Işık hızının %10'u gibi bir hıza ulaşmak için ne lazım?

Geçen hafta 11. sınıfların yazılısında tam da bu tarz bir soru sormuştum, içlerinden biri "Hocam sürtünmeyi yok sayarsak ışık hızını bile geçeriz" yazmış. Ah bu sürtünmeyi yok sayma sevdası! Bizim eğitim sisteminin çocuklara en büyük kötülüğüdür herhalde.

Sürtünmeyi yok saysak da saymasak da ��şık hızının %10'u, yani saniyede yaklaşık 30.000 kilometre akıl almaz bir hız. Şu ana kadar yaptığımız en hızlı araç olan Parker Güneş Sondası bile saniyede yaklaşık 190 kilometreye çıkarak ışık hız��nın sadece on binde altısına ulaşabildi. Peki %10'a nasıl çıkarız?

İlk akla gelen çözüm rokete daha çok yakıt koymak oluyor haliyle. Ama klasik roket denklemi bize acı bir gerçeği söyler, bir roketi hızlandırmak için eklediğiniz her damla yakıt, roketin kütlesini artırır ve onu hızlandırmak için daha da fazla yakıt gerekir. Işık hızının %10'una bildiğimiz kimyasal roketlerle ulaşmak istesek, evrendeki tüm kütleden daha fazla yakıta ihtiyacımız olurdu. Veli toplantılarında bazen ilgili babalar "E hocam nükleer enerji kullansınlar o zaman" diyor. Nükleer darbe itki sistemleri bizi hızlandırabilir ama %10 gibi devasa bir oran için onlar da tek başına yetersiz ve çok tehlikelidir.

Bilim insanlarının şu an üzerinde ciddiyetle durduğu ve fiziğin sınırları içinde en mantıklı görünen yöntem Işık Yelkenleri (Light Sails). Özellikle Breakthrough Starshot projesi bu konuda çok popüler. Fikir aslında çok zarif, uzay aracının içine kütle yapan o devasa yakıtı koymak yerine, enerjiyi Dünya'da bırakıyoruz.

• Sadece birkaç gram ağırlığında, çip boyutunda minik bir uzay aracı tasarlıyorsunuz.
• Buna çok ince ama metrelerce genişliğinde bir yelken ekliyorsunuz.
• Dünya'dan veya yörüngeden bu yelkene devasa, gigawattlarca güçte lazer ışınları ateşliyorsunuz.

Fotonların durgun kütlesi yoktur ama momentumları vardır. Lazer ışığı yelkene çarptıkça momentumunu aktarır ve aracı sürekli hızlandırır. Uzay boşluğunda bu minik araçlar sadece birkaç ay içinde ışık hızının %20'sine bile ulaşabilir. Yani sorduğun %10 gayet olası bir hedef. Ancak bu durum sadece gramlık mini sondalar için geçerli. İçinde insanların olduğu koca bir uzay gemisini bu hıza çıkarmak, şu anki fizik ve mühendislik bilgimizle ne yazık ki imkansız. Hele bir de o hıza çıktıktan sonra o devasa kütleyi yavaşlatıp durdurmayı düşünürseniz işler iyice sarpa sarar.