دانشمندان معتقدند بحث کمبود انرژی مختص انسان و کره زمین نبوده و حتی تمدن‌های پیشرفته بیگانه نیز در صورت وجود داشتن، با مسئله انرژی در سفرهای میان‌ستاره‌ای روبه‌رو هستند. این محدودیت فیزیکی، پیش از هرگونه انتخاب محل فرود یا شیوه ارتباط، تعیین‌کننده امکان‌پذیری مأموریت است و نشان می‌دهد که فاصله کیهانی تنها با پیشرفت فناوری حل نمی‌شود.
به گزارش سیناپرس، فرض کنید تمدنی بیگانه زمین را کشف کند و بخواهد آن را بررسی کند. پیش از انتخاب محل فرود یا تصمیم درباره نحوه معرفی خود، با پرسشی مهم روبه‌رو می‌شود: چه مقدار مرسولات را باید به این سیاره بفرستد و با چه سرعتی می‌تواند آن را ارسال کند؟ ما اغلب از این پرسش می‌گذریم و فرض می‌کنیم که با گذشت زمان کافی، هر تمدنی فضاپیماهایی خواهد ساخت که به آسانی کهکشان را طی کنند. اگر پیشرانش معمولی بسیار کند باشد، شاید فضا را خم کند یا کرم‌چاله‌ای بیافریند. اما توصیف راهی برای عبور از فاصله، ثابت نمی‌کند که کسی بتواند آن را بسازد.
قانون اول ترمودینامیک به روشنی بیان می کند انرژی خلق یا نابود نمی‌شود، بلکه تنها منتقل یا تبدیل می‌گردد. فضاپیما می‌تواند انرژی را از سوخت، نور خورشید یا پرتوی ارسالی از جایی دیگر دریافت کند، اما سامانه پیشرانش آن نمی‌تواند انرژی را از هیچ بیافریند. این قانون، سفر میان‌ستاره‌ای را ممنوع نکرده و همچنین میزان انرژی در اختیار یک تمدن بیگانه را مشخص نمی‌سازد، اما پیش از فرض عملی بودن سفر، ما را ملزم می‌کند بپرسیم انرژی این سفر احتمالی از کجا تأمین می‌شود.
لازم به ذکر است که انرژی لازم برای رسیدن به سرعتی نسبتاً متوسط برای طی کردن فواصل میان‌ستاره‌ای قابل توجه است. در مقاله‌ای فنی از ناسا، پژوهشگران پیشرانش توضیح می‌دهند که شتاب‌دادن تنها یک کیلوگرم شی به یک‌دهم سرعت نور، تقریباً ۴۵۰ تریلیون ژول انرژی جنبشی می‌طلبد. بنابراین فضاپیمایی با جرم یک تن متریک به حدود ۴۵۰ کوادریلیون ژول فقط برای حرکت خود نیاز دارد که معادل تقریبی ۱۲۵ میلیارد کیلووات‌ساعت است و این انرژی پیش از احتساب تلفات پیشرانش یا انرژی همراه خروجی اگزوز بوده و رقم اصلی قطعا بیشتر خواهد بود.
البته باید توجه داشت فضاپیماها نیازی ندارند سوخت را به‌طور پیوسته بسوزانند تا در فضای تقریباً خالی حرکت کنند و پس از شتاب‌گیری می‌توانند به‌صورت آزاد شناور شوند هر چند دشواری اصلی این ماموریت احتمالی، در دستیابی به سرعت مطلوب، زنده ماندن در طول مسیر و رسیدن در وضعیتی است که مأموریت را ممکن سازد. از سوی دیگر در سرعت‌های بسیار کمتر از نور، دو برابر کردن سرعت تقریباً انرژی جنبشی را چهار برابر می‌سازد. نزدیک به سرعت نور، نسبیت افزایش را بسیار تندتر می‌کند. بر اساس قوانین فیزیک، شتاب‌دادن جسمی دارای جرم تا خود سرعت نور به انرژی نامحدود نیاز دارد. این واقعیت انتخابی عملی پدید می‌آورد: جرم کمتر بفرستید، سفر طولانی‌تری بپذیرید یا انرژی بسیار بیشتری تأمین کنید.
در این میان تفاوت میان داشتن انرژی کافی و تحویل سریع آن نیز وجود دارد. سامانه‌ای که طی قرن‌ها انرژی انباشته می‌کند، لزوماً قادر نیست آن را به‌صورت ایمن در هنگام شتاب‌گیری فضاپیما آزاد سازد. مهندسان باید توان (نرخ انتقال انرژی) را نیز در کنار مقدار کل در نظر بگیرند. تمدن بیگانه ممکن است راه‌حل‌های مختلفی برای این مشکلات داشته باشد، اما پیشنهاد جدی همچنان به منبع، شیوه تحویل انرژی و سخت‌افزاری نیاز دارد که بتواند فرآیند را تحمل کند. پیشرفت در یک حوزه به‌طور خودکار دیگران را حل نمی‌کند.
یکی از فرضیات محتمل این است که بیگانگان ممکن است به انرژی در مقیاسی دسترسی داشته باشند که نیروگاه‌های بزرگ ما را ناچیز جلوه دهد. تمدنی که بخش قابل توجهی از خروجی یک ستاره را جمع‌آوری کند، می‌تواند مأموریت‌هایی را تصور کند که ما تنها رویای آن را داریم. با این حال، انرژی فراوان همچنان باید جمع‌آوری و به مأموریت تحویل داده شود. داشتن تأمین انرژی عظیم و داشتن سازوکار فیزیکی لازم، دستاوردهای جداگانه‌ای هستند.
در نهایت، مسئله انرژی در سفرهای میان‌ستاره‌ای یادآور مرزهای استوار فیزیک است که حتی پیشرفته‌ترین تمدن‌های فرضی نیز نمی‌توانند از آن بگریزند. قوانین طبیعت، از پایستگی انرژی تا محدودیت‌های نسبیت و ماده عجیب، نه مانعی دلسردکننده، بلکه چارچوبی دقیق برای اندیشیدن درباره امکان‌های واقعی کیهان‌اند. شاید بیگانگان راه‌حل‌هایی بیابند که امروز برای ما دور از دسترس به نظر می‌رسد، اما هر گامی به‌سوی ستارگان همچنان نیازمند توضیح روشن درباره منبع انرژی، شیوه تحویل آن و سخت‌افزاری خواهد بود که بتواند این چالش عظیم را تاب آورد. این محدودیت‌ها، به‌جای آنکه رویاهای اکتشاف را خاموش کنند، ما را به درک عمیق‌تر از عظمت جهان و فروتنی در برابر قوانین حاکم بر آن فرامی‌خوانند.
مترجم: میتراسادات میرفیضی