Bebar Bilim · Merak, evrenin en iyi başlangıç noktasıdır.
Uzay ve Evren

WARP MOTORU NEDİR?

▶ YouTube’da izle ↗

Oynatınca YouTube’a bağlanılır. YouTube’da aç ↗

Bu yazı, 10 Temmuz 2022 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Hayal gücü. Evrendeki tüm yasaları anında yerle bir edebilen elimizdeki en büyük güç. Süper gücümüz. Herhangi bir zamanda, herhangi bir yerde, istediğimiz anda olabilmemizi sağlayan… Bizi bugüne getiren ve kimbilir daha nerelere götürecek olan… Felsefe o nedenle bilimin doğumhanesidir. Felsefe okumayan, felsefi bir bakış açısına sahip olmayan herhangi bir gelişme de o nedenle biraz fazla mekanik olmaktan öteye gidemez. Bilim kurgu da o nedenle insanın bu süper gücünün en önemli egzersiz alanı. Sadece hayal etmek değil, bunu kelimelere, ekrana dökmek için gösterdiğimiz bir çaba.

Bazen star wars ya da star trek gibi filmlerin neden bu kadar sevildiğini anlamayanlar için de cevap aslında burada. “Daha ne kadar ileri gidebiliriz?” sorusunun da cevabı. Kimi bilime ilham olan, bir gerçekliğe dönüşen hikayeleri, teknolojileri, teorileri barındıran hikayelerdir bilim kurgu hikayeleri.

Bunun da bazı nedenleri var. Star Trek evreninde misal. Yazarlar hikayeyi kurgulamaya başladıklarında elbette bu hikayeyi belirli bir mantık çerçevesine oturtmak için büyük çaba sarf ediyorlar. Zira oluşturdukları bir uzay hikayesiydi. Bu hikayede de milyonlarca ışık yılı içerisinde yer alan birden fazla galaksi vardı. Işık hızı ile bile seyahat etseniz binlerce yıl sürebilecek mesafeler. Ve bu tip bir hikayenin de sıkıcı olmasını istemezsiniz. Misal sadece dünyamızdan samanyolu galaksisinin merkezine gitmek isteseniz bile ve neredeyse ışık hızında seyahat etseniz bile 25.000 yıl sürerdi. Ve işte bunu kimse izlemezdi.

/İşte o yüzden bu sorunu basit ama hiç de bilim-dışı olmayan bir sorunla çözmeye karar verdiler… Işık hızını komik gösterecek, ve hatta sonsuza doğru uzanabilecek hızlara ulaşabilen bir teknoloji… Warp Sürücülerinden bahsediyoruz. Evet. Bu şekilde söyleyince bayağı bir fizik yasasını hiçe saymış oluyoruz. Fakat senaristler de bunun farkındaydı ve özellikle Einstein’ın özel göreliliği ile imkansız olduğu söylenen ışık hızından hızlı seyahati bir şekilde hikayeye entegre edebilmişlerdi. Ama nasıl? Gelin bakalım…

Aslında karşılarındaki sorunun çözümü göründüğünden basit. Fakat warp sürücüsünü anlamak için çok temel bir konuyu anlamamız gerekiyor. Fizik kitaplarımızın değişmeyen yasalarından birini. Newton’ın Üçüncü Hareket yasası. “Etkiye tepki” olarak bildiğimiz yasa. İki cisim arasındaki her etkileşimde ikisini de etkileyen iki kuvvet vardır. Bilardoda topa vurup sabit bir topa çarptırdığınızda mesela hereketli top sabit topa kuvvet uygulayıp onu ittiğinde aslında sabit duran top da kendisine çarpan topa bir kuvvet uygular ve onu geri doğru iter.

Arabada veya uçakta da hızlanırken koltuğumuza yapışmamız bundan. Star Trek’le ve Enterprise gemisi ile alakası ne peki bunun? Şöyle ki. Bir şeyi ışık hızının yarısına kadar bile hızlandırsanız içinde bulunan tüm insanların hayatta kalma şansı yok. Bir sineğin hızlı giden bir arabanın camına çarpması gibi. Kütle farkı ve hızlanma oranı nedeniyle hiç sansınız olmazdı. Fakat Newton’ın Üçüncü Hareket yasası ve maddenin ışık hızından hızlı hareket etmesi sorununu çözmek amacıyla yine tanıdık bir isme, Einstein’a ve uzay ve zaman arasındaki ilişkiye bakabiliriz. Biliyoruz. Üç uzay ve bir zaman boyutu ile uzay-zaman sürekliliği diye bildiğimiz bir olgu var. Bir de Einstein’ın Özel Göreliliğinde geçen iki temel gerçeğe bakalım. Işık hızı, saniyede neredeyse 300 milyon metre, hareket etsin veya etmesin tüm gözlemciler için aynıdır. Ve Sabit bir hızda hareket eden herkes aynı fizik yasalarını deneyimler.

Bu iki fikri bir araya getirdiğimizde Einstein zaten zamanın ve uzayın göreli olduğunu söylemişti. Hareket halindeki bir cisim zamanı diğerlerine göre daha yavaş deneyimler demişti. Bunu algılamak çok zor olsa da biz zaten ışık hızı ile karşılaştırılamayacak hızlarda hareket ediyor ve yaşıyoruz. Ama bu olgu gerçek. Sayısız defa da kanıtlandı. Biliyoruz. Yani evet. Işık hızına ne kadar yaklaşırsanız zaman o kadar yavaşlar ve hatta ışık hızında zaman durur. Bu da doğru. Yani ışık hızına yakın bir şekilde galaksimizin merkezine gitmeye kalksak dünyadakiler için bu 25.000 yıl sürse de bizim için 10 yıl gibi bir süre geçerdi.

Bu belki gemidekiler için kabul edilebilir olsa da bilim kurgu hikayemizde başka bir galakside acil yardıma ihtiyacı olan biri için kötü bir haberdi tabi. Bunu aşmak için ışık hızını aşmak da gerektiği için bir çıkmaza giriyoruz burada. O nedenle özel göreliliği pas geçip Einstein’ın diğer teorisi, genel göreliliğe bakmamız gerekiyor. Kütleçekimin uzay-zamanı büktüğünü söyleyen teori. Bu teoriyi de bol bol konuştuk daha önce. Detaylara girmeyeceğiz ama işte warp sürücüsü gibi ışık hızını aşmak üzere tasarlanan bir teknoloji için bu teori çok kullanışlı olabilir.

Zira warp sürücüsünde de tam olarak bu söz konusu. Uzay-zamanı bükmek. Arkasındaki alanı genişletirken önündeki uzay-zamanı büzüştüren bir makineden bahsediyoruz. Bu sayede de ışık hızı ile uğraşmasına gerek kalmıyor. Evet. Bu teknolojiye sahip bir mekiğin kendisinin ışık hızında gitmesine gerek yok. İşin hilesi de burada. Eğer kendi kütleçekim alanını yaratabilen bu tip bir araç yapabilseydiniz aslında aracın kendisi çok da hızlı hareket etmeyeceği için Newton’ın Üçüncü Hareket yasasını ihlal etmeyecekti. Ve ayrıca varış yeri ile kalkış yeri arasındaki saatler de aynı kalırdı. Çünkü aslında geminiz herhangi bir hızda da hareket etmiyor warp sürücüsünde. Yaptığı şey bir anlamda kalkış yerini iterken varacağı yeri kendisine doğru çekmek gibi düşünülebilir.

Aslında bu fikri de Genel Görelilik teorisinin arkaplanındaki bazı düşüncelerin yoruma açık olmasına dayandırıyorlar diyebiliriz. Bilim kurgu yazarları da işte bu yoruma açık kısımları çok severler. Şu an için mevcut teknolojimiz ile uzay-zamanı nasıl bükeceğimizi bilmesek de Star Trek evreninde bu hıza ulaşmak için kullanılan araç şu mantıkla çalışıyordu.

Madde ve antimadde ilişkisini biliyoruz. Bu ilişkide ikisi de birbirini yok ediyor normalde. Ama star trek evreninde dilithium adını verdikleri bir madde ile bu ilişkiyi kontrol edebiliyorlar. Bu reaksiyon sonucunda da elektro-plazma adı verilen çok yüksek enerjili plazma ortaya çıkıyor. Bu maddenin de kendi manyetik alanı var ve bu da geminin bobinleri ile etkileşime giriyor. Bu bobinlerin bulunduğu muhafaza ise geminin çevresinde bir anlamda bir “balon” oluşturarak bu balonun içerisinde seyahat etmesini sağlıyor. /

İlk bölümde bu konuda bir sınır koymasalar da çok da basite kaçmamak için Next Generation isimli ikinci seride yazarlar bu hıza bir limit koymaya da karar veriyorlar. 1 ila 10 arasında. 10’uncu seviye mesela sonsuz hız anlamına geldiği için imkansızdı. Bu seviyede geminin aynı anda evrenin her yerinde olması anlamına gelirdi. Ulaşılabilecek en yüksek warp hızı ise 9.6 olarak belirlenmişti. Genellikle ise ışık hızının 1,909 katı olarak ayarlanmışı. Ama tabi buraya kadar işin tamamen kurgu kısmı. Ve haliyle bu teknoloji ile ilgili sorunları da konışmamız gerekiyor.

Fizikçi Miguel Alcubierre zamanında negatif enerjili varsayımsal bir madde olan “egzotik maddeyi” kullanarak bir warp sürücüsü yaratılabileceğini öne sürmüştü.

Fakat warp sürücüsü ile ilgili temel problem de olası yakıt kaynakları ile ilgili. Böyle bir gemi ışık hızının altında hızlarda bile hareket etse tek bir gemi için bile gerekecek yakıt miktarı çok fazla olurdu. Star Trek’te Enterprise’ın yakıtı nükleer füzyondu. Atom bombalarında da kullanılan süreç. Bu şekilde ışık hızının yarısına ulaşmak için bile geminin kendi kütlesinin 81 katı hidrojen kullanması gerekirdi. Hikayede geminin ağırlığı 4 milyon ton olarak geçiyordu. Yani sadece kalkış için bile 300 milyon ton hidrojene ihtiyacınız var. Durmak için de bir o kadar daha. Geminin kütlesinin 6640 katı kadar yakıttan bahsediyoruz.

Yolculuk sırasında hidrojen toplamayı önerenler olduysa da bu denli yakıtı saklamak için bile neredeyse 40 km genişliğinde bir depoya ihtiyacınız var. Warp sürücüsünde ise sorun daha da büyük. Antimadde ve madde etkileşiminden gücünü alan bu teknolojide kullanılan antimadde malum evrende çok da yaygın değil. Bunun için antimadde üretmeniz gerekir. Bugün evet Fermilab’ta antimadde üretiliyor ancak burada da bir saatte 50 milyar proton gibi bir üretim kapasitesi mevcut. Bir ampulü yakabilmek için bile 100.000 tane Fermilab’a ihtiyacımız var yani.

Yani özetle. Warp sürücüsü birçoğumuzun hayallerini süslese ve mantık olarak ışık hızını aşarak farklı sistemlere seyahat etme hayalimizi gerçekleştirebilmemize en yakın olasılık gibi dursa da… Şu anki teknoloji ile maalesef imkansız. Ama bu insanların hayal gücünü sınırlıyor mu? Elbette hayır. Günümüzde bile “Işık Hızını Aşmak” başlıklı konferanslarda fizikçiler tüm bu olasılıkları konuşmaya, bir yolunu bulmaya çalışıyorlar. /Galiba tüm bu olasılıklar eğer bir gün gerçek olacaksa bunun için tek yapmamız gereken asıl önemli olanı her zaman canlı tutmak olacak. Hayal gücümüzü… En gerçek süper gücümüzü…

Kaynaklar ve ilgili okumalar

  1. Özgün Bebar Bilim videosu
  2. İlgili okuma (Wikipedia, İngilizce): Alcubierre drive