17 Ekim 2018

Uzay'da Dalga Sörfü - Warp Şürüşü




Ben ilkokuldayken “Boney M” isimli bir müzik grubu vardı ve tınısı hala aklımda olan “One Way Ticket” isimli şarkıları. Tren biletini tek yön alan ve giden…

Hani bir gün deseler; seni koyalım bir uzay aracına ve tek yönlü bir biletle fırlatıp, gönderelim uzayın derinliklerine doğru. Açık söylemek isterim ki şarkı da güzel, teklif de cezbedici. Ancak bırakın bugünkü teknolojiyi, yarın ışık hızı ile ilerleyebiliyor bile olsak benim için yeterli değil. Sadece gökadamızı bile gezemeyecek olduktan sonra, ki yüz yirmi bin üzeri ışık yılı genişlikten bahis ediyorum, teklifi hayatta kabul etmem. Eğer hayatımın kalanını bu işe yatıracaksam, daha çok yer görebilmeyi tercih ederim elbette.

Ama ne dedi usta;”Işık Hızı Evren’in Hız Limitidir”.


Önce biraz anlamaya çalışalım ışık hızını. Işık hızı derken aslında ışığı oluşturan ve kütleleri olmayan fotonların hızından bahsediliyor elbette. Saniyede yaklaşık üç yüz bin kilometre, yani saatte bir milyar kilometreden biraz fazla yol alabilmek demektir. Unutulmaması gereken önemli detay şudur; bu belirtilen hız, kütlesiz fotonun, havasız ortamda bir saniye içerisinde aldığı yoldur. Daha kolay anlaşılabilir bir anlatımla; uzun düzlükte saatte üç yüz kilometre hıza erişmiş bir Formula 1 aracından, yaklaşık üç milyon altı yüz bin kat daha hızlı olmak demektir.

Söylemesi dile kolay…


Peki neden ışık hızında gidemiyoruz?

Oldukça uzun ve teknik bir cevabı var. Gereğinden fazla uzatmak istemem açıkçası ve sadece; Evren’deki “Higss Alanı”, kütle kazanımı, direnç, etkileşim, ağırlık, hafiflik gibi unsurların yer aldığı sebepler paketinden dolayı ışık hızına erişemiyoruz. Sebepler çokça ve sonuç olarak evrenimizdeki hız üst sınırı, ışık hızı’na denk. Evrenimizin dokusu, bir diğer deyişle evrenimiz oluşumu veya sahip olduğu geçerli fizik kanunları dolayısıyla sınırımız burada. Farklı bir evren varsa, biz onu bulursak ve erişebilirsek eğer, farklı kanunlarla karşılaşabiliriz oralarda. Bu içerisinde bulunduğumuz durumda ise “Çare Warp”.

Nedir Warp?


Ademoğlu’nun bilmediğimiz bir gelecekte, Uzay yolculukları için yapacağı araçların teorik olarak gerçekleştireceği hız birimidir. Bir faktör Warp ile bir ışık yılı yol, iki faktör Warp ile on üzeri ışık yılı yol, Warp üç faktörü ile ise yaklaşık otuz dokuz ışık yılı yol alınabilecektir. Kısacası ışık yılı birimleri aritmetik artarken, Warp birimleri logaritmik artmaktadır. Warp motorlarının yaratacağı muhteşem çare de işte burada yatıyor. Warp sürüşüyle hem ışık hızı sınırını aşmayacağız, hem de ışıktan on kat fazla yol alacağız. Biraz farklı şeylerden, bu teknolojiden konuşalım. İşte konu şimdi değişiyor ve işte bu yolculuğa ise bilet hiç düşünmeden alınır.

Nedir Pi” sayısı?


Warp sürüşüne hepimiz “Uzay Yolu” filmlerinden aşinayız. Bu film dizisi yaratıcılarına göre warp sürüşüne “Warp Drive” deniliyor ve iki bin altmış üç yılında Zefram Cochrane isimli bir bilim insanı tarafından icat ediliyor. Warp motorlarının yaratacağı sürüşle ışık hızını geçmeden, uzayı bir battaniye gibi bükerek devasa mesafelere ulaşılabilecek bir mantık kurgulanıyor. Bilim kurgu filminden gerçek hayata, yani bugüne gelirsek eğer, tarihlerin şaşırtıcı şekilde benzerlikler içerdiğini göreceğiz. Kurgusal Warp sürüşü, bin dokuz yüz doksan dört yılında Meksikalı genç bilim adamı, teorik fizikçi Miquel Alcubierre tarafından bilimsel teori şekline büründü. “Alcubierre Sürüşü” ışık hızından daha hızlı yer değiştirilebiceğini ve hatta bunun ışık hızını aşmadan da yapılabileceğini matematiksel bir yaklaşımla savundu.

Dünyamızın uydusu ve yaklaşık dört yüz bin kilometre uzağımızda bulunan Ay’a geleneksek teknolojimizin ürünü kimyasal yakıtlarla, üç günde ulaşabilmiştik. Sekiz ışık dakikalık Mars’a ise ulaşmak aylar sürer. Daha uzaklara ise yıllar ve yıllar ve yıllar. Bize yeni fizik, yani teknoloji, kısacası “Warp Sürüşü” gerekli.

Warp motorları ne yapıyor?


Yöntemin temeli Einstein teorilerinde yer buluyor. Uzay ve zaman bükülebilirliği. Farklı anlatımla; uzayın şeklini bozarak iki nokta arasında kısa yol oluşturmak. Uzay ötesine geçerek, gerçek uzayda kısa yol sağlamak ve böylece logaritmik ilerlemeyi sağlamak. Bir diğer deyişle aracının önündeki uzayı bükmek, katlamak ve aracın gerisindeki uzayı genişletmektir.

Warp sürücü motoru, Warp Drive bir süredir NASA tarafından geliştiriliyor. Bu işin başında doktor Harold White bulunuyor. Teorik olarak motorun tasarımı da, özel yakıtı da, ihtiyaç duyulacak yakıt miktarı da hazır. Geride sadece iki aşama kaldı; Evren’de gerçekten yakıt olarak kullanılabilecek “Egzotik Madde” var mı, varsa nasıl elde edilecek ve bu motoru kullanacak bir uzay aracı nasıl inşa edeceğiz.

Göreceğiz...


Soru basit. Teorik olarak herşey hazır olduğuna göre, ne zaman ışıktan hızlı uzay keşfi yolculuklarına çıkacağız. Bunu söylemek o kadar kolay değil. Henüz aşılması gerekli engeller var. Görellik teorisi yeşil ışık yakmış dahi olsa, kuantum kütle çekim kuramından henüz onay gelmedi. Ayrıca bir de yakıt konusu var. Fosil yakıt kullanmayacağımıza göre, yukarıda sözünü ettiğimiz “Egzotik Madde”, her neyse ve her neredeyse elde edilmeli ve kullanıma sunulmalıdır. Bilim insanlarının bir bölümü egzotik madde bulunamazsa, ışıktan hızlı yol alacak uzay gemilerini unutun diyor. İşte NASA prensiplerinde sevdiğim yön burada devreye giriyor; arayışın sonu yoktur, alternatifler geliştirmeye devam ediyor bilim insanları. Şu anda motoru geliştiren ekibin başında bulunan Harold White warp motorunun yeni bir türünü geliştirerek, egzotik maddeye bile ihtiyaç yok demeye hazırlanıyor. Yeni motor “Kuantum İticiler”. Bu konu üzerine çalışan ekip NASA’nın Johnson Uzay Merkezi’ndeki Eagle Works çalışma grubu, kuram ve tasarımlarına her nekadar teori üzerinden de ilerliyor olsalar ulaşacaklarından çok eminler.

Uzay gemisinin önünde bir warp köpüğü oluşturularak işe başlamak gerekli. Halkaların içindeki uzay aracına bir “Warp Köpüğü” gerekli.


Onu yapacaklar da iki büyük halka içerisindeki bobinler ve oradan geçecek elektrik akımı. Bobinlerin içinde bulunduğu halkalar warp motorları ve yarattıkları elektrik alanı, aracın önündeki uzayı halı misali katlıyor ve uzay aracı; hızlanmadan, ilerlemeden, kımıldamadan ışık hızının logaritmik katlarında ilerliyor. Geminin önündeki uzay bükülürken, geminin arkasındaki uzay geriliyor ve genişliyor. Oluşan dalgaya binen uzay aracı, ışık yılları ile hesaplanacak uzaklıklara kolaylıkla ve ışık hızını geçmeden gidiyor.

Bir sörfçü düşünün.


Gerçekte sörfçü ve tahtası oldukları yerde durmaktadırlar, bükülen ve kinetik enerjisini molekülünden molekülüne aktaran dalga her ikisini taşır. İşte warp motorları bu işi yapıyor. Ancak motorların uzay-zamanı bükebilmesi için gerekli olan enerji miktarı çok yüksek ve bunun sağlanması, beraberinde yakıtın taşınması gerekli. Tanıdık yakıtların yanında, ne kullandığımız nükleer enerji, ne yıldızların kullandığı füzyon enerjisi, ne de antimadde bu işlem için yeterli olamıyor. Bu aşamadaki önemli detay şu; sadece enerji miktarı yeterli değil, bir de bu enerji sağlayıcısının uzay-zamanı bükebilecek beceriye sahip olması da gerekiyor. Diğer taraftan sağlanacak yüksek enerji enerji için gerekli yakıt miktarı da bir sorun olacaktır elbette. Ancak biliminsanları teori üzerine yaptıkları hesaplarıyla bu konuya da bir çare buldular; warp köpüğünü titreştirerek, verimi arttırdılar ve gerekli yakıt miktarı doğal olarak azaldı. Araştırırken eriştiğim cümle şöyle;” Warp köpüğünü titreştirmek uzay-zaman sertliğini almaktadır ve tıpkı sıcak su ve köpükle yumuşayan sakalda jiletin kayması gibi, uzay-zaman da esneklik kazanmaktadır. İnsanoğlunun nerelerden geldiği düşünülürse, yukarıda saydığım tüm hedeflere bilim insanlarının söylediği gibi önümüzdeki elli yılda erişilebilineceğini düşünebiliriz.

Peki böyle bir motor yapabilsek neler yaparız?


Biraz hayal gücümüzü kullanalım. Doğal olarak sistemimiz gezegenlerini keşfedip; olası yaşam imkanı ve maden aramak için gezegenleri kolonileştirirken diğer bir koldan da en yakın komşumuz Proxima Centauri sistemine beş ayda gidebiliriz. Bu motorların yerleştireceği uzay gemileri bizleri elli ışık yılı mesafelere kolaylıkla taşıyacaktır. Böylece, uzayda yol alan sondaların buldukları yaşanabilir gezegenler kolaylıkla ziyaret edilecektir.


Asimow tarafından söylenilen uzay federasyonu belki bizi hakikaten bekliyordur ve böylelikle Dünya dışı zeki yaşamla da tanışırız.

Marco Polo, tüccar babası ve amcasıyla dört yıllık bir yolculuk sonrası Çin’e gitti, kaşif Macellan Dünya’nın çevresini üç yılda dolaştı, Amerika kıtası yerleşimcileri Avrupa’dan üç aylık yolculuk sonrası oralara ulaşabildiler, Jules Verne ise Dünya’yı seksen günde dolaşmayı tasarladı.


Şimdi ise hedef yirmi ışık yılı uzaklıktaki öte gezegenlere iki yılda ulaşmak. Herşey önce hayal etmekle başlıyor.
Yolcu yolunda gerek…