Güneşi Kafeslemek: Dyson Küresi

Enerji… İnsanlığın bitmeyen ihtiyacı. Kişi başına düşen enerji tüketimi, gelişmiş ülkeleri gelişen ve gelişmemiş ülkelerden ayıran bir mihenk taşı. Örneğin Dünya nüfusunun %5’ini bile oluşturmayan ABD tüketilen tüm enerjinin %25`ini harcıyor. Aynı şekilde uygarlıkları da tükettikleri ya da elde ettikleri enerjiye göre sınıflandırmak mümkün. İsmini duymuş olabileceğiniz Kardashev Cetveli tam da bunu yapıyor. Tip I olarak adlandırılan uygarlıklar üzerinde yaşadıkları gezegenin tüm enerjisini kullanabiliyor. Tip II, çevresinde dolaştıkları yıldızın enerjisinin neredeyse tamamını kontrol altına almış uygarlık olarak tanımlanıyor. Tip III uygarlıklar ise içinde bulundukları galaksinin enerjisini kontrol edebiliyor. Medeniyet sınıflarının ayrıntılarını merak ediyorsanız bu yazıya göz atabilirsiniz.

İnsanlık olarak kurduğumuz uygarlık daha Tip I bile değil. Michio Kaku insan türünün 100-200 yıl içinde Tip I olabileceğini, birkaç bin yıl içinde de Tip II’ye ulaşabileceğimizi öngörüyor. O kadar enerjiye ihtiyacımız olacak mı diye düşünüyorsanız bir de şöyle bakın. Dünya üzerindeki herkes bir ABD’li kadar enerji tüketmeye başladığı anda Dünya’daki enerji tüketimi en az 5 kat artacak. Nüfus artışının ve teknolojik ilerlemenin genelde daha çok enerji tüketimi anlamına geldiği düşünüldüğünde, 100 yıl sonra yıldızlararasında enerji arıyor olmamız hiç de sürpriz değil.

Bir yıldızın enerjisini doğrudan toplama konusuna ilk değinen 1937’de Star Maker isimli romanı ile Olaf Stapledon olmuş. Bu kavramı popülerleştiren ise, 1960 yılında Science dergisinde yayımlanan makalesiyle Freeman Dyson. Dyson Küresi, bir Star Trek: TNG bölümünde de karşımıza çıktığı gibi, bir yıldızın enerjisini toplamak için onu üç boyutlu olarak kuşatacak şekilde inşa edilen megalitik bir yapıdır. Eğer “yerel” olarak konuşacak olursak, mevcut teknolojimizle Güneş’in etrafını çevreleyecek bir yapı inşa etmek bizim için imkansız.

Güneş’ten Dünya kadar uzaklıkta, onu tamamıyla çevreleyen bir kürede ya da Larry Niven‘in Halka Dünya‘sı gibi alabildiğine geniş bir alanda yaşamak çok ilginç olabilirdi. Bu uzaklıktaki bir kabuk, yüz milyonlarca Dünya kadar bir yüzey alanına sahip olurdu. Peki bu kadar büyük bir alanı oluşturacak maddeyi nereden bulacağız? Güneş sistemindeki  maddenin çoğu Güneş’in kendisinde bulunuyor. Güneş sisteminde geri kalan hidroyen ve helyum olmayan tüm maddeyi bir araya getirirsek, Güneş-Dünya uzaklığı (1 astronomik birim, 1AU) kadar uzaklıkta ve  kalınlığı ancak 10-20 cm kadar bir kabuk oluşturabiliyoruz. Aslında bildiğimiz herhangi madde ve inşaat tekniğiyle Güneş’in toplam kütleçekimine ve kendi kütlesinin oluşturduğu basınca karşı koyacak bir yapı yapmamız mümkün değil. İçiçe konmuş dönen küreler ve halkalar ile ilgili teoriler var, ama şu an için hepsi uzak bir hayal.

İkinci bir sorun daha ortaya çıkıyor. Bu kürede Dünya’daki gibi bir yerçekimi olmayacak. Peki küre dönerse merkezkaç kuvvet, yerçekimi yerine geçemez mi? Hayır. Ekvatorda yerçekimi tam olur. Fakat dönme ekseninin kutuplarında yerçekimi sıfır olacaktır. Bu fikir belki bir halka dünyada işe yarayabilir. Dünya benzeri bir yerçekimi için Güneş’e ortalama Dünya kadar uzak bir halka dünyanın saatte 5 milyon km hızla dönmesi gerekecek. Anlayacağınız, tam yerçekimine ulaşmak biraz zaman ve enerji gerektirecek. Ayrıca yörüngeye yerleştirmek veya hızlandırıp bırakmak yeterli olmayacak çünkü hem küre hem de halka çok kararlı değil. Meteor çarpması gibi bir dış etken hassas dengeyi bozabilir. Sürekli kontrol altında olması şart. Bu arada Dünya üzerinde Güneş enerjisini çok verimli toplayamadığımızı; şu an %10 civarında bir verim alabildiğimizi de ekleyelim.

Madem böylesine büyük bir yapı yapmak hem çok zor hem de ilk bakışta göründüğünden çok fazla sorunlu, daha küçük yapılar inşa ederek Güneş’in etrafında yörüngeye oturtamaz mıyız? Dyson Sürüsü (Swarm) adı verilen bu yaklaşım çok daha gerçekçi. Yeterince büyük bir Dyson Sürüsü’nün her bir elemanını kararlı bir yörüngeye oturtursak Güneşin hemen hemen tüm enerjisini toplayabiliriz. Dyson Sürüsü’nün ilk elemanını inşaya başlamak için önümüzde hiçbir ciddi teknolojik engel de bulunmuyor. Hatta Stuart Armstrong tarafından sunulmuş bir plan dahi var. Tek kötü tarafı Merkür’ü harcamamız gerekiyor. Hem de bozuk para gibi. Merkür’ün merkezindeki demir ve kabuğundaki oksijen ilk yapı malzememiz olacak. Otonom madenciliği, kendini kopyalayan robotları da eklediğimiz zaman kilometre çapında içbükey aynalardan ve enerji toplama ünitesinden oluşan ilk elemanı tamamlamamız muhtemelen on yıl kadar sürecek. En büyük kısıt enerji olduğu için, enerji elde edilmesiyle her şey çok daha hızlanacak. Robotlar kendini kopyalayacak, daha çok maden çıkarılacak, daha çok robot ve Dyson Sürüsü elemanı yapılacak. 70 yıl sonra Güneş’ten önemli oranda enerji elde eden bir sürümüz olduğunda Merkür’den geriye sadece çakıl taşları ve hatıralar kalacak.

Bu yaklaşımın olumsuz tarafları da yok değil. Örneğin birbirine yakın yörüngeler kesişmeye başlayabilir. Ufak bir dış etki kontrol edilemeyecek salınımlar başlatabilir. Bu planda bile Güneş Sistem’inin önemli bir kısmını hammadde için parçalamamız gerekecek.

Dyson Küresi’nin farklı versiyonları var. Hepsinin de kendine göre avantajları ve dezavantajları var. Ama Tip II uygarlığa geçişin tek yolu Dyson Küresi değil. Güneş’teki füzyon reaksiyonları evrendeki en verimli süreç sayılmaz. Karşı madde veya kara delikleri kullanarak daha verimli bir şekilde enerji eldesinin mümkün olduğu düşünülüyor. Fakat muhtemelen bu süreçler çok fazla miktarda başlangıç enerjisi gerektirecek. Bu enerji de kısmi bir Dyson Küresi’nden veya Sürüsü’nden elde edilebilir gibi görünüyor.

Kısacası, Dyson Küresi uygarlığımızın geleceği için tek yol değil, ama muhtemelen iyi bir başlangıç.