bilimkurgu kulubu

Bilim & Teknoloji bukum surusu enterprise star trek

Tarih: 4 Kasım 2021 | Yazar: Murat Yıldırım

0

Büküm Sürüşünün Ardındaki Bilime Bir Bakış

Güneş’e en yakın yıldız Proxima Centauri. Yaklaşık 4.25 ışık yılı (veya 40 trilyon km) uzaklıkta. Bugüne kadar ürettiğimiz en hızlı uzay aracı olan Parker Güneş Sondası’nın yaklaşık 724.000 km / saat maksimum hıza ulaşacağı tahmin ediliyor. Bu hızla İstanbul’dan Ankara`ya gitmek sadece 2,24 saniye sürerdi. Ancak bu baş döndürücü hız bile uzayın enginliği karşısında anlamsız kalmaktan kurtulamıyor. Zira sondanın bu hızla bize en yakın komşu yıldız sistemine ulaşması yaklaşık 6.633 yıl sürecektir. Eğer yıldızlar arasında kolayca seyahat etmek istiyorsak, ışıktan hızlı ulaşımın bir yolunu bulmamız gerekiyor. Ancak bu da şu an için sadece bilimkurguda mümkün.

Bu aralar dizisi ile gündemde olan Isaac Asimov‘un Foundation serisinde insanlar, atlama sürücüleri kullanarak gezegenden gezegene, yıldızdan yıldıza veya galaksinin bir ucundan diğerine seyahat edebiliyor. Interstellar ve Stargate gibi yapımlarda ise kahramanlarımızı, yıldız sistemleri arasında seyahat etmek için solucan delikleri kullanırken izliyoruz. Star Trek hayranlarının aşina olduğu başka bir yaklaşımsa büküm sürüşü ya da özgün adıyla warp drive ve üstelik teorik olarak da mümkün. Peki ama bu teorik büküm sürücüleri nasıl çalışıyor? Ve insanlar yakın zamanda büküm hızına ulaşabilecek mi?

Sıkıştırma ve Genişleme

Fizikçilerin şu anki uzay-zaman anlayışı, Albert Einstein‘ın Genel Görelilik Teorisi‘nden geliyor. Genel Görelilik, uzay ve zamanın kaynaştığını ve hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı hareket edemeyeceğini belirtir. Aynı zamanda kütle ve enerjinin uzay-zamanı nasıl büktüğünü de açıklar. Biliyoruz ki yıldızlar ve kara delikler gibi ağır nesneler, etraflarındaki uzay-zamanı büküyor. Bu eğrilik, yerçekimi olarak hissettiğiniz şey ve birçok uzaylı kahramanın bir kütleçekimi kuyusuna “sıkışıp kalma” veya “düşme” konusunda endişe duymasının de baş müsebbibi. Öncül bilimkurgu yazarları John Campbell ve Asimov, bu bükülmeyi hız sınırını aşmanın bir yolu olarak gördü.

Bir uzay gemisi, arkasındaki uzay-zamanı genişletirken önündeki uzayı da sıkıştırabilseydi ne olurdu? Star Trek bu fikri aldı ve ona büküm sürüşü adını verdi. 1994 yılında Meksikalı teorik fizikçi Miguel Alcubierre, bir uzay gemisinin önündeki uzay-zamanı sıkıştırırken arkasındakini genişletmesinin Genel Görelilik yasaları dâhilinde mümkün olduğunu gösterdi. Peki bunun anlamı ne? A ve B noktaları arasındaki mesafenin 10 metre olduğunu hayal edin. A noktasında duruyorsanız ve saniyede bir metre yol alabiliyorsanız, B noktasına ulaşmanız 10 saniye sürecektir. Ancak, siz ve B noktası arasındaki boşluğu sadece bir metre olacak şekilde sıkıştırabildiğinizi düşünelim. Ardından, saniyede bir metrelik maksimum hızınızla uzay-zamanda hareket ederek, yaklaşık bir saniyede B noktasına ulaşabileceksiniz. Teoride, etrafınızdaki uzayda ışıktan daha hızlı hareket etmediğiniz için bu yaklaşım görelilik yasalarıyla da çelişmeyecektir. Alcubierre, “Star Trek bizlere, büküm sürüşünün teorik anlamda mümkün olabileceğini gösterdi,” diyor.

Bekle bizi Proxima Centauri, geliyoruz, değil mi? Hayır, daha değil ne yazık ki! Alcubierre’nin uzay-zamanı sıkıştırma yönteminin bir sorunu var: Çünkü bu işlem negatif enerji veya negatif kütle gerektiriyor.

Negatif Enerji Sorunu

Alcubierre’nin büküm sürücüsü, uzay gemisinin etrafında düz bir uzay-zaman balonu oluşturacak ve mesafeleri azaltmak için bu balonun etrafında uzay-zamanı bükerek çalışacaktı. Ancak büküm sürücüsünün çalışabilmesi için ya negatif kütle (sadece teorik olarak var olan bir madde türü) ya da halka seklinde bir negatif enerji yoğunluğu kullanılması gerekiyor. Fizikçiler hiçbir zaman negatif kütleyi gözlemleyemedi, bu da negatif enerjiyi tek seçenek olarak bırakıyor.

Gerekli negatif enerji sağlamak için büküm sürücüsü, büyük miktarda kütle kullanarak parçacıklar ve anti-parçacıklar arasında bir dengesizlik yaratacaktır. Örneğin, büküm sürücüsünün yakınında bir elektron ve bir anti-elektron çifti belirirse, parçacıklardan biri kütle tarafından yakalanacak ve bu da bir dengesizliğe neden olacaktır. Bu dengesizlik de negatif bir enerji yoğunluğu ile sonuçlanacaktır. İşte Alcubierre’nin büküm sürücüsü, bu negatif enerjiyi uzay-zaman balonunu yaratmak için kullanıyor. Ancak bir büküm sürücüsünün yeterli negatif enerji sağlaması için çok fazla maddeye ihtiyaç var.

Bilimkurgusal Bir Gelecek mi?

Yakın tarihli iki makalede bilim insanları, büküm sürücülerini gerçeğe yaklaştıran bazı çözümleri ele aldı. İlk makalenin yazarları Alexey Bobrick ve Gianni Martire, balonun içindeki uzay-zamanı belirli bir şekilde bükerek negatif enerji kullanma ihtiyacını ortadan kaldırabileceklerini belirtiyor. Ancak bu çözüm, ışıktan daha hızlı gidebilen bir büküm sürücüsü üretilmesine olanak tanımıyor. Diğer makalenin yazar Erik Lentz ise negatif enerji gerektirmeyen başka bir çözüm öneriyor. Lentz, Genel Görelilik denklemlerini çözmek için farklı bir geometrik yaklaşım kullanarak büküm sürücüsünün negatif enerjiye ihtiyaç duymayabileceğini ortaya koyuyor. Ayrıca Lentz’in çözümü, geminin etrafındaki balonun ışık hızından daha hızlı hareket etmesine de izin veriyor.

Bu heyecan verici gelişmelerin sadece matematiksel modeller olduğunu belirtmek önemli. Yine de günümüzde büküm sürücülerinin bilimi yavaş yavaş ortaya çıkıyor diyebiliriz. Kaptan Picard’ın sözleriyle, “Bir şey ancak başarılana kadar imkânsızdır.”

Kaynak

Etiketler: , , , , , , , , , , ,


Yazar Hakkında

Bilim veTeknik dergisinde popüler bilim yazarlığı ve editörlük yapmışlığım var. Bilimkurgu Kulübü websitesinde yazı yazmaya ve çeviri yapmaya devam ediyorum. Amatör olarak yazdığım hikayelerim yine Bilimkurgu Kulübü websitesinde, Yerli Bilim Kurgu Yükseliyor e-dergiside, Kayıp Rıhtım aylık öykü seçkisi ve Lagari Fanzin'de yayımlandı. Elime geçen, hoşuma giden herşeyi okurum ama özellikle bilimkurgu, fantazi ve korku edebiyatına bayılırım. Eğitim hayatımda yolum Istanbul Atatürk Fen Lisesi, Boğaziçi Üniversitesi, University of Iowa ve University of Ottawa'dan geçti. Şu anda hayatımı ultrahızlı lazer laboratuvarlarında THz bandında foton toplayarak kazanıyorum.