Işıktan Hızlı Yıldızlararası Yolculuk, Alcubierre Büküm (Warp) Sürüşü ile Mümkün Olabilir!

Bilimkurguda sıradan olan fikirlerin bilim gerçeğinde bir temeli olduğunu öğrenmek her zaman hoş bir şeydir. Kriyojenik dondurucular, lazer tabancaları, robotlar, yapay zeka... Büküm sürüşü olarak da bilinen "Warp sürüşünü" unutmayalım. Star Trek yapımlarından aşina olduğumuz bu kurgusal teknolojinin gerçek bilim dünyasında bir temeli olduğunu öğrenmek, şaşırtıcı ve heyecan vericidir. Gerçekte, warp sürüşü, Işıktan Daha Hızlı - IDH (Faster-Than-Light - FTL) yolculuk için önerilen teorik bir teknolojiyi ifade eder.

Magzter

Alcubierre Büküm Sürüşü Nasıl Çalışır?

Einstein, ilk olarak 1905'de Özel Görelilik Teorisi'ni ileri sürdüğünden beri, bilim insanları göreli bir evrenin dayattığı kısıtlamalar altında çalışmalarını yürütüyorlar. Bu kısıtlamalardan biri, ışık hızının aşılmaz olmasıdır ve dolayısıyla ışıktan hızlı uzay yolculuğunun hiçbir zaman mümkün olmayacağı kabulüdür. Ancak 1994'de Miguel Alcubierre adlı Meksikalı bir fizikçi, uzay-zaman dokusunu, teoride, ışıktan hızlı yolculuğun gerçekleşmesine izin verecek şekilde bükmek için kendi ismiyle anılan bir yöntem ileri sürdü.

Alcubierre Metriği veya Alcubierre Warp Sürüşü, uzay-zaman dokusunu, bir uzay gemisinin önünde sıkışarak daralacak ve arkasında ise esneyerek genişleyecek şekilde bükmeyi sağlamak için uzay gemisinin bineceği bir kütleçekim dalgası oluşturarak, teoride, ışıktan hızlı yolculuğa imkan verecek bir yönteme fizikte verilen isimdir. Kağıt üzerinde Alcubierre Metriği, Einstein'ın, Genel Görelilik Teorisi'ndeki 4 boyutlu uzay-zaman dokusunun uzay ve zaman formülleştirmesini tanımlayan denkleminden türetilmiştir.

Anonim

Alcubierre sürücüsü, çevresindeki uzay-zamanı bükerek veya eğrileştirerek uzay gemisinin çevresinde bir kütleçekim dalgası, yani "warp baloncuğu" olarak bilinen bir uzay-zaman alanı oluşturur. Bu warp baloncuğu içerisinde her şey normaldir. Fizik kanunları olduğu gibi geçerlidir ve warp sürücüsünü taşıyan uzay gemisi hareket etmemektedir. Warp baloncuğu dışından alınan bir referans çerçevesinden, uzay gemisi ışıktan hızlı hareket ediyor gibi görünecektir ancak özünde ışık hızını ihlal etmeyecektir; sörf yaparken denizdeki dalgaların sörf tahtasını hareket ettirmesi gibi, uzay gemisi, bu kütleçekim dalgasına binerek yerini değiştirebilecektir. Bu örnekten de anlaşılacağı üzere, ışıktan hızlı yer değiştiren uzay gemisi değildir; o an içerisinde bulunduğu uzay-zaman bölgesidir ve uzay-zaman dokusunun kendisi için bir ışık hızı sınırı yoktur.

Engineer's Garage

Kısaca, bu yöntem, uzay gemisinin ışıktan daha hızlı hareket etmesine dayanmamaktadır. Warp baloncuğu içinde bulunan ışık, her zaman uzay gemisinden hızlı hareket edecektir. Burada "ışıktan daha hızlı" ifadesi, uzay gemisinin, warp baloncuğunun dışında hareket eden ışıktan daha hızlı bir şekilde hedefine ulaşabileceği anlamındadır. Dolayısıyla, uzay-zaman kuralları ve görelilik yasaları geleneksel anlamda ihlal edilmeyecektir.

Ortaya çıkacak bir soru, uzay gemisi ve mürettebatın bulunduğu warp baloncuğunun içinde ne gibi bir etkinin var olacağıdır. Mürettebat, uzay-zaman bükülmesinden olumsuz etkilenir miydi? Hayır, olumsuz herhangi bir etkiye maruz kalmazlardı. Warp baloncuğu, esneme ve sıkışma dalga cepheleri arasında mevcut olabilecek herhangi bir gelgit kuvveti içermeyen normal bir uzay bölgesine sahip olacaktır. Eğri alanların varlığından dolayı, uzay gemisi üzerinde sürekli bir serbest düşüşe neden olan bir kütleçekim etkisi olacaktır ancak mürettebat, g-kuvvetleri gibi herhangi bir eylemsizlik etkisi yaşamayacaktır.

Uzay-zamanın esnekliği oldukça azdır, bu da bükebilmek için çok fazla negatif enerji ve/veya negatif kütleli madde denen egzotik madde gerekeceği anlamına gelir. Bir warp baloncuğunun oluşturulmasına yönelik yapılan ilk hesaplamalar, Jüpiter gezegeninin kütlesine (1.9 x 1027 kg) eşdeğer egzotik madde ile sonuçlanmıştır. Bu nedenle, Alcubierre Warp Sürüşü fikri başlangıçta bilim insanları tarafından pek ciddiye alınmadı.

Ancak, 2012'de NASA fizikçisi Harold White ve ekibi, Alcubierre Sürüşü üzerine çalışmaya başladı ve warp baloncuğunun geometrisini değiştirerek warp baloncuğunun oluşumu için gerekli olan enerji miktarını azaltabilecek bir tasarım ileri sürdü. White ve ekibi, uzay gemisinin yerleştirileceği başlangıçta halka şeklindeki warp baloncuğunun, daha kalın ve daha kıvrımlı bir halka ile değiştirilirse, gereken enerji miktarının öncekine göre büyük oranda azalabileceğini keşfetti. Bunun sonucunda gereken negatif enerji miktarı, Voyager-1 isimli uzay aracının kütlesine (740 kg) eşdeğer egzotik madde miktarına kadar düştü. Böylece Alcubierre Sürüşü'ne olan ilgi canlandı.

Ancak, evrende egzotik maddelerin varlığına dair henüz elimizde hiçbir veri yok, nerede bulacağımızı ve/veya nasıl üreteceğimizi de bilmiyoruz. Yine de bazı çalışmalar, egzotik maddeye ihtiyaç duyulmadan da warp sürücülerinin yapılabileceğini gösteriyor.

Alcubierre Warp Sürüşüyle İlgili Sorunlar

Warp baloncuğuna dair birkaç sorun bulunmaktadır. Birincisi, uzayın bir bölgesinde böyle bir warp baloncuğu oluşturmanın bilinen hiçbir yöntemi yoktur. İkincisi, warp baloncuğu oluşturmanın bir yolu olduğunu varsayarsak, warp baloncuğunun içinden ayrılmanın henüz bilinen bir yolu yoktur.

Çözülmesi gereken birkaç problem daha bulunmaktadır. Işık hızı değişikliği bir parazite neden olacağından, warp baloncuğunun dışındaki herhangi bir kaynakla iletişim kesilecektir. Uzay gemisi, ray üzerindeki bir tren gibi sadece warp baloncuğu yörüngesi boyunca seyahat etmesi gerektiğinden manevra yapamayacaktır.

Son zamanlarda keşfedilen bir başka problem de, warp baloncuğunun, izlediği yol boyunca topladığı kütleyi, uzay gemisi durduğunda bir şok dalgasına benzer şekilde hiper hızlarda fırlatarak, uzay gemisinin doğrudan önünde bulunan herhangi fiziksel bir nesneyi yok edebilecek olmasıdır.

Fernando Calvo / Pixabay

Alcubierre Sürüşü teknolojisinin tam olarak geliştirilmesi ve kullanıma girmesi, on yıllar hatta yüzyıllar gibi uzak bir geleceği işaret etmektedir. Uzak geleceğin bu teknolojisini mümkün kılmak için ilk olarak yeni enerji teknolojileri geliştirmede, atom altı parçacıkları araştırmada, süperlüminal (ışıktan hızlı) uzay dinamiklerini anlamada büyük oranda ilerleme gösterilmelidir ve en önemlisi ise Sicim Teorisi, Süper Sicim Teorisi, M-Teorisi alanlarında ciddi aşamalar kat ederek evrenin temel kanunları, bugün olduğundan çok daha kesin ve net olarak anlaşılmalıdır. UAH Havacılık ve Uzay Mühendisliği profesörü Jason Cassibry şöyle söylüyor:

Bu alandaki araştırma çalışmaları, warp sürücüsüne doğru gidecek uzun bir yolumuz olduğunu, ancak teorik ilerlemenin muazzam olduğunu gösteriyor.

Sonuç

Şu anda ilk aşamasında olmasına rağmen bu yöntem, yıldızlararası seyahat konusunda akıllara durgunluk veren, hoş bir düşüncedir. Bu, insan türüne galaktik ölçekte damgasını vurabilir ve bizi yeni bir gezegene veya tamamen yeni bir uzaylı uygarlığa tanıtabilir (iyi veya kötü başka bir konudur). Uzay gemisi, uzay-zamanda hareket etmediğinden ancak uzay-zamanın kendisini hareket ettirdiğinden dolayı zaman genişlemesi gibi geleneksel görelilik etkileri geçerli olmayacaktır (zaman genişlemesini Interstellar filminden hatırlayabilirsiniz). Bu teknoloji gerçek olduğunda, Alcubierre Sürüşü ile 4,2 ışıkyılı uzaklıkta olan ve yaşama uygun gezegenler barındıran en yakın yıldız Proxima Centauri'ye, zaman genişlemesine maruz kalmadan, sadece 2 hafta veya daha az bir süre içerisinde ulaşmak mümkün olacaktır.

Son yıllardaki önemli teorik gelişmeleri mümkün kılan bilim insanlarından biri olan, Huntsville Propulsion Araştırma Merkezi'nde yer alan Alabama Üniversitesi'nden mühendislik lisans öğrencisi ve araştırma görevlisi Joseph Agnew'ın da dediği gibi:

Teori şuana kadar üzerinde çalışılmasına değer olduğunu kanıtladı ve şimdi akla uygun olduğuna dair kanıt sağlamak, eskisinden daha kolay. Güneş sistemimizin ve hatta galaksimizin ötesini keşfetme becerisinin, insanlık için muazzam bir sıçrama olacağını anlamak güç değil.

Daha yakın bir gelecekte, ışık hızından hızlı olmasa da, yıldızlararası yolculuğa imkan verebilecek bir diğer gelişmiş itki sistemi hakkında bilgi edinmek için şu yazımızı okuyabilirsiniz: "Işık Hızına Yakın Hızlarda Yıldızlararası Yolculuğa İmkan Verebilecek İtki Sistemi: MEGA sürücü!"