Connect with us

Kozmik Anafor Arşivi

Harici Duyular, Yüksek Algı ve Gerçeklik

Bu yazıyı yaklaşık 10 dakikada okuyabilirsiniz.

Harici duyuların insana adapte edilmesi ile yüksek algının ve gerçekliğin oluşturulması üzerine…

Hiç diliniz ile görebilmeyi, hissederek anlamayı, yada kör bir insanın ses dalgalarını kullanarak görebileceği aklınıza gelir miydi? Gelişen teknoloji ve bilim, bizlere doğa ananın verdiğinden daha fazlasını verebileceğini gösteriyor. Bir noktada şu an neler yapabildiğimizi yada neleri yapabileceğimizi düşünmemiz gerekiyor. Aslında benim “Yapay Umwelt Geliştirme” (YUG) olarak adlandırdığım bir teknoloji olan YUG, bizlere sahip olduklarımızın ötesini vaat ediyor olabilir.

Umweltten kısaca bahsedecek olursak; umwelt, gerçekliğin farklı alanlarını farklı duyular ile algılamaktır. Biz insanların umwelti, elektromanyetik spekturmun 10 trilyonda 1’ini oluşturan görünür ışıktan, yılanların umwelti, kızılötesi algılayıcılarından, arıların umwelti, ultraviole ışını algılamasından, kuşarın umwelti, dünyanın manyetik alanını algılamasında, köpeklerin umwelti, yüksek koku algılama becerilerinden, kara hayalet balığının umwelti, elektriksel uyarılardan ibarettir.

Her canlı gerçekliğin çok küçük bir kısmını algılayacak şekilde evrimleşmiştir. Her canlının, nasıl bir umwelt meknizmasına sahip olacağına karar veren mekanizmaya “doğal seçilim” denir. Bu mekanizmayı çözmek için önümüzde uzun bir süre olduğunu düşünürsek YUG‘a yönelmek yerinde olacaktır. YUG‘dan bahsetmeden önce YUG‘u düşünmemize neden olan duyu değiştirmeden bahsetmemiz gerek. Duyu değiştirmeyi yani dil ile görebilmeyi, kulak ile hissedebilmeyi, yada sağar bir insanın hissederek duymasına olanak sağlayan şey; beynin ve sinir sisteminin çalışma prensibidir! Doğuştan kör yada sağır bir insan beynin “duyu değiştirmeye” olanak sağlaması ile dolaylı bir şekilde bu duyulara kavuşabilir. Günümüzde bu teknoloji aktif olarak kullanılmakta ve geliştirilmektedir.

yapay-gorus-55501

Oturulan koltuk tarafından sırta uygulanan titreşimlerle yapay görüş algısı yaratan cihazın çalışma mantığı.

 

Doğuştan duyu organlarının herhangi birini kaybetmiş birey için umweltin sadece küçük bir kısmı geçici olarak kapanmıştır. Ama beyinde bulunan ilgili kısım sorunsuz bir şekilde çalışıyordur. Özetle duyu değiştirme; beyne bilgiyi alışılmadık yollardan sağlamak demekti. Beyin ise bu bilgiyi anlamanın bir yolunu buluyordu. Buna ilk ve en büyük kanıt 1969’da nature dergisinde yayımlanan bir makaledir. 1960’lı yıllarda wisconsin üniversitesinde nörobilimci olan Paul Bach-y-Rita, görme engellilere yeniden görme duyusunu kazandırmanın yollarını arıyordu.

Kafasını kurcalıyan bu soru için bir deney yapmaya karar verdi. Deneyin işleyişi şöyle açıklanabilir ;

Kişinin alın bölgesine yerleştirilmiş bir video kameraya gelen video bilgisi, sırtta yer alan ve ufacık titreştiricilerden oluşan bir dizgeye girdi olacak şekilde dönüştürülür. Böyle bir aygıtı takıp gözleriniz bağlı halde odada yürüdüğünüzü düşünün. Önce sırtınızın bir bölümünde tuhaf bir örüntüyle kendini gösteren titreşimler hissedeceksiniz.

Titreşimler sizin kendi hareketinize doğrudan bağlı olarak değişim gösterdiği halde neler olup bittiğini anlamak size oldukça zor gelecek. Bacağınızı sehpaya vurduktan sonra ise “bunun görmeyle uzaktan yakından ilgisi yok” diye düşüneceksiniz. Ama acaba öyle midir gerçekten?

Algı

Yapay görüş algısıs sağlayan koltuk ve aynı sistemin mobilize edilmiş hali.

 

Gözleri görmeyen deney katılımcıları bu görsel-dokunsal değişim gözlüklerini takıp bir haf­ta kadar ortalıkta dolaştıktan sonra, yeni bir ortamda yönlerini bulmada oldukça başarılı hale gelirler. Sırtlarında hissettiklerini, yönelecekleri doğrultunun bilgisine çevirebiliyorlardır artık. Ama işin asıl şaşırtıcı yönü bu değildir. Asıl şaşırtıcı olan, dokunsal girdileri algılamaya; onlar aracılığıyla görmeye başlamalarıdır. Yeterince uygulama yaptıktan sonra bu dokunsal girdiler, çevrilmeye ihtiyaç duyan bilişsel bir bilmece olmanın ötesine geçerek, dolaysız bir duyum haline gelir.

İşte duyu değiştirmeye verilebilecek en güzel ve en açık deneylerden biridir bu. Farklı ve bir o kadarda ilginç bir örnek vermek yerinde olur. Dr. Eric Thomson ve Dr. Miguel Nicolelis’in yaptığı deneyin önceki deneyden farkı bu deneyin sağlık bir beyinde yapılmasıdır. Deneyin mekanizması ve deneyi gerçekleştiren Dr. Eric Thomson ve Dr. Miguel Nicolelis’in yorumları şöyle:

Thomson, sadece birkaç milimetre genişliğindeki çift modüllü küçük implantlar tasarlayarak deneyine başladı. İmplant, kafaya bağlı kızılötesi detektörün çıktısını; farenin özellikle bıyıklarca algılanan dokunma sinyallerine cevap veren, duyu korteksine yerleştirilmiş elektrikli mikrostimülatörün mikrodizisine iletti. Daha sonra, susuz bırakılmış fareleri, yuvarlak alandaki üç su ağızlığını birbirinden ayırt edecek şekilde eğitti. Her ağızlık rastgele bir düzende ışık yayıyordu; su ödülünü almak için farelerin yapması gereken tek şey, ışık yanan ağızlığa gitmeleriydi. Fareler oyunun kurallarını öğrendiğinde Thomson ışıkları kızılötesiyle değiştirdi.

fare-infrared-2918

Farenin kafasının üstüne yerleştirilmiş detektör tarafından algılanan farklı şiddetteki kızılötesi ışıklar farklı bir değer alıyor ve farklı bir elektriksel simülasyon modeline dönüştürülüyordu. Sonrasında bu modeller, istenen akım darbelerini gerçek zamanda duyu korteksine ileten mikrostimülatöre gönderiliyordu. Thomson şöyle diyor: “Hayvanların, ikili açık-kapalıdan ziyade kademeli kızılötesi şiddetini işleyebilmesini istedik. Sonuçta görülebilir ışık da ya hep ya hiçten ibaret değil.”

İlk başta farelerin kafası karıştı, uyartıya karşılık olarak kızılötesi kaynağına gideceklerine oturup sanki dışarıdan bir şey dokunmuş gibi bıyıklarını temizlemeye başladılar; aslında duyu korteksleri akımla uyarıldığı için dışarıdan bir şey bıyıklarına dokunmuş gibi hissetmeleri normaldi. Aşağı yukarı bir aylık eğitimin ardından altı hayvanın hepsi kızılötesi başlıklarına alışmış, kızılötesiyle yemek aramayı öğrenmişlerdi. Thomson şöyle diyor: “Farelerin kızılötesi dalgaların nereden geldiğini daha iyi algılamak için kafalarını sağa sola uzattıklarını görebiliyorduk. Bu durum, %70’i aşkın seferde su dolu ağızlıklardan doğru olanı seçmelerini sağladı.”

Daha sonraki testler, farelerin bıyıklarına “dokunulma bilgisi”ni gayet iyi bir biçimde algılayabildiklerini, yeni kızılötesi “duyu”larının eski duyularını köreltmediğini doğruladı. 2013 yılında Nature Communications’da yayınladıkları çalışma raporunda Thomson şunları yazdı: “Bilebildiğimiz kadarıyla bizler, türlerin algı dağarcığını yakın kızılötesi elektromanyetik spektrumu içerecek şekilde genişletebilen ilk kortikal nöroprotezi yapmış olduk.”

Şimşek Hızında Duyu Birleşmesi

Çalışma baştan beri mükemmel olsa da Thomson bununla yetinmedi. Bir kere, farelerde yalnızca bir adet kızılötesi detektör vardı, bu da derinlik algısını oldukça kısıtlıyordu. Diğeri de fareler teknik olarak kızılötesini “görmüyor”, “hissediyor”lardı çünkü bütün işi yapan duyu korteksleriydi.

Chicago’daki 2015 Society for Neuroscience’ın yıllık konferansında bildirdiği üzere Thomson yeni deney serisinde, farelerin beynine 360 derecelik panoramik kızılötesi algı sağlayan üç ilave elektrot yerleştirdi. Bu ilaveyle birlikte hayvanların kızılötesine adapte olmalarında neredeyse 10 katlık artış görüldü. Su arama deneyi yeniden uygulandığında farelerin düzeneği öğrenmesi ilk deneydeki tek implantlıların 40 günlük sürecine kıyasla yalnızca 4 gün sürdü. Thomson, Science News’a şunları söyledi: “Doğrusu bu şaşırtıcıydı. Beyinlerinin yalnızca bir bölgesinde değil de her yerinde birçok uyartı olmasının farelerin kafasını karıştıracağını düşünmüştüm.”

Ama en çok şaşılacak an, implantları farelerin görsel korteksine yeniden yerleştirdiği zaman yaşandı: Bu sefer, hayvanların su deneyini öğrenmesi yalnızca bir gün sürdü.

Kızılötesi trafiğin görsel kortekslere yeniden yönlendirilmesi neden öğrenmeyi hızlandırdı? Thomson tam olarak emin değil ama bu olanların kızılötesi ışığın doğasıyla ilgili olduğunu düşünüyor. Nihayetinde, görsel korteksimiz, dalga boyuna baktığımızda kızılötesine çok benzer olan görünür ışığı algılamaya elverişlidir. Belki de görsel korteksimiz, duyu korteksimize nazaran kızılötesini algılamakta “özelleşmiş”tir. Thomson diyor ki: “Daha derine inmeden ve görsel sistemin farklı seviyelerindeki plastisitenin değişimlerine bakmadan kesin bir şey söyleyemeyiz. Yine de şunu biliyoruz ki görsel korteks hem görünür ışığı hem de kızılötesini aynı anda algılayabiliyor.”

infrared-gif2

Aynı görüntünün hem görünür ışık, hem de kızılötesi dalga boyundaki görünüşü.

 

Her ne kadar biyo-sanalkorsanlar (biohacker) insanların görünür ışık spektrumunu yakın kızılötesine çıkarmakla uğraşsa da duyuları artırmak şu an için hayvanlarla sınırlı. Thomson’ın çalışması, “kızılötesi göz” donanımının işe yaraması durumunda beynimizin buna çabucak adapte olacağını gösteriyor. Thomson şöyle diyor: “Doğrusu ben hala hayretler içerisindeyim. Beyin, her daim yeni bilgi kaynaklarına aç ama tamamıyla yabancı olan bu türleri çok kısa zamanda absorbe edebilir ki bu durum nöroprotez ve artırma (augmentation) alanları için inanılmaz büyük bir nimet. Çalışmamız, duyu kortikal protezlerin normal nörolojik fonksiyonları yeniden kazandırmasına ilaveten memelilerdeki doğal algı kabiliyetini arttırmak için de kullanılabileceğini öne sürüyor. İşte ben bu nedenle çok heyecanlıyım.”

Beyine bilginin hangi yolla geldiğinin bir önemi olmadığının en güzel kanıtlarında biridir bu deney. Açıkcası beynin kortkesler arası senkronize oluşuna muazzam bir örnek vermesi de muazzam. Aslında bu gelişme ” beyni eş zamanlı kullanamıyoruz ” tezine kısmende olsa anti-tez niteliğinde. Beyine bilgi geliyor ve beyin o bilgiyi nerede ve hangi hızla işlemesi gerektiğini bir şekilde biliyor.

Şimdi YUG’dan ve uygulanabilecek sınırsız alanlarından bahsedebiliriz. Öncelikle şuan elektro manyetik spekturmun (EMS) neresini algılıyoruz bir göz atalım:

spektrum

Elektromanyetik spektrum. Bu spektrum ışığın dalgaboylarından ibarettir ve bizler gözlerimizle sadece çok küçük bir kısmını algılayabiliriz.

 

Şu an algıladığımız gerçekliğin aslında bütünsel gerçekliğin trilyonlarca kat küçük bir bölümü olması ne kadar da muazzam değil mi? Peki bizler ne yapmalıyız? Doğa ananın bize verdiği umwelt ile yetinmeli miyiz? Yoksa sınırlarımızı zorlayıp algımızı geliştirmeli miyiz? Algımızı geliştirmemiz yada gerçeklik alanımızı geliştirmemiz neden bu kadar önemli?

⦁ Evreni daha iyi algılamak ve yorumlamak için
⦁ Gerçekliğin gerçek doğasını anlamak için
⦁ Beynimizi eşzamanlı kullanmak için

Neden için YUG’u geliştirmemiz çok önemlidir. Çünkü evrensel gerçekliği irdelemek için çeşitli evrensel yasaları, tek bir gerçekliği referans alarak değerlendirmek gerekir. Bunun içinde umweltimize yapay duyu ve algı donanımlarını eklememiz kaçınılmazdır.

sanal-gerceklik-52214

Bu durumun en muazzam yanı; sinir sistemimizin buna oldukça yatkın oluşudur. Peki algımız genişledikçe ve akabinde gerçeklerimiz arttıkça bilincimizde değişiklikler olacak mıdır? Bilinci oluşturan verilerin bilinen 5 duyu organından elde edildiğini düşünürsek, evet olacaktır. Altın soruya kendi gerçeklerimizle cevap vermenin zamanı geldi şimdi. Gerçeklik nedir?

Gerçeklik, 5 duyu organımız ile aldığımız elektirksel verilerin beyin tarafından yorumlanması sonucu oluşan kompleks bir olgudur. Bu yüzden algılarımızda yapacağımız değişiklikler gerçekliğimizide değiştirecektir.
Sonuç olarak sahip olduğumuz duyular ile tatmin olmayıp, gerçekliğin daha büyük bir kısmını anlamak için YUG’u uygulamaya geçirmek doğa ana tarafından takdir edilecektir.

Beynimizin bir sınırı yoktur, sınırı belirleyen algı seçeneklerimizdir. Algılarımız geliştikçe, ağaçlardan yeni inmiş kuzenlerimizden ve karaya çıkan atalarımızdan daha özel olacağız. Belkide biz bu evrenin en özel varlıklarıyızdır. Evreni anlayışımız arttıkça ne kadar özel olduğumuzu ve evrende ki rolümüzün ne kadar önemli olduğunu göreceğiz…

Hazırlayan: Kemal Göçmen

Bu yazımız ilk olarak 21 Ekim 2016 tarihinde yayınlanmıştır. 

Kaynaklar:
Davıd Eagleman – Incognito
Vision Substitution by Tactile Image Projection
PAUL BACH-Y-RITA, CARTER C. COLLINS, FRANK A. SAUNDERS, BENJAMIN WHITE & LAWRENCE SCADDEN (08 March 1969 )
Evrim Ağacı – Bilim İnsanları, Kızılötesi Işığı Görebilen Fareler Yarattılar!

Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

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