Connect with us

Kozmik Anafor Arşivi

Fantastik Uzay Projeleri: Dyson Küresi

Bu yazıyı yaklaşık 6 dakikada okuyabilirsiniz.

Ünlü Fransız yazar Jules Verne, Ay’a Seyahat” öyküsünü 1865 yılında yazdığında, Ay’a seyahat muhtemelen bir hayalden öte değildi. Oysa bundan 104 yıl sonra, 1969 yılında insanoğlu Ay’a ayak basmayı başarmıştı. Jules Verne, her ne kadar bazı hesaplamaları doğru yapabilmiş olsa da öyküde geçenler pratikte uygulanamayacak şeylerdi. Ama o çok önemli bir şey yapmıştı. İmkânsız görüleni, hayal etmişti.

Günümüze kadar uzayın keşfinde alınan yol küçümsenemez olsa da hala yapabildiklerimiz oldukça sınırlı. Ama çok daha ötesini hayal edebiliyor ve kurguluyoruz. Yeni bir uzay teleskobu ya da Ay’a üs kurmaktan çok daha ötesini…

İşte bu yazı serimizde, bu projelere değinmek istedik. Fakat projeleri incelemeye başlamadan önce, yazı serisinde oldukça işe yarayacağını düşündüğümüz bir konudan bahsedelim; “Büyük Sayıların” isimleri. Her ne kadar, milyar ya da trilyon ötesindeki sayıları 10’un kuvvetleri olarak göstermek pratik olsa da bu sayıların isimlerini bilmekte fayda var.

1.000 = Bin
1.000.000 = 1 Milyon
1.000.000.000 = 1 Milyar
1.000.000.000.000 = 1 Trilyon

Buraya kadar her şey yolunda. 15 basamaklı en büyük sayı 999.999.999.999.999. Peki buna 1 eklersek elde edilecek sayı kaç? 1 Trilyar? Milyondan sonra milyar geliyorsa, trilyondan sonra da trilyar gelmeli değil mi? Maalesef değil. Sıkıntı da buradan sonra başlıyor zaten.

Şöyle ki, bundan sonraki sayıları adlandırmada dünya bölünmüş durumda. Türkiye; ABD, İngiltere ve İngilizce konuşan diğer ülkeler ile saf tutarak, “kısa ölçek” olarak tanımlanan ve trilyondan sonraki yeni sayı gruplamasını “Bin”in katlarında yapan yöntemi tercih etmiş.

1.000.000.000.000.000 = 1015 = 1 Katrilyon
1.000.000.000.000.000.000 = 1018 = 1 Kentilyon
1.000.000.000.000.000.000.000 = 1021 = 1 Sekstilyon

Genellikle Avrupa ülkelerinin takip ettiği uzun ölçek sisteminde ise 999 milyondan sonra, 109’a denk gelen milyara geçilmez ve “bin milyon” denir. Bir sonrakinde de billion gelir. Yani 1012 İngilizler tarafından “trillion” olarak isimlendirilirken, Almanlar için “billion”dur. Trilyar, uzun ölçek kullanan dillerde, sekstilyon yani 1021 karşılığı olan sayıdır. Türkçemizde yer almaz.

Peki, yazı dizimizde hangi projelere yer vereceğiz?

  • Dyson küresi
  • Gök kancası
  • Yıldız motoru

Öyleyse, filmlere konu olmuş, Dyson Küresi ile başlayalım…

Dyson Küresi

Star Trek dizisinin 12 Ekim 1992 tarihinde yayımlanan bölümünde, Atılgan (USS Enterprise) isimli uzay gemisi yoğun bir kütle çekim kuvveti etkisi altına girer. Gemidekiler kuvvetin merkezini araştırarak devasa bir metal küre keşfederler. Kaptan Jean-Luc Picard, keşfettikleri bu kürenin bir Dyson küresi olduğunu ifade eder ve macera başlar.

Dyson küresi, gelişmiş medeniyetlerce yapılmış olması düşünülen, gezegenlerinin etrafında döndüğü yıldızlarının etrafını çepeçevre sararak, o yıldızın neredeyse tüm enerjisini işlemeye yarayacak hipotetik mega yapıya verilen isimdir. Medeniyetleri enerji kullanımına göre sınıflandıran Kardashev ölçeğinde, bir medeniyetin Tip-2 olabilmesi için, güneşinin sağladığı enerjinin tümüne yakınını kullanabiliyor olması gerekir. Bu da Dyson küresi benzeri yapılar ile sağlanabilir.

Dyson küresi tanımı, her ne kadar Freeman Dyson’a atfedilse de ilk dile getirilişi bilim-kurgu yazarı İngiliz Olaf Stapledon’un 1937 tarihli “Star Maker” romanındadır. Freeman Dyson, konuyu 1960 tarihli makalesinde “Bilimde gelişen medeniyetler, büyüyen enerji ihtiyacını karşılamak için kaçınılmaz olarak bu tarz bir yapıyı inşa etmek durumunda kalacaklardır. Eğer dünya dışı gelişmiş akıllı yaşam bulmak istiyorsak, bu tarz yapılar aranmalıdır” diyerek konuyu gündeme taşımıştır. Bundan sonra da bu yapılara “Dyson küresi” adı verilmiştir. Freeman Dyson, pek çok defa bu hipotetik yapının kendi adıyla anılmamasını istediğini ve Stapledon’dan esinlendiğini dile getirmiştir.

Elbette ki günümüz endüstriyel kapasitesi Dyson küresi inşa etmek için yeterli değil. Hatta yakın bile değil. Ancak konsept olarak mümkün. Her ne kadar Star Trek’te Dyson küresi sanki tümüyle metalden yapılmış gibi görünse de; “Dyson halkası, Dyson balonu, Dyson kabuğu ya da Dyson sürüsü” gibi varyasyonları mümkündür.

İşin eğlenceli kısmına gelelim artık. Bir Dyson küresi yapmak istersek, nasıl bir yöntem izlemeliyiz? İnsanlık uzay teknolojilerinde daha da ileri gidip, çok daha fazla enerjiye ihtiyaç duyduğunda, enerji açığını kapatmak için ilk bakacağı yer elbette ki Güneş olacaktır. Öyle ki Güneş, her saniye 1 trilyon nükleer bombaya eşit enerji yaymaktadır. En verimli nükleer reaktörümüzden 100 kentilyon kat daha güçlüdür. Bu enerjiyi kontrol etmek için yapmamız gereken, şu ana kadar mega yapı diye nitelediğimiz nice yapıların, yanında ufacık kalacağı ultra-mega bir yapıdır. Biz burada Dyson sürüsünü ele alalım, Güneş’ten gelen enerjiyi toplayıp, onu istenilen yöne sevk edebilen optik paneller dizisinden oluşan, bir Dyson küresi türü.

Optik panellerimizin her birini 1 km2 olarak varsayarsak, 30 katrilyon (30×1015) uyduya yani panele ihtiyacımız olacaktır. Güneş’in büyüklüğünü düşünürsek, bu sayı normal gelecektir. Peki, bu kadar çok panel yapmak için ne kadar malzeme gerekir? Olabilecek en hafif malzemeleri mükemmele yakın verimlilik ile kullanabilirsek, 100 kentilyon (100×1018) ton malzeme ile gerekli paneller üretilebilecektir. Bu miktar, dünyanın kütlesinin yaklaşık 60’da biri kadardır. Peki bu kadar malzemeyi nereden bulabilir, nasıl Güneş’in etrafına götürebiliriz? Bu işi yapacak enerjiyi nereden elde edebiliriz? Bunlar, bir Dyson küresi yapabilmek için aşılması gereken mühendislik sorunlardır. Ama şanslı sayılırız, çünkü Merkür’ümüz var. Merkür; Güneş’e yakınlığı, metal zengini olması, Dünya’nın çok daha azı kütle çekim kuvvetine sahip olması ve atmosferinin olmaması sebebiyle adeta bu iş için biçilmiş kaftan.

(Fotoğraf: NASA/JHU APPLIED PHYSICS LAB/CARNEGIE INST. WASHINGTON)

 

İşe, Merkür üzerinde kuracağımız üs ile başlıyoruz. En uygun güneş panelini tasarlıyoruz, panelleri üretecek tesisi kuruyor ve üretilen panelleri Güneş’in yörüngesine fırlatacak rampayı inşa ediyoruz. Elbette üretme ve fırlatma işi çok ciddi miktarda enerji gerektirecektir. Ancak, Dyson sürüsünü yapmak için gerekecek enerjiyi, sürünün ilk parçaları üretecek ve her parça sonraki parçaları üretmek için gereken enerjiyi üretecek ve bu şekilde devam edecek. Eğer işler yolunda gider, üretim tesisleri inşa edilebilirse, Dyson sürüsünün yapılması Merkür’ün yaklaşık %25’inin tüketilmesi ve 10 yıllık bir süre alacaktır.

Biraz kolay mı geldi? Elbette değil, burada anlatılan her bir aşama akıl almaz teknolojiler, akıl almaz mühendislik bilgisi ve tecrübesi gerektiriyor. Ancak şunun altı çizilmelidir: Bir Dyson küresi yapmak bugün için çok çok zor olsa da, gelecek nesillerimiz için imkansız değildir.

Dyson küresi tamamlandığında, insanlık için yeni bir çağ başlamış olacaktır. Dyson küresinden elde edilecek enerji ile; yıldızlar arası seyahat, gezegenlerin yaşanabilir hale getirilmesi gibi başka ultra-mega projeler kolayca hayata geçirebilecektir.

Kimi bilim adamları, Freeman Dyson ile başlayarak, henüz hiç keşfetmemiş olsak da, gökadamız Samanyolu’nda başka medeniyetlerce yapılmış Dyson kürelerinin olduğunu düşünmektedirler. Nasıl Jules Verne Ay’a Seyahat’i yazdığında Ay’a gitmek imkânsız gibi görülmüş olmasına rağmen bir asır sonra insanlık Ay’a gidebilmişse, kim bilir belki bir gün, Dyson küresinin inşasına da başlanabilecektir. Her şey hayal etmekle başlamadı mı zaten?

Hazırlayan: Uğur Çontu

Kaynaklar ve Referanslar:

  1. https://memory-alpha.fandom.com/wiki/Relics_(episode)
  2. http://www.illustratedfiction.com/movie-tech/gadgets-tech/the-dyson-sphere-in-star-trek-tng-episode-relics/
  3. https://kozmikanafor.com/tip-1-medeniyetler/
  4. http://www.islandone.org/LEOBiblio/SETI1.HTM
  5. http://www.sentientdevelopments.com/2012/03/how-to-build-dyson-sphere-in-five.html

Kozmik Anafor Arşivi

Video: Gökalp Gönen İle Animasyon ve CGI

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 1 dakikada okuyabilirsiniz.

Kozmik Anafor ve Hypatia Bilim işbirliği içinde hazırladığımız “Meğer Hepsi Kurguymuş” isimli programımızda; Pentagram’ın Sur klibindeki kısa animasyon filmi ile geniş bir tanınırlığa kavuşan Gökalp Gönen konuğumuz oldu…

Gökalp Gönen, dünya çapında Avarya gibi başarılı animasyon filmlerine imza atan, çok sayıda uluslararası ödüle sahip başarılı bir yönetmen ve animasyon sanatçısıdır. Nurcan Seven ve Ümit Çakır moderatörlüğündeki programımızın Youtube videosunu, aşağıdan veya bu linke tıklayarak izleyebilirsiniz.

Hypatia Bilim ve Kozmik Anafor ortaklığında Youtube kanalımızda, yeni çalışmalarımızla sizlerle birlikte olmayı sürdüreceğiz. Kozmik Anafor Astronomi Platformu olarak, her zaman popüler bilim platformlarının işbirliği içinde olmasının, ülkemizde bilimin tüm halk tabanında yeterince değer görmesi açısından gerekliliğini dile getiriyoruz ve bildiğiniz gibi ülkemizin BilimfiliGerçek BilimAçık Bilim,  Gelecek Bilimde ve Feza Gezginleri gibi takdir edilesi popüler bilim platformlarıyla her zaman işbirliği içinde oluyoruz.

Unutmayın, popüler bilim platformları ve bilim insanları, birbirleriyle işbirliği içinde olmazlar, yalnız başlarına hareket etmeyi tercih ederlerse, ülkemizde bilim halk tabanında yeterince yaygınlaşamaz ve değer göremez!

Hypatia Bilim‘i Youtube üzerinden takip etmek için bu linke,
Kozmik Anafor‘u Youtube üzerinden takip etmek için ise bu linke tıklayıp abone olabilirsiniz.

Okumaya devam et

Güneş Sistemi

Maat Mons, Venüs’teki Dev Volkan

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 2 dakikada okuyabilirsiniz.

Maat Mons, Venüs’teki en yüksek ikinci dağdır. Onu Venüs’ün diğer yüksek dağlarından ayıran şey ise, gezegenin en yüksek yanardağı olmasıdır.

Venüs’ün atmosferi kalın bulutlarla kaplıdır. Bu nedenle yörüngeden yüzeyinin görüntülenebilmesi mümkün değildir. Ancak, 1990’lı yıllarda Magellan Uzay Aracı sayesinde, yüksek çözünürlüklü radar görüntüleri ile kalın Venüs bulutlarını yarıp geçerek gezegenin ilginç yüzey oluşumlarını inceleme fırsatını elde etmiş olduk.

Venüs yüzeyinde bilinen en belirgin oluşumlar, hiç kuşkusuz ki volkanlardır. Gezegen üzerinde 1.100 den fazla volkan oluşumu olduğunu biliyoruz. Henüz onların hala etkin birer yanardağ olup olmadıkları ile ilgili kesin bir kanıya sahip olmasak da, bu oluşumların Venüs yüzey şekillerini son 300 ile 500 Milyon yıl öncesine kadar önemli ölçüde değiştirdiklerinden eminiz.

Üstteki fotoğrafta yer alan bu üç boyutlu görüntü, Venüs’ün bilinen en büyük volkanı olan Maat Mons yanardağına ait. Macellan Sondasından alınan radar görüntülerini ve Venüs yükseklik verilerini birleştiren gökbilimciler, sonuçta bu üç boyutlu Venüs volkan yapısı görüntüsünü oluşturmayı başardılar.

İsmini Eski Mısır’ın adalet ve doğruluk tanrısı Maat’dan alan bu volkan oluşumu, yaklaşık 395 km çapa ve yüzeyden yaklaşık 8 km yüksekliğe sahip. Görselde Maat Mons’u, zirvesinden 560 km uzakta ve yerden yaklaşık 1,6 km yukarıdaki bir bakış noktasından görüyoruz. Ön tarafta görmüş olduğumuz oluşumlar, katılaşmış lav akıntılarıyla kısmen kapalı duruma gelmiş ve ciddi oranda parçalanmış ovalardır.

Araştırmalar, Maat Mons’un zirvesinden lav akış izleri olduğunu gösteriyor. Bu da volkanın nispeten yeni bir tarihte patladığının, hala aktif bir volkan olduğunun işareti olarak niteleniyor. Yine de, radar verileri ile bu görüşü doğrulamak mümkün değil. Dünya’ya yakın büyüklük ve kütlesiyle Venüs’ün jeolojik olarak hala aktif bir gezegen olduğuna eminiz ancak, tüm atmosferini kaplayan bulutların görünür ışık dalga boyunda gözleme izin vermemesi nedeniyle kesin bir kanıta şimdilik ulaşamıyoruz.

Hazırlayan: Sinan DUYGULU

https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc1994/pdf/1475.pdf
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00106

Okumaya devam et

Fizik / Astrofizik

Negatif Enerji ve Negatif Kütleli Madde Nedir?

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 3 dakikada okuyabilirsiniz.

Negatif enerji ve negatif kütle, özellikle “warp sürüşü” veya “solucan deliği” gibi kavramların konuşulduğu ortamlarda sıklıkla dile getiriliyor.

Bu kavramların gerçekliği her ne kadar tartışmalı olsa ve bilim insanlarının büyük kısmı tarafından spekülasyon olarak görülse de, ne olup olmadıklarını açıklamak gerektiğini düşündük.

Negatif Kütleli Madde

Negatif kütleli madde denildiğinde çoğumuzun aklına Antimadde ya da Karanlık Madde geliyor. Ancak, bunlarla karıştırmayınız. Teorik fizikte, negatif kütle sahibi madde, 0 ağırlıktan daha düşük kütleye sahip, “hiçbir şeyden daha hafif” diye tabir edebileceğimiz ve kütle çekimi tarafından çekilmeyen tersine itilen spekülatif bir egzotik maddedir.

Bir ya da daha fazla enerji durumunu ihlal eder. Bir tartı üzerine koyarsanız tartıya ters basınç uygular ve -10 kg gibi bir sonuç görürsünüz. Eğer evrende negatif kütleli egzotik madde çeşitleri varsa, gezegenlerin, yıldızların hatta galaksilerin kütle çekimleri tarafından çok uzaklara itilmiş ve belki de hiçbir zaman ulaşamayacağımız galaksiler arası derin uzayda bulunuyor olabilirler.

Peki fizik kanunlarını ihlal ediyorsa nasıl gerçek olabilecekmiş gibi konuşabiliyoruz? Böyle bir şeyin bizim evrenimizde bulunmaması gerekmez mi? Katı haldeki negatif kütleli madde, ancak “mükemmel sıvı” diye tabir edilen bir halde negatif kütle sahibi maddede bulunabilir.

Kanada, Montreal Üniversitesi’ndeki kozmologlar Saoussen Mbarek ve Manu Paranjape mükemmel sıvı haldeki negatif kütle sahibi bir maddenin hiçbir enerji durumunu ihlal etmediğini açığa çıkardı. Gereken tek şey, bu maddeyi Big Bang esnasında üretmiş olabilecek bir mekanizma. Kısacası şu anda böyle bir maddenin gerçekliğini ne inkar edip imkansız diyebilecek ne de onaylayabilecek bir durumdayız.

Negatif enerji

Negatif enerji, adından da anlaşılacağı üzere eksi değerleri olan enerji seviyelerine denir. Karanlık Enerji ile karıştırmayınız. Tamamen kuramsal olan negatif kütleli madde, aksine negatif enerji çeşitli kuantum durumlarında stabil olmayan şekilde mümkün olabiliyor.

Bununla birlikte karakteristik olarak negatif enerjiye oldukça benzeyen ancak negatif enerji sayılmayan ve çok küçük ölçeklerde gerçekleşen Casimir etkisinden de bahsedelim. 1933’te Hendrik Casimir, Kuantum Teorisi’nin kanunlarını kullanarak garip bir öngörüde bulundu. Casimire göre; (alttaki resimde görülen) vakum içerisindeki iki adet paralel, yüksüz metal plaka birbirlerini itecekti.

Normalde yüksüz olan bu plakaların sabit durması gerekmekteydi ancak bu iki plaka arasındaki vakum boş değildi, gerçekliğe giriş, çıkış yapan sanal parçacıklar ile doluydu. Bu noktada sanal parçacıklarla ilgili yazımıza göz atmanız faydalı olacaktır. (Bkz. Belirsizlik ve Kuantum Dalgalanmaları)

Bu vakum, çok kısa ömürlü elektronların ve pozitronların ortaya çıkıp birbirlerini imha ederek yok olduğu kuantum aktiviteleri ile doludur. Normalde bu yoktan var olan ufak madde-antimadde olayları Enerjinin Korunumu Kanunu’nu ihlal ediyor gibi görünse de; belirsizlik ilkesi sebebiyle bu küçük patlamalar inanılmaz ölçüde kısa ömürlü olup, net enerjide değişikliğe sebep olmamaktadır. Böylece Casimir bu kısa ömürlü olayların plakalar arası vakumda bir basınç yaratacağını ve bu basıncın plakaları iteceğini keşfetti. Normalde bu plakalar birbirinden uzakken bu etki gerçekleşmezken, plakalar yaklaştırıldıkça aralarında bu enerji açığa çıkmaya başlar.

Bu enerji 1948’de laboratuvarda, Casimir’in öngördüğü gibi gözlemlendi. Bu enerjiyi ölçmek için inanılmaz hassas ve sanat eseri sayılabilecek ekipman gerektiğinden, 1996’da ilk hassas ölçüm yapıldığında bu etkiden kaynaklanan basıncın bir karıncanın ağırlığının 30 binde 1’i kadar olduğu bulundu. Tahmin ettiğiniz gibi uzay-zamanı bükmek için çok yeterli değil.

Negatif enerjiye başka bir örnek de, kara deliklerin buharlaşma sürecinde açığa çıkan ve Hawking radyasyonu mekanizması sırasında oluşan kısa ömürlü sanal parçacıklar verilebilir.

Hazırlayan: Berkan Alptekin

Okumaya devam et

Kozmik Anafor Arşivi

Fantastik Uzay Projeleri: Yıldız Motoru

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 8 dakikada okuyabilirsiniz.

Görünen o ki insanlık Ay’dan sonra Mars’ı da gözüne kestirdi. Önümüzdeki 10 yıllık süreç, bu konuda çok ciddi gelişmeler gösterecek gibi duruyor. Tabii Mars ile de kalınmayacak, eğer kendi türümüzü yok etmezsek, 21. Yüzyıl sona ermeden Güneş Sistemi’nin pek çok noktası muhtemelen insan oğlunun ulaştığı yerler haline gelecek. Peki ya bunun da sonrası? Bir yıldız motoru yapıp yıldızımızla birlikte yolculuğa çıkmak mı?

Başka yıldızlara gitmeye çalışacak uzak gelecekteki torunlarımız. Ama bu huzur dolu yuvamızı, biricik Güneş’imizi terk etmek istemezsek ne olacak? Başımızı alıp gitmektense, Güneş’imizi de yanımızda götürsek, olmaz mı? Hmm… Bunun da bir yolu var, tek ihtiyacımız ise bir Yıldız Motoru. Kemerlerinizi bağlayın, Güneş Sistemi’ni devasa bir uzay mekiğine dönüştürüyoruz.

İlk bakışta ütopik gibi gelmiş olabilir. Ancak unutmayın; “Fantastik Uzay Projeleri” yazı serisindeyiz. Hem hatırlatmak isteriz ki önceki yazılarımızda “Gök Kancaları” yapıp, Dünya’mızın yörüngesine yerleştirmiştik. Bununla kalmadık, başka gezegenlere, onların uydularına ve hatta gök taşlarına bile gök kancaları kurarak Güneş Sistemi’nin dört köşesini su yolu yaptık. Ender bulunan madenleri ve füzyon için gerekli elementleri Dünya’mıza getirip, füzyona hükmederek enerji sorunumuzu büyük oranda çözdük.

Füzyon da kesmedi, Güneş’in ürettiği her 1 kalori enerjiyi kontrol altına almaya karar verdik. Merkür’ü feda edip bir Dyson küresi yaptık. Bu sayede Kardashev ölçeğinde 2. seviye medeniyet seviyesine yükseldik.

Teknolojide ulaştığımız bu noktayla, hedeflerimizi çok daha ileriye taşıyabileceğiz. Güneş Sistemi artık bizden sorulduğuna göre yeni hedef Güneş Sistemi’nin dışı olmalı. Ancak, uzay boşluğu; karanlık, soğuk ve sıkıcı… Üstelik yakınlarda da ilgi çekici pek fazla şey yok. Örnek verecek olursak, bize en yakın yıldızları içeren Alfa Centauri yıldız sistemi Güneş Sistemi’mizden 4.3 ışık yılı mesafede.

Yani ışık hızıyla gitsek, ulaşmamız 4.3 yıl sürecek. Işık hızının yaklaşık %0.1’i ile yolculuk etsek, 4300 yıllık bir yolculuktan bahsediyoruz. Kaldı ki, şu ana kadar insan yapımı bir aracın ulaşacağı en yüksek hız olarak, Nasa’nın Parker Güneş Sondası’nın 193km/sn’lik hızı öngörülüyor ki bu da ışık hızının sadece %0.064’üne tekabül ediyor. Elbette Dyson küresi teknolojisine ulaşmış bir medeniyet için çok daha hızlı yolculuklar öngörmek yanlış olmasa da uzay boşluğundaki mesafelerin büyüklüğünü de göz ardı etmemek gerekir. Üstelik hedef noktamıza vardığımızda bulacaklarımızın da bu çileli yolculuğa değer olması gerekir.

 

Bu bağlamda bir yıldız motoruna sahip olmak beraberinde çok farklı avantajlar getirebilir. Yıldız motoru, Güneş’i (ya da genel manada bir yıldızı) mevcut yörüngesinden oynatmak ve farklı yönlere doğru hareket ettirmek için tasarlanmış, olası farklı varyasyonları bilimsel olarak kanıtlanmış, hipotetik mega yapıya verilen addır. Güneş’i yerinden oynatacağız deyince tabii, “Eee, Dünya’dakiler ne yapacak? Dünya Güneş’siz mi kalacak?” endişesine kapılabilir insan. Telaşa hiç gerek yok. Dünya ve Güneş Sistemi’nin diğer tüm üyeleri kütle çekim kuvveti ile Güneş’e sabitlenmiştir. Güneş nereye, herkes oraya.

İşte yıldız motorunu güzel kılan en temel özellik de bu diyebiliriz. Yazımızın başında “Güneş Sistemi’ni devasa bir uzay mekiğine dönüştürüyoruz” derken kast ettiğimiz buydu. Hayata geçirilen bir yıldız motoru ile kolonize edilmiş halde Güneş Sistemi’ni toptan hareket ettirebiliriz.

Peki bunu neden yapmak istiyoruz?

  • Samanyolu Gökadası’nda bulunan diğer sistemleri kolonize etmek için, onlara doğru tüm Güneş Sistemi olarak gitmek isteyebiliriz. Yeteri kadar yaklaştığımızda görev araçları gönderip, ihtiyacımız olan kaynakları elde edebiliriz. Ya da yakınlarında bir yere park edip, sürekli yeni komşumuzdan faydalanabiliriz.
  • Dünya’mızı hatta Güneş Sistemi’ni topyekûn yok edecek bir süpernova patlamasının etkilerinden kaçmak zorunda kalabiliriz. Tip 2 seviyesine ulaşmış bir medeniyet, çevresindeki pek çok yıldızın yapısını ve ne kadar ömrünün kaldığını çok detaylı şekilde hesaplayabilmiş olacaktır. Bu da onlara olası süpernova patlamalarını milyonlarca yıl önceden tespit etme kabiliyeti verecektir. Bu medeniyet, kendisini tehdit edecek bir patlamayı ön görmüş ve ondan kaçma mücadelesine girmek zorunda kalabilir.

(Burada bir ayrıntıyı belirtelim, böyle bir olayı gözlemleyerek önceden bilemeyiz. Süpernova patlaması yaşamış bir yıldızı tespit ettiğimizde, o yıldız aslında çoktan patlamış ve ışığı bize ancak ulaşmıştır. O nedenle, önlem alabilmek için yıldızın formasyonunu çok iyi bilip, ne kadar ömrü kaldığını hesaplamak gerekecektir. Bugün, Dünya’mıza zarar vereceği düşünülen süpernova adayı yıldız yoktur.

Betelgeuse isimli büyük kütleli yıldızın her an patlayacağı düşünülse de çok uzak olması nedeniyle, gökyüzünde haftalar sürecek bir ışık şöleninden öteye gitmeyecektir. Bu olay, siz bu satırlar okurken de gerçekleşebilir, milyonlarca yıl sonra da. Dünya’yı tehlikeye atabilecek süpernova patlamalarının 15 milyon yılda bir gerçekleştiği düşünülmektedir.)

  • Bir başka yıldızın yakınlarına sokulmak ve Dünya’mızı onun yörüngesine sokarak Güneş Sistemi’ni terk etmek.

Shkadov İticisi

Aynı Dyson küresinde olduğu gibi, 1937 yılında Olaf Stapledon tarafından yazılan Star Maker romanında yıldız motoru konusu da işlenmiştir. Ancak bilimsel literatüre girmesi, ilk olarak Leonid Mikhailovich Shkadov tarafından 1987 yılında tanıttığı makalesi ile olmuştur. Shkadov, Güneş’in etrafına kurulacak devasa ama çok ince bir ayna tasarlamıştır.

Aslında, Shkadov Thruster (Shkadov İticisi/Roketi) olarak adlandırılan bu yapı, Dyson küresi ebatlarında bir roket motoru olarak düşünülebilir. Prensipte bir roket gibi çalışan motorumuz, birbirlerine ters vektörler olan Güneş’in kütle çekim kuvveti ve radyasyon basıncı sayesinde sabit konumda kalacak, Güneş’ten gelen ışığı, yani fotonları yansıtarak itki kuvveti oluşturacak ve hareket sağlayabilecektir. Ancak Shkadov İticisi’nin bazı dezavantajları vardır:

  • Bu yöntem ile elde edilecek hız muhtemelen tatmin edici olmayacaktır. Galaktik ölçekte kayda değer mesafeler almak yüz milyonlarca yıl sürebilir.
  • Shkadov İticisini, yani aynamızı; gezegenleri ve tabii Dünya’mızı yakma riskini karşı sadece Güneş’in kutuplarının üzerine koyabiliriz. Bu da istediğimiz her yöne gidemeyeceğimiz anlamına gelir.

Kedi olmadan fare yakalama meraklısı insanlık, madem Shkadov İticisi ciddi dezavantajlar barındırıyor, öyleyse daha iyisini tasarlayalım demiş ve de Illinois Üniversitesi’nden Fizik profesörü Matthew Caplan yeni bir tasarım yapmıştır. Shkadov İticisi gibi yıldız motorlarına “Pasif iticiler” tanımlaması yapan Caplan, bir yıldız motoru inşa edecek olan medeniyetin Dyson küresi sahibi olduğu varsayımından hareketle, bu Dyson küresi yardımıyla, termonükleer enerji kullanan ve “Aktif itici” olarak tanımladığı yeni bir yıldız motorunu ortaya çıkarmıştır. En azından kâğıt üzerinde.

Görsel Telif: Getty/Cokada

Caplan İticisi

Caplan iticisinin/roketinin, gerekli kuvveti elde edebilmesi için ihtiyaç duyulan yakıt, Dyson küresinin Güneş üzerinde küçük bir noktaya odaklanması ile oluyor. Aşırı derecede ısınan bölgeden Güneş için küçük ama bizim için büyük kütleler kopması bekleniyor. Bu malzeme, aktif iticimizce yakalanıp, motor üzerinde bulunan füzyon reaktörlerinde enerjiye çevriliyor ve aşırı yüksek ısıdaki nükleer atık, motorumuzun Güneş’e uzak ucundan dışarı atılarak çok büyük bir itki kuvveti elde ediliyor.

Elbette, motorun Güneş’e saplanmaması ve Güneş’i itebilmesi için de motorun Güneş’e bakan ucundan yine motor üzerinde bulunan parçacık hızlandırıcılarda hızlandırılmış hidrojen Güneş’e doğru ateşleniyor. Böylece, Caplan iticisi hem kendini dengelemiş hem de elde ettiği itkiyi Güneş’e yönlendirmiş oluyor.

Caplan, yaptığı çalışmada, iticinin gücünü maksimuma çıkardığımızda, Güneş’in, yıldız motoruna 100 milyon yıl yetecek kadar enerji vereceğini gösteriyor. Ancak, aktif itki yöntemi ile varılacak hızlar sayesinde, bunun çok daha altında bir zaman diliminde yukarıda belirttiğimiz amaçlarımıza ulaşabiliriz.

Güneş’in kütlesini yakıt olarak milyonlarca yıl boyunca harcadığımızda, Güneş’in ömrünü kısalttığımız düşünülmemelidir. Bilakis, bir yıldızın ömrü kütlesi ile ters orantılıdır. Güneş, kütlesinden kaybettikçe, kendi yakıtını daha yavaş harcayacak ve ömrünün kısalması şurada dursun, bilakis uzayacaktır.

Elimizde, böyle bir yıldız motorunun var olduğunu düşünsenize… Kim bilir, belki Samanyolu’ndan sıkılır ve “neden başka gökadaları da kontrol altına almayalım ki?” bile diyebiliriz.

Bekle Andromeda, biz geliyoruz!

Hazırlayan: Uğur Çontu
Düzenleyen: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve Referanslar: 

1. Mosher, D. (2018, Kasım 05). NASA just smashed the record for the fastest human-made object – Its $1.5 billion solar probe is flying past the Sun at up to 213,200 mph. Erişim Tarihi: Şubat 24, 2021, Erişim Adresi: https://www.businessinsider.com/nasa-parker-solar-probe-fastest-human-object-2018-11

2. Hadhazy, A. (2018, Şubat 15). How to move an entire solar system. Erişim Tarihi: Şubat 24, 2021, Erişim Adresi: https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a10885/the-shkadov-thruster-or-how-to-move-an-entire-solar-system-17000392/

3. Badescu, V., & Catchcart, R. B. STELLAR ENGINES AND THE CONTROLLED MOVEMENT OF THE SUN. Erişim Adresi: https://www.dynamical-systems.org/zwicky/stellarengines.pdf

4. Caplana, M. E. Stellar Engines: Design Considerations for Maximizing Acceleration. Erişim Tarihi: Şubat 24, 2021, Erişim Adresi: https://drive.google.com/file/d/1ZpjAWcPhbCMTFYqPI5HnqtlHGWqzL45S/view

Okumaya devam et

Çok Okunanlar