“كرات دايسون”: هل يصبح حلم الطاقة اللامتناهية حقيقة؟

مهندس إسكتلندي يكشف عن طريقة لتثبيت الهياكل العملاقة حول النجوم باستخدام أنظمة ثنائية مما يفتح آفاقاً جديدة لتغذية الذكاء الاصطناعي بمصدر طاقة لا نهائي

اندبندنت عربية / هشام اليتيم صحافي أردني @AlyateemHisham

في ظل حاجتنا المتزايدة إلى مصدر غير نهائي من الطاقة لتغذية العلم ومشاريع الذكاء الاصطناعي، برزت نظرية علمية جديدة تشير إلى أن “كرات دايسون” الفضائية يمكن إيجادها بالفعل، وهي هياكل ضخمة افتراضية تستخدمها الحضارات الفضائية المتقدمة لإحاطة نجم وتسخير طاقاته لمصلحة البشرية، وتعاني هذه الهياكل عيباً خطراً لأنها غير مستقرة بصورة كارثية.

لكن الآن يدعي مهندس في “جامعة غلاسكو” أنه اكتشف طريقة لتثبيت هذه الهياكل، وكل ما يتطلبه الأمر هو القدرة على التحكم بنجوم هائلة الحجم، وقد جاء ذلك في ورقة بحثية نشرت أخيراً في مجلة “الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية”، إذ وجد المهندس في جامعة غلاسكو كولين ماكينيس طريقة لتثبيت كرة “دايسون” نظرياً.

حيلة ماكينيس

وتكمن حيلة المهندس ماكينيس في وجود نظام يحوي نجمين في الأقل يكون فيه أحد النجمين أصغر بكثير من الآخر، ولتوضيح هذه النظرية العلمية المعقدة التي توصف من قبل اختصاصيين بكونها طموحة وملهمة للغاية، نشرت مواقع عدة علمية وإخبارية قصصاً مطولة حولها، إذ يقول موقع “لايف ساينس” Live Science “في ستينيات القرن الماضي، ابتكر الفيزيائي والباحث الموسوعي فريمان دايسون فكرة هذه الكرات التي تحمل الاسم نفسه”، وتصور دايسون “أن مجتمعاً متقدماً بما يكفي سيحتاج بشدة إلى مساحة معيشية وطاقة أكبر بكثير مما يتوافر لدينا الآن، ولو كان هؤلاء مجتهدين بما يكفي لتمكنوا من حل كلا التحديين بضربة واحدة من خلال تفكيك كوكب وتحويله إلى غلاف كروي ضخم، بينما يحيط هذا الغلاف بنجم، موفراً مساحة سطح صالحة للحياة تعادل مليارات الكواكب، وملتقطاً كميات هائلة من الطاقة الشمسية“.

غلاف المشتري

وبحسب دايسون فإن “غلافاً مصنوعاً من كوكب بكتلة المشتري يمكنه أن يحيط بالشمس تماماً عند مدار الأرض تقريباً، مما يعني قدرة البشر على استجرار كميات لا نهائية من الطاقة الكافية لتشغيل جميع مهماتنا الحيوية في جميع مجالات العلم الحديث، وخصوصاً الذكاء الاصطناعي”، ويذكر أن فكرة هذا الغلاف الذي يحيط تماماً بنجم ما تشبه إلى حد كبير فكرة الغلاف الشهير والمعروف لدى البشر الذي يحيط بكوكب زحل، والذي وصفه العلماء سابقاً بأنه غلاف غامض مكون من الغبار والأتربة.

أين المشكلة؟

ويوضح الأستاذ الباحث في الفيزياء الفلكية، بول سوتر، في هذه المقالة التي كتبها لموقع “لايف ساينس”، “أن الجاذبية داخل الغلاف المجوف تلغى، مما يعني عدم وجود أي شيء يربط الغلاف بالنجم، فهي حرة الحركة في اتجاهات مستقلة مما يعني أنه قريباً سيصطدم نجم يحمل غلاف دايسون بهذا الغلاف مدمراً إياه تمام”.

وللبحث عن “كرات دايسون” مستقرة، بدأ المهندس ماكينيس البحث عن أية نقاط داخل نظام نجمي ثنائي يمكن أن يستضيف ترتيباً مستقراً للكرات، إذ يمكن للكرة أن تبقى في مكانها وتكون قوى الجاذبية المؤثرة فيها منتظمة، وقد وجد بالفعل ترتيباً واحداً حيث تحيط الكرة بالنجمين، لكن هذا الوضع كان مستقراً بصورة طفيفة فقط، ومن المرجح أن يعاني مشكلة حال النجم الواحد نفسها، إذ تنشأ نقطة استقرار أخرى عندما تدور الكرة بصورة مستقلة فلا تحيط بأي من النجمين، مع أن هذا قد يكون مفيداً لمحطات الفضاء الخارجية إلا أنه لا يوافر فوائد التقاط الطاقة التي توفرها عملية تغليف النجم.

ويضيف سوتر أن “الخبر الجيد هو أن ماكينيس وجد تكويناً مستقراً ومفيداً يحدث هذا فقط في الأنظمة الثنائية التي يكون فيها أحد النجمين أصغر بكثير من الآخر، وفي هذه الحال تحديداً يمكن لـ ‘كرة دايسون’ أن تحصر أصغر النجمين لتعمل حركة هذا النجم الأصغر كمرساة جاذبية، مما يبقي ‘كرة دايسون’ في حركة دائمة داخل المدار نفسه حول النجم الأكبر، مما يمنع حدوث تصادم كارثي”.

محاذير عدة

وهناك محاذير عدة لهذا التفكير السابق، “إذ يجب ألا تزيد كتلة النجم الأصغر عن عُشر كتلة النجم الأكبر المرافق، وإلا ستختفي نقطة الاستقرار الجاذبية، ويجب أن تكون الكرة – كرة دايسون، خفيفة ورقيقة للغاية مقارنة بالنجمين وإلا فإن تأثير جاذبيتها يتداخل مع ديناميكيات النظام ويدمر الاستقرار”.

ويذكر أن مفسر هذه النظرية الحديثة بول سوتر، وهو أستاذ باحث في الفيزياء الفلكية في جامعة ولاية نيويورك ستوني بروك ومعهد فلاتيرون في مدينة نيويورك، يظهر بانتظام على التلفزيون والـ “بودكاست”، بما في ذلك برنامج “أسأل رائد فضاء”، وألّف كتابين وهما “مكانك في الكون” و”كيف تموت في الفضاء؟”، ويسهم بانتظام في مواقع Space.com وLive Science وغيرها، وحصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء من جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين عام 2011، وأمضى ثلاثة أعوام في معهد باريس للفيزياء الفلكية، تلتها زمالة بحثية في ترييستي بإيطاليا.

تبسيط الفكرة للهواة

من جهة ثانية، وفي محاولة لتبسيط الفكرة للهواة في مجال الفلك من خلال مثال معروف، نشرت “كارولين ديلبرت” دراسة تقوم من خلالها بمقارنة “كرات دايسون” بالحلقة الغامضة المحيطة بكوكب زحل، وديلبرت كاتبة في مواضيع الطاقة النووية وعلم الكونيات ورياضيات الحياة اليومية والفلسفات في هذا الإطارن، وهي المحررة المساهمة في مجلة “بوب ميك” ونشرت مقالتها عبر موقع Popular Mechanics، وجاء فيها “في الورقة البحثية الجديدة يكتب المهندس وباحث الأشرعة الشمسية المعاصر كولين ماكينيس من جامعة غلاسكو في إسكتلندا عن بعض الطرق الرئيسة التي يمكن من خلالها تحقيق هذه البنى الفوقية، ويكمن السر في التركيبة المحددة للأجرام السماوية المحاطة بكرة أو حلقة دايسون لأن إضافة مصادر أخرى للجاذبية المحلية يمكن أن تثبتها”.

ولفهم أهمية هذا الأمرعلينا تتبع ورقة ماكينيس البحثية إلى خمسينيات القرن الـ 19، وحينها كتب الفيزيائي المخضرم الإسكتلندي جيمس كلارك ماكسويل ورقة بحثية بارزة حول حلقات زحل جاء فيها أنه “عندما نتأمل الحلقات من منظور علمي بحت فإنها تصبح أروع الأجرام السماوية، وعلينا إما تفسير حركتها وفقاً لمبادئ الميكانيكا أو الاعتراف بأنه في عوالم زحل، يمكن أن تكون هناك حركة تنظمها قوانين لا نستطيع تفسيرها”.

من هو دايسون؟

وفق موقع الموسوعة العلمية الأوروبية “ويكيبيديا” تنسب فكرة الكرات الطموحة للغاية هذه للعالم جون فريمان دايسون الذي عاش بين الـ 15 من ديسمبر (كانون الأول) 1923 والـ 28 من فبراير (شباط) 2020، وهو رياضي وفيزيائي نظري أميركي من أصل بريطاني.

واشتهر دايسون بعمله في مجال نظرية الكم وفيزياء الحال الصلبة وعلم الفلك والهندسة النووية، وهو عضو في مجلس الرعاة من نشرة علماء الذرة، وقد عمل في جامعة “برنستون” في ولاية نيو جيرسي لأكثر من 50 عاماً، كما عمل أيضاً على مجموعة متنوعة من المواضيع في الرياضيات مثل الطوبولوجيا والتحليل الرياضي ونظرية الأعداد والمصفوفات العشوائية والدراسات المناخية.

وشارك دايسون بين عامي 1957 و 1961 في الإشراف على مشروع “أوريون” الذي اقترح إمكان التحليق في الفضاء باستخدام الدفع بالنبض النووي، وقد بني النموذج الأولي باستخدام متفجرات تقليدية لكن المعاهدة التي كان يشارك في دعمها حظرت تجارب الأسلحة النووية، مما أدى إلى التخلي عن المشروع، وفي عام 1958 قاد فريق التصميم “مفاعل تريغا” النووي التجريبي المستخدم في جميع أنحاء العالم داخل المستشفيات والجامعات لإنتاج النظائر المشعة.

المزيد عن: الذكاء الاصطناعيكرات دايسونالكواكبالمشتريالطاقة الشمسية