Çok Boyutlu Bir Evrende Mümkün Olabilecek 3 Şey

Görebildiğimiz ve hissedebildiğimiz kadarıyla dört boyut olsa da, bilim insanları daha fazla boyutun var olması gerektiğini söylüyor. Peki, diyelim ki varlar. Bu bilgi gerçek hayatta ne işimize yarayacak? Bu olası boyutların pratik anlamda bir faydasını görebilir miyiz? Yaklaşık yüz yıl önce Edwin Hubble galaksilerden dört bir yana dağılan kırmızıya kayan ışık dalgaları gördüğünde, uzayın genişliyor olabileceği düşüncesi doğdu. Bazı Öklit dışı geometri varsayımlarıyla da desteklendiğinde Hubble’ın bu keşfi, evrenimizin normalde alışık olduğumuz üç boyuttan daha fazla boyut barındırabileceği anlamına geliyordu. Bu düşüncenin kaynağı ise evrenin bazı parçalarının birbirinden uzaklaşıyor olmalarına rağmen fiziksel bir merkezleri, üç boyutlu uzayda bir orijin noktaları olmaması.

Bunu anlamak için şişirilen bir balonun yüzeyini düşünün. Balonun yüzeyi iki boyutlu bir düzlem olmasına rağmen şişirildikçe kavis kazanır, iki yüzeyi birbiri üstünden ayrılır ve yuvarlak bir şekil alır. Aynı bunun gibi üç boyutlu uzaydan izlediğimiz, iki boyutlu uzayda meydana gelen bu değişimi alıp uzayın genişlemesi ile kıyasladığımızda, görebildiğimiz üç boyutlu uzayda yaşanan bu genişlemeyi, ‘şişmeyi’ dördüncü boyutun varlığına yorabiliyoruz. Peki bu başka boyutların varlığı, günlük hayatımızı etkileyen uygulamalı fizikte kullanılabilir mi? Bu boyutların olası kullanımları nelerdir?

Büküm Sürüşü

Dördüncü boyutu anlatmak için fizikçiler genellikle analojiler kullanırlar, bu analojilere örnek olarak hiperküp olarak adlandırılan geometrik şekiller veya Edwin Abbott Abbott tarafından 19. yüzyılda yazılan Düzülke (Flatland) adlı romandaki imgelemler verilebilir. Kitapta, yalnızca uzunluk ve genişlik boyutlarına sahip, iki boyutlu bir düzlemsel dünyada yaşayan iki boyutlu canlılar betimlenir. Üçüncü bir boyutu algılama kapasitesi olmayan Düzülkeliler, tıpkı bilgisayarlı tomografiler veya manyetik rezonans filmlerinin vücudu iki boyutlu dilimler halinde göstermesi gibi, üç boyutlu bir düzlemden gelen ziyaretçilerinin yalnızca iki boyutlu bir izdüşümünü görebilirler. Bu analojiyi kullanarak, üç boyutlu dünyamızı, dört boyutlu bir uzayın sonsuz sayıdaki izdüşümsel dilimlerinden yalnızca biri olarak değerlendirebiliriz.

Dört boyutun ötesine geçtiğimizdeyse işler karmaşıklaşıyor ve kafamızda görsel olarak canlandırması güç bir hâle geliyor. Burada fizikte ‘M teorisi‘ adı verilen, birden fazla tip süpersicim teorisini birleştiren bir teoriden bahsedebiliriz. M teorisi kabaca çok sayıda, söz gelimi 10, 11 tane boyut olabileceğini, bu sayının yalnızca bu boyutları size kim açıklıyorsa ona bağlı olduğunu söyler. Bu teoriye göre alışık olduğumuz üç boyutun ötesinde, kompakt boyutlar vardır. Bunların hepsi ‘brane‘ adı verilen, sicimler gibi titreşmekte olan bir fenomene bağlıdır. Fakat bu fenomenin burada konu edeceğimiz özelliği şu ki, bu fazladan, ‘kompakt’ düzlemler kompakt kalmak zorunda değillerdir. Yıldızlararası araştırmaları destekleyen, kâr amacı gütmeyen bir kuruluş olan Icarus Interstellar‘ın yöneticisi Richard Obousy‘ye göre, bir kutuya sıkıştırılmış yaylı kukla gibi bu sıkıştırılmış düzlemler açılabilir.

“Gelişmiş bir medeniyet üst boyutları nasıl manipüle edebileceğini keşfedebilirse, bunu büküm sürüşü dahil çok sayıda teknolojiyi geliştirmek için kullanabilirler,” diyor Obousy. Burada işaret ettiği şey, sıkıştırılmış hâldeki ekstra boyutları kontrol edebilirsek, bunlardan bildiğimiz üç boyutlu herhangi bir dünyayı istediğimiz şekilde genişletebileceğimiz ihtimali. Bu sıkıştırma etkisini gerçekleştirebilecek cihazı bir uzay gemisinin burnuna, sıkışmış boyutları açacak olanı da geminin en arkasına yerleştirdiğinizde, boyutlar arası seyahat edebilmenizi sağlayacak bir büküm motoru geliştirmişsiniz demektir.

Tabii şimdiden Alpha Centauri tatili hayalleri kurmaya gerek yok, zira Obousy’nin itiraf ettiği gibi ‘küçük’ bir pürüz var: Şimdiye dek, varsayımsal ekstra boyutların varlığına dair en ufak bir kanıt bile bulamadık. Bir gün Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın bu konuda bazı kanıtlar ortaya koyması beklense de, bunun büküm motoruna giden yolu açıp açamayacağı henüz herkes için büyük bir sır.

Zamanda Yolculuk

Zaman uzaysal bir boyut olmasa da, zaman çizgisi üzerinde tek yönlü hareket ediyor olduğumuz için genelde bir boyut olarak kabul edilir. Henüz zamanda geri gidip tarihin akışını değiştirecek teknolojiye sahip değiliz. Başka boyutlara gidecek bir yol bulabilirsek, balon analojisi bize bunun üç boyutlu düzlemden baktığımızda çok uzak görülen mekânlara doğrudan bir tünel açabilmemizi sağlayabileceğini gösteriyor. Tabii, geçmişe veya geleceğe yolculuk edip edemeyeceğimiz konusu çok belirsiz.

Her Uzay Yolu veya Geleceğe Dönüş hayranı bilir ki geçmişe gitmek çok kompleks bir konudur; zira tarihin akışını değiştirebilir, böylece var olmanıza yol açan olaylar silsilesinin bile bozulmasına yol açabilirsiniz. Öte yandan, AROG‘da Özkan Uğur’un geleceğe gittiği gibi değil de, sahiden zamanın akışını hızlandırarak geleceğe gitmek mümkün olabilir. Üstelik bunu nasıl yapabileceğimizi de biliyoruz.

Einstein’ın görelilik kuramı sayesinde hesaplanabilen ve zaman genişlemesi adı verilen bu fenomen, eğer bir uzay gemisini ışık hızının belli bir oranına ulaşacak kadar hızlandırabilirsek, gerçek olabilir. Işık hızına (c) gerçekten çok yakın bir hızda seyahat edebilirsek zaman bizim perspektifimizden yavaşlar, bu yavaşlamayı da gama faktörü (veya Lorentz faktörü) olarak bilinen bir değer cinsinden ölçebiliriz. 0.87c hızının hemen altında seyreden bir gemi için gama faktörü değeri 2’dir, yani Dünya’dan izleyen varsayımsal bir gözlemci için bir dakika geçmişken, gemide seyahat eden yolcu için iki dakika geçmiş olur. 0.94c hızında gama faktörü 3 olur, geminin hızı c değerine (ışık hızı) yaklaştıkça gama faktörü değeri de eksponansiyel olarak büyür. Örneğin hız 0.9992c olduğunda gama faktörü 25 olur ki, eğer bu hızı yeterince uzun koruyabilirseniz zamanda hatırı sayılır bir miktar ileri gitmiş olursunuz. 25 ışık yılı uzaklıktaki Vega yıldızını ziyaret edip gelirseniz siz ve gemideki arkadaşlarınız için sadece 2 yıl geçmiş olurken, Dünya’ya döndüğünüzde ayrılmanızın üzerinden yarım asır geçtiğini görürsünüz.

Zaman genişlemesi fenomeninin gerçekliği atom altı parçacık hızlandırıcıları tarafından kanıtlanmıştır, yani bahsettiğimiz bu varsayımsal durum gayet mümkündür. Şimdilik bu deneyleri insanlar üzerinde gerçekleştiremiyor olsak da, bir gün bu hızlara ulaşmamız yalnızca bir zaman meselesi. Nasıl şaka ama?

Seyahat Edilebilir Solucan Delikleri

Çok boyutlu evrende karşımıza çıkan bir başka imkân da solucan delikleri olacaktır. Carl Sagan, Contact öyküsü için yıldızlararası mesafeleri kat etmenin gerçekçi bir yolunu bulmak istediğinde, teorik fizikçi Kip Thorne’dan yardım istemişti. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ndeki en iyi öğrencilerinden birkaçıyla birlikte çalışmalar yürüten Kip Thorne, gerçekten de bunun nasıl mümkün olacağının formüllerini çıkarmıştı: Stabil, içinden geçilebilir bir solucan deliği; hatta uzay-zamanın farklı noktalarını birbirine bağlayan bir tüneller dizisi.

Bu, Miguel Alcubierre’in Einstein’ın görelilik kuramının Uzay Yolu’ndaki gibi bir büküm motorunun geliştirilmesine uygunluğunu ispatlamasından on yıl kadar önceydi; bu nedenle Sagan, öyküsündeki ana kahraman Ellie Arroway’in öykünün ilerlemesi adına galakside hızlıca dolaşabileceği akla yatkın ve bilimselliği de olan tek örnek olduğu için solucan deliklerini kullanmıştı.

Gelişmiş bir uygarlık, dördüncü bir boyutun yardımıyla uzay-zaman dokusunda birbirine yakın girişleri ve çıkışları olacak bir solucan delikleri sistemi inşa edebilir. Eğer bunu başarabilirsek, nispeten yakınımızda, örneğin Güneş Sistemimiz içinde bir giriş noktası oluşturabilir, çıkış noktasını da söz gelimi Dünya benzeri bir gezegen barındıran çok uzaklardaki bir yıldız sistemine bağlayabiliriz. Bilimkurguda bu konsept yıldız geçitleri (stargate) olarak karşımıza çıkar.

Einstein alan denklemleri olarak da bilinen genel görelilik kuramlarından elde edilen matematiksel olarak karmaşık buluşlar sayesinde, ister solucan delikleri, ister de büküm motoru olsun herhangi bir yöntemle uzayı bükebilecek bir teknoloji, negatif enerji denen bir fenomene ihtiyaç duyacaktır. Negatif enerjinin ne olduğunu kafada canlandırmak zor olsa da varlığı kuantum fiziği alanındaki çalışmalarla da örtüşüyor. Hatta kuantum optiği teknolojisini ve Casimir etkisi denen bir fenomeni de kullanan fizikçiler, çok küçük miktarlarda da olsa bir tür negatif enerji (negatif vakum enerjisi) oluşturmayı başardılar. Doğa bunu çok yoğun yerçekimi kuvvetlerinin bulunduğu ortamlarda büyük miktarlarda üretebiliyor olsa da, henüz biz böyle bir yerçekimi yoğunluğunu oluşturabilecek teknolojiye sahip değiliz.

Texas’ın Austin şehrindeki Gelişmiş Araştırmalar Enstitüsü’nde Kıdemli Fizikçi olan ve ışıktan hızlı itiş gücü konseptleri konusunda uzmanlığı bulunan Eric Davis‘s göre, bunu başarmanın en iyi yolu Ford-Svaiter aynası denen bir kuantum optiği cihazını kullanmak. Bu henüz herhangi birinin inşa edebildiği bir şey değil ancak inşa edilmesi mümkün ve negatif vakum enerjisini yoğunlaştırmaya yarıyor. Eğer bunu küçük bir Ford-Svaiter aynası ile yaparsanız minik bir solucan deliği oluşturabilirsiniz, Davis’e göre cihazın gücünü arttırarak, nihayetinde bu solucan deliklerini uzay gemilerinin girebileceği ölçülerde büyük hâle getirmek mümkün. Bir kere solucan deliğine girildiğinde çıkış noktasını bulmak bir karmaşık olacaksa da, farklı noktalarda Ford-Svaiter aynaları yerleştirerek çıkış noktaları açmak teorik olarak mümkün olacaktır.

Stabil giriş ve çıkış noktalarına sahip bir solucan deliği oluşturulabildiğinde, Dünyamız ve ilk yıldızlararası hedefimiz arasında gidip gelebileceğimiz bir yolumuz olacak. Bu deliği hedef yıldız sistemlerini, özellikle de kolonize edebileceğimiz, yaşam sürdürmeye uygun gezegenler olan sistemleri keşfetmekte kullanabiliriz; ayrıca bu solucan deliği çıkış noktasından daha uzaklara gitmek için de bir sıçrama tahtası vazifesi görebilir. Böylece bir tür solucan delikleri ağı kurarak galaksimizin bu küçük köşesini daha rahat keşfedebiliriz.

Kim bilir, belki de bir gün, Sagan’ın da hayal ettiği gibi, oluşturacağımız bu ağın bir yerinde daha önce başkaları tarafından inşa edilmiş benzer bir ağa rastlayabiliriz. Bu durumda uzayın kurallarını bir an önce öğrensek iyi olur, çünkü epey trafik olacağa benzer.

Kaynak