرده

ما معمولاً آهسته‌تر از آن حرکت مي‌کنيم که متوجه اثر آن شويم

اما اگر شان مي‌توانست ...با سرعتي نزديک به سرعت نور رانندگي کند

مي‌توانست يک ميليون بار ...سراسر آمريکا را دور بزند و برگردد

و کمتر از يک ثانيه زمان را تجربه کند

...در حالي که دوقلويش که آنجا مانده

ساعت‌ها منتظر برگشتن شان بوده است

به عبارت ديگر، شان در مقايسه با دوقلويش به آينده سفر کرده است

بنابراين شايد در سال‌هاي آينده سفر زماني مشکلات زيادي داشته باشد

هر چه فضاپيماهاي ما سريع‌تر باشند با ميدان‌هاي گرانشي بزرگ‌تري مواجه مي‌شويم

و احتمالاً با کساني که روي زمين هستند از هماهنگي زماني خارج مي‌شويم

خب اگه يه خونه‌ي جديد پيدا کنيم، بعدش چي؟

هر ساعت اينجا، هفت سال روي زمين مي‌گذره

"نسبيت زمان در فيلم "ميان‌ستاره‌اي منشأ سختي و اندوه است