Connect with us

Kozmik Anafor Arşivi

Fermi Paradoksu: Uzaylı Dostlarımız Nerede?

Bu yazıyı yaklaşık 11 dakikada okuyabilirsiniz.

Fermi paradoksu, Dünya dışı yaşamın yüksek olasılığı ve bizim onlarla temas kuramamış olmamız arasındaki tutarsızlıktır. Bir uygarlığın yıldızlara ulaşması ve hatta galaksileri kolonize etmesi için 13 milyar yıldan fazla, evrenin doğumundan beri zaman varken, henüz dünya dışı zekanın bilimsel olarak kabul görmüş bir izine rastlamadık.

1950’de ünlü İtalyan fizikçi Enrico Fermi, Los Alamos ulusal laboratuvarlarında çalışırken, meslektaşları ile arasında geçen muhabbet esnasında ortaya çıkmıştır bu paradoks. Daha sonra Fermi problemi, Büyük Sessizlik, Fermi-Hart Paradoksu, Tsiolkovsky-Fermi-Hart Paradoksu olarak da adlandırılacaktır.

Bütün bu değişik isimler, Fermi gibi birçok bilim insanının zeki yaşamın olası bolluğu ve bizim henüz tespit edememiş olmamız nedeniyle aynı çıkmaza ulaşmış olmalarından kaynaklanmaktadır.

“Peki ama neredeler?” sorusunu sorup, “çoktan gelmiş olmalıydılar” şeklinde cevaplayan ünlü bilim insanı; Enrico Fermi.

 

“Evrenin boyutu ve yaşı, teknolojik olarak gelişmiş bir çok uygarlığın var olması gerektiğini göstermektedir. Ancak bu hipotez, bunu destekleyecek gözlemlenebilir verinin eksikliği nedeniyle tutarsızdır”

1961’de yazılan Drake denkleminde ortaya çıkan Dünya dışı uygarlıkların tahmini sayı aralığı ve Kepler Teleskobu ile keşfetmeye devam ettiğimiz yüzlerce gezegen bu paradoksu desteklemektedir.

Milyarlarca gezegen:
Paradoksun ilk bölümü boyutları ve sayıları içermektedir. Gözlemlenebilir evrende yaklaşık 10 üzeri 22 (seksilyon) ile 10 üzeri 24 (septilyon) kadar yıldız var olduğu hesaplanıyor. Sadece galaksimizde yaklaşık 200 ila 400 milyar arası yıldız vardır. Tahmini gezegen sayısı da galaksimizdeki yıldız sayısının birkaç katıdır. Bu şartlar altında zeki yaşamın ortaya çıkma ihtimalini çok düşük tuttuğumuzda dahi yine de sadece gökadamız Samanyolu’nda çok sayıda uygarlık olmak zorundadır.

Güncel veriler: Temmuz 2018 itibarıyla, Kepler uzay teleskobunun katkılarıyla keşfedilen 3800 gezegen vardır (2841 en az bir gezegenli yıldız sistemi ve 633 Güneş Sistemi gibi birden çok gezegen barındıran yıldız sistemi). Yine Kepler’den gelen verileri analiz eden Harvard-Smithsonian Astrofizik merkezi, Kepler-452b ve Kepler-186f gibi boyut olarak Dünya benzeri gezegenlerin sayısının yaklaşık 17 milyar olduğu görüşüne varmıştır.

Zeki Yaşamın izleri:
Paradoksun ikinci bölümü ise zeki yaşamın başka gezegenlere ve yıldızlara yayılıp nadir kalmanın önüne geçmesiyle ilgilidir. Zeki canlıların en azından küçük bir bölümü öyle ya da böyle bizim gibi uzaya çıkıp, uzaydaki kaynaklara erişmek isteyecek ve kendi yıldız sistemlerini kolonize edeceklerdir. Ardından da er ya da geç diğer yıldız sistemlerine ulaşacaklardır. Ama evrenin yaşının 13.798 +/- 0.037 milyar yıl olması, burada zaman bolluğundan kaynaklı bir çelişki yaratmaktadır. Bu zaman bolluğu, bize zeki yaşamın tahminlerimizin ötesinde nadir olduğunu veya zeki canlıların davranışlarının tahminlerimizden farklı olabileceğini düşünmeye itmektedir.

Columbia_in_desert

Geçmişte bizi ziyaret etmiş olması muhtemel canlılara ait hiçbir teknolojik yapının veya aracın izine rastlayamıyoruz.

 

İki sorumuz var: Birincisi, neden dünya dışı canlılara ait herhangi bir teknoloji tespit etmedik veya iletişim kurmadık?

Işık hızına ulaşamayız. Ancak, yeterince gelişmiş bir uygarlığın ışık hızının en azından yarısına, hiç olmazsa %10’una ulaşabilecek teknolojik düzeye ulaşmış olması beklenebilir. Yıldızlararası ulaşım, bu şekilde ışık altı hızlarda yıldızlara onlarca yıl süren yolculuklar ile mümkün olsa dahi, bütün yıldızları ya da en azından bu olası canlıların tercih ettikleri gezegenleri kolonize etmesi 5 ile 50 milyon yıl arası sürerdi. Scientific America dergisinde yayınlanan ilgili bir makalede yazılanlara göre:

“10 ışık yılı uzaklıktaki bir gezegene ışık hızının %10’luk dilimiyle yolculuk yapılır ve burada koloni kurulmasını takiben 300-400 yıl içerisinde bu yeni koloniden başka yıldızlara da gemiler gönderilirse, bu kolonizasyon dalgası yılda 0.02 ışık yılı hızıyla (yılda 190 milyar km) hareket eder. Yani bu uygarlık sınırlarını yıllara bölündüğünde her yıl 0.02 ışık yılı genişletmiş olacak şekilde yayılır. Galaksinin bir ucundan diğerine 100.000 ışık yılı olduğunu düşünürsek, bütün yıldızlara 5 milyon yıl içerisinde ulaşılmış olunur. Bizler için çok uzun bir süre olsa da astronomik, coğrafik ve biyolojik olarak çok kısa bir süredir. Burada ki en büyük değişken bir koloninin kurulması için gerekli olan zamandır ve 5.000 yıl üst limit olarak kabul edilir. 5.000 yıl kabaca insan ırkının ilk şehirleri kurmasından, uzaya çıkmasına kadar geçen süredir. Koloni başına 5.000 yıllık bir gelişme süresiyle hesaplanırsa, Samanyolu’nun kolonizasyonu 50 milyon yıl sürer.”

Evrenin yaşı göz önüne alındığında ikinci sorumuzu sormamız gerekiyor. Neden galaksimiz şimdiye kadar kolonize edilmedi?

uzayli-insan52454721

Aslında insan ırkı olarak başka yabancı uygarlıklarla tanışmak için çok hevesliyiz ama, eğer yakınımızda bizi bilen gelişkin uygarlıklar varsa bile onlar bizim kadar hevesli görünmüyor.

 

Başka yıldızlara ulaşmak ve onlara yerleşmek birçok zeki canlı için zor olsa da, cazip gelmese de, zaman içerisinde bütün yıldızlara en azından robot araçlar göndermek mümkündür. Üstelik yeterince gelişen bir uygarlık, Sovyet astronom Nikolai Kardashev‘in yorumuna göre; zaman içerisinde yıldızların ve galaksilerin bütün enerjisini kullanabilecek kadar gelişecektir. Ve tıpkı bizim şu anda uzayın dört bir yanına isteyerek ya da istemsizce radyo sinyalleri gönderiyor olmamız ve doğal olmayan bir radyo sinyali kaynağı olmamız gibi, onlar da bizimkilerden çok daha fazla ve çok daha güçlü sinyaller göndereceklerdir. Böylesine gelişmiş uygarlıklar çok çok nadir olsa bile, sadece bir tanesinin geçmişte dahi var olup sonra yok olmuş olması, geride varlıklarına dair büyük kanıtlar bırakacaktır.

Drake Denklemi:
Galaksimizde zeki yaşam ne bollukta olabilir? 1960 yılında Radyo astronom Frank Drake‘in adını taşıyan ancak aralarında Carl Sagan, John C. Lilly ve Otto Struve gibi önemli isimlerin bulunduğu bir grup tarafından hazırlanan bir denklem bize galaksimizdeki zeki canlıların tahmini sayısını vermektedir. Denklem birçok değişkenden oluşmaktadır ve eleştiriye açık tahminler vermekten öteye gidemez. Denklem ilk ortaya atıldığında uygarlıkların sayısı tahmini olarak 1.000 ve 100.000.000 arasında öngörülmüştür. Güncel bilgilerimiz bu aralığı 2 ve 280.000.000 olarak değiştirmiştir. Bütün galaksideki uygarlıkların sayısı bir elin parmaklarından az da olabilir, milyonlarca da olabilir. Göründüğü üzere Drake denklemi pozitif ve negatif bakış açısına göre oldukça değişkendir ve Frank Drake’in bizzat kendi yorumuna göre “denklem Fermi paradoksuna bir çözüm olmaktan ziyade, kendi cehaletimizi organize etmeye yarar”.

Drake1000

Drake denklemi, iyimser veya kötümser bakış açınıza göre bize evrende olması muhtemel zeki yaşam formları hakkında bir fikir verir.

 

Duyduklarımız ve görebileceklerimiz:
Yıldızlara ulaşmak bizler için henüz mümkün değil ancak, onları gözlemleyebiliyoruz, dinleyebiliyoruz ve izliyoruz. Radyo astronomi bize yıllar boyunca bu konuda umut verdi, Fakat ne yazık ki zeki canlılar bulmak için uzayı dinleyen SETI projesi 15 Ağustos 1977’de tespit ettiği, tekrarlanmayan “Wow! sinyali” ve kaynağı kesinleşmeyen, doğal olduğu kabul edilen radyo kaynağı SHGb02+14a haricinde kayda değer bir bulgu bulamamıştır.

Güneş Sistemi dışındaki gezegenleri keşfedebilmemiz ve sayılarının daha şimdiden bini geçmesi, bize direkt gözlem konusunda bir fırsat sunuyor. Keşfedilen gezegenlerin atmosferlerinin içeriğini spektrografik analiz ile inceleyebilirsek, metan ve oksijen, yaşam tespit etmek için oldukça faydalı anahtarlar olacaktır. Yine, endüstri kaynaklı hava kirliliği tespit edilmesi durumunda, gelişmiş bir uygarlığın gezegenlerini kirletmekte olduğunu tespit edebiliriz. Ne yazık ki şu anda var olan metodlar, Güneş Sistemi dışındaki gezegenlerin doğrudan gözlemini ve kapsamlı atmosfer analizini mümkün kılmıyor. Ancak, gelecekte bu tür gözlemler için yeni metodlar geliştirebiliriz.

Bizden çok daha gelişmiş uygarlıklar 13.8 milyar yıl içerisinde galaksiye ve evrene yayılmış olmalıydı. 4.6 milyar yaşındaki Güneş sistemimiz bile defalarca ziyaret edilmiş, büyük çeşitlilik sunan gezegenlerine inilmiş ve kolonize edilmiş, kaynakları kullanılmış ya da kullanılıyor olmalıydı. En azından geçmişte gelip, çoktan gitmiş olsalar bile ufak bir izlerine rastlamalıydık. Henüz böyle bir fırsatımız olmadı ve şu ana kadar yapılan gözlemlerden sonra kimse bu konuda umutlanmak istemiyor. Yine de Asteroid Kuşağı bu konuda hala bir ihtimal taşıyor. Bir gezegenin yüzey koşullarından kaynaklı erozyondan uzakta, asteroidlerde yapılacak maden çalışmalarından kaynaklı izler, kalıntılar hala tespit edilebilir halde olmalı.

Kendileri gelmese bile gönderecekleri zeki Von Neumann robotları kendi kendilerine galaksiye yayılmış olmalıydılar. Tek bir uygarlık bile saf hammaddelerden kendi kendilerine çoğalan, keşif amaçlı bu robotlardan yapmış olsaydı, galaksiye ve Güneş sistemimize defalarca ulaşmaları için gerekli zamanları olacaktı.

Vogons5645884

Otostopçunun Galaksi Rehberi’nde anlatıldığı gibi belki de çevremizde olup biten herşeyden habersiz, önemsiz bir gezegenin saf yaratıklarıyız.

 

Yeterince gelişmiş uygarlıkların çok yüksek enerjiler elde etmek için nasıl çözümler bulacağı ve ne gibi mega yapılar inşa edebileceklerini ve bunları nasıl tespit edebileceğimiz başka bir yazının konusu olsun. Bu konuda da şu ana kadar şanslı olmadığımızı söylemek şimdilik yeterli.

Neden yoklar?
Fermi paradoksu hâlâ geçerliliğini koruyor. En kötü ihtimallerle bile, yüzlerce uygarlığın var olması gerekirken henüz tespit edemememizin birçok nedeni olabilir. Bilimkurgu bize bu konuda bir çok ihtimal sunuyor. Aşağıda, bu tartışmaya açık konuda bazı gerçek olabilecek ihtimalleri derledik.

1) Şanssızlık. Doğru zamanda doğru yıldızı dinlemiyor olabiliriz ya da bizim dinlediğimiz ve kullandığımız frekans aralığını kullanmıyor olabilirler.

2) Bize çok uzak olabilirler. Uzayı yeterince uzun süre araştırmamış, dinlememiş olabiliriz.

3) Teknolojilerimiz iletişime geçemeyeceğimiz, birbirimizi anlamayacağımız, fark etmeyeceğimiz kadar farklı olabilir. Bizden çok daha gelişmiş ve bilmediğimiz, hayal etmediğimiz teknolojiler kullanıyor olabilirler. Ya da bizden daha az gelişmiş olabilirler.

4) Son zamanlarda Stephen Hawking’in bizim için de tavsiye ettiği gibi, dışarıdan tespit edilmemek için uzaya yayın yapmıyor olabilirler. Ön yargıları ve/veya deneyimleri temkinli olmalarını gerektiriyor olabilir.

5) Dünya ve Güneş sistemi ilgilerini çekmiyor, onlar için bir önem teşkil etmiyor olabilir.

6) Çoktan keşfedilmiş olabiliriz ancak kendilerince geçerli bir nedenden ötürü bizimle iletişim kurmaktan, kendilerini belli etmekten kaçınıyor olabilirler.

7) Zeki canlıların doğasında kendi kendilerini yok etmek olabilir. Bazı primat türlerinde ve kendi ırkımızda gözlemlediğimiz aşırı şiddet eğilimi ve yok etmeye meyilli olmamız, diğer zeki canlılar içinde geçerli olabilir. Kendi aralarında savaşıyor ve uzay ile ilgilenmiyor olabilirler, Kendi kendilerini yok etmiş olabilirler ya da en azından uzaya çıkma teknolojilerini, bilgi birikimlerini kaybetmeleri bile başka gezegenlere ulaşmalarını, uzayı dinlemelerini ve yayın yapmalarını engelleyebilir. Gezegenimizde tarih boyunca gelip geçen medeniyetlere baktığımızda, bu durum başka zeki canlılar içinde oldukça yaygın bir sorun olabilir.

8) Bazı doğal olaylar canlıları tamamen yok ediyor olabilir. Bir gezegene düşecek olan bir kaç kilometre çapındaki metal bir meteor dünyayı nükleer kışa sokmaya, canlı türlerinin büyük bir yüzdesinin daha önce defalarca olduğu gibi yok etmek için yeterlidir. Şu ana kadar var olmuş canlı türleri %99’unun soylarının doğal olaylar ile tükendiğini biliyoruz. Bu bile zeki canlıların evrimini çok değerli bir zaman aralığına sokuyor. Bizim dinozorların yok oluşundan itibaren evrimleşmemiz için 65 milyon yılımız oldu ve hala bir meteor durdurabilecek, yönünü değiştirebilecek ya da sağ kurtulabilecek kapasitede olup olmadığımızdan emin değiliz.

Ancak başka gezegenlere yayılmış uygarlıkları daha büyük ve nasıl hayatta kalacağımızı bilmediğimiz tehlikeler bekliyor. Örneğin 30 ışık yılı mesafedeki bir süpernova bizi radyasyona boğabilir ve ozon tabakasına geri dönüşü olmayan hasarlar verip biz dahil sayısız canlının sonunu getirebilir. Bir gama ışını patlaması ise eğer bize yönlü olduysa yüzlerce ışık yılı mesafeden gezegen yüzeyindeki canlıları kavurabilir.

9) Yeterince gelişmeden, başka bir uygarlık tarafından yok ediliyor olabilirler.

10) Dünya yaşam gerçekten de nadir olabilir; tek zeki canlılar olabiliriz. Bu, pek de desteklenmeyen ve olasılığı oldukça düşük bir ihtimal.

Bu olasılıkların sadece birkaç tanesi dahi, başka uygarlıkların gelişiminin önüne geçiyor ve/veya onları tespit edemiyor olmamızı açıklayabilir.

Berkan Alptekin

Not: En üstteki bir insanın bir uzaylıya pasta ikram ettiği kapak fotoğrafı; “Men in Black” filminden alıntıdır. 

İlk olarak 2016 yılında yayınlanan bu yazımız, 2018 yılı güncel verileri eşliğinde düzenlenerek yeniden yayınlanmıştır. 

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