Evreni Keşfetmek İçin 7 Fütüristik Yöntem

İnsan, her geçen an uzay ile alakalı heyecan verici keşifler yapmaya devam ediyor. Titan’ın aktif yüzeyi, buzlu uyduların altında yatıyor olması muhtemel okyanuslar… Tüm bunlar insana kendi sisteminde dahi yaşamın olasılığını çağrıştırıyor. Daha da iyisi, öteki yıldızların etrafında da kayasal gezegenler var, bunlardan bazıları suyun sıvı kalmasını sağlayacak bölgede bulunuyor.

Şöyle bir düşününce belki Dünya evrendeki en yaşam-canlısı gezegen değildir bile. Belki yaşama Dünya’dan daha elverişli ve mucizevi gezegenler vardır uzaklarda. Bu başka bir yazının konusu tabii. Bu yazıda ele alacağımız temel şey, öteki yıldızlara ulaşma çabası.

Deadalus Projesi

Bu çabalardan biri Daedalus Projesi. 1970’li yıllarda finans desteği British Interplanetary Society tarafından sağlanmıştı. Projenin amacı yıldızlararası yolculuğu mümkün kılacak bir uzay aracı inşa etmekti. Bu aracı Barnard Yıldızı’na yollayacaklardı. Dünya’dan yalnızca altı ışık yılı uzaklıktaki bir kızıl cüceydi bu. Proxima Centauri’ye çok benziyordu ve bilim insanları yörüngesinde yaşama potansiyel olarak elverişli bir gezegen olabileceği yönünde sinyaller almıştı. Proje üzerine çalışmalar başladıktan sonra yıldızın etrafında bir gaz devi olabileceği duyuruldu. Lakin bu andan sonra başka hiçbir gezegen bulunmadı.

Beş yıllık projenin sonunda Daedalus uzay aracına ait bir tasarı elde edildi. Araç iki kademeli olacak, ağırlığı 54.000 ton. 400 tonluk robotik sondayı ışık hızının yüzde on ikisine tekabül eden bir surat ile taşıyacak. Bu sayede altı ışık yılı uzaklıktaki Barnard Yıldızı’na elli yıla yakın bir sürede ulaşabilecek. Daedalus uzay aracının motorları nükleer füzyon ile çalışacaktı, yakıt topaklarını aktif hale getirmek için elektron ışınları kullanılacaktı. Bu yakıt, helium-3, Ay’dan hasat edilebilirdi. Her şey iyi güzel ama motorlar on binlerce tonluk yakıtı aracı en üst hıza ulaştırmak için tüketecek, 4 yılın ardından geride yavaşlamak için hiç yakıt kalmayacaktı. Araç, o 50 yıllık yolculuğun sonunda hedef sistemin etrafından 70 saatlik bir uçuş gerçekleştirip yıldızlararası uzayda kaybolacaktı.

Üstelik Daedalus Dünya’dan fırlatılmak için çok ağır olacağından yüzeyde değil, yörüngede inşa edilmesi gerekiyordu. Birkbeck Üniversitesi’nden astroloji ve gezegen bilimi ile uğraşan Ian Crawford’a göre Daedalus Projesi’nin ardındaki bilim günümüzde daha iyi anlaşılıyor. Bu projenin yaratacağı teknik zorluklar ve ihtiyaç duyulan maddi gücü göz önünde bulundurursak böyle bir aracın yıldızlara doğru seyahat etmesi için yüzyıldan fazla bir süre ihtiyaç var.

Icarus Projesi

Daedalus unutulup gitmedi, aksine bir başka yıldızlararası seyahat projesi olan Icarus’a ilham sağlıyor. Icarus hâlâ daha devam etmekte olan bir proje. British Interplanetary Society ve Icarus Interstellar organizasyonu tarafından ortak bir çaba ile sürdürülüyor. Hedefleri 2100 civarında yıldızlararası yolculuk yapabilme kapasitesine sahip bir uzay aracı geliştirmek. Icarus’un tasarımı 22 ışık yılı uzaklıktaki her yöne ulaşabilmek, yani eğer Proxima Centauri’nin etrafında yaşanılabilir bir gezegen varsa, hedef orası olacak.

Icarus Projesi, yeni teknolojiler ve fikirler ile Daedalus tasarımının daha gelişmiş bir versiyonunu yaratmayı hedefliyor. Daedalus ile Icarus arasındaki farklardan biri füzyon roketlerinin kullanacağı yakıt; Icarus’un motorları ışınlar yerine lazerleri kullanarak yakıtını harekete geçirecek. Bu teknoloji son zamanlarda yaşanan gelişmeler sayesinde iyice güçlenebilir. Üstelik Icarus’un sondası, Daedalus Projesi’ndeki sondadan daha küçük tasarlanabilir. Gelecekteki robotik, nanoteknolojik gelişmeler sayesinde küçük ve verimli bir sonda tasarlanabilir. Bu da yakıttan tasarruf etmeye, maksimum hıza daha çabuk ulaşmaya olanak sağlar.

LightSail

Light sail, yabancı dilden karma, uydurulmuş bir kelime. Bir projenin ismi. The Planetary Society tarafından geliştirilmiş. Uygun bir Türkçe çeviri bulmak zor. Zaten bilim-teknoloji, özellikle de uzay ile ilgilenen insanlar light sail kelimesinin ne anlama geldiğini biliyordur. Her neyse, konumuz dilbilim değil. Uzay ve yıldızlararası yolculuk. “Bu yolculuğu gerçekleştirmek için en iyi kozumuz, belki de hiç roket kullanmamak,” diyor Crawford.

Peki bu light sail denen olay nedir? Ve nerede devreye giriyor?

Ona basitçe, bir uzay yelkenlisi diyebiliriz. Aklınıza vakumda süzülen kalyonlar falan gelmesin tabii. Light sail uyduları Güneş rüzgarlarını kullanarak hareket eden araçlardır. Bunun canlı kanlı çalışan bir örneği 2010’da görüldü. Japonya’nın deneysel IKAROS aracı 20 metrelik bir yelken (light sail) sayesinde Venüs’e altı ay süren bir manevra yapmayı başardı. Gel gelelim, Güneş ışıklarını kullanarak sistemde gezinecek araçlar tasarlamak verimli olsa da, bu yıldızlararası uzaya açılmak için hiç de mantıklı değil.

Crawford bu soruna şöyle bir çözüm sunulabileceğini söylüyor. Light sail aracını yolculuğun başında çok yüksek dozda ışın ile hızlandırarak, ışınların ulaşamayacağı bir bölgeye itmek. Bunu kurmalı bir oyuncak gibi düşünebiliriz. Oyuncağı kuruyorsunuz, kuruyorsunuz, sonra yere bırakıyorsunuz, kendi başına gidiyor. Üstelik bu araç yakıta ihtiyaç duymayacaktır, çünkü ihtiyaç duyduğu ışınları Dünya’dan ve yörüngeden alacak. Bu da yakıt depoları ya da yakıtın ağırlığını hesaba katmadan daha küçük bir araç tasarlama olanağını sağlıyor.

Bu tarz bir tasarım Breakthrough Starshot projesinin temelini oluşturuyor. Proje, mucit Yuri Milner ve fizikçi Stephen Hawking tarafından duyurulmuştu. Projenin amacı 2036’ya kadar çalışan bir prototip elde etmek. Proje şöyle işleyecek: Posta pulu büyüklüğünde 1000 tane “StarChip” uzay aracı, dört metrelik bir light sail yelkenine bağlanacak, yelkenin genişliği dört metre kadar, her bir StarChip’in ağırlığı da birkaç gram olacaktır. Bu karma araç yörüngedeki bir “anagemiden” salınacak, Dünya’dan ışınlanan lazerler sayesinde de ışık hızının yüzde on beş ile yüzde yirmisine dek ulaşabilecek. Bu, dört ışık yılı uzaklıktaki Proxima Centauri yıldız sistemine yirmi bilemedin otuz yılda varmayı sağlayacak.

Söz konusu proje California Üniversitesi’nden Philip Lubin tarafından incelenmiş. Ona göre en büyük zorluk bu “yelkenliyi” ittirecek kadar güçlü lazerler tasarlamakmış.

Bussard Ramjet

1960 yılında fizikçi Robert Bussard tarafından oluşturulan Bussard Ramjet Projesi, füzyon roketlerinin yüksek itiş gücü ile light sail yelkenlerinin düşük yakıt gereksinimini birleştiriyor. Yakıt taşımak yerine, yıldızlararası uzayda karşısına çıkan ince gaz kalıntılarını ve tozları, ucunda binlerce mile kadar ulaşan aşırı derecedeki geniş huni biçimli elektromanyetik alanda emerek kendi yakıtını üretebilecekmiş. Yıldızlararası uzaydan toplanan hidrojen yakıt olarak sıkıştırılıp aracın arkasındaki füzyon roketini besleyecekmiş.

Teorik olarak, eğer yeterince gaz kalıntısı varsa böyle bir şey istediği kadar gidebilir, hatta ışık hızına yakın bir hıza da ulaşabilir. Sonuç olarak saygıdeğer Bussard Hoca, pek çok bilimkurgu eserinde yer almış. Buna en iyi örnek Larry Niven’in “Known Space” isimli roman serisi ve kısa hikayeleri. Ayrıca Ringworld kitapları ve 1970’de Paul Anderson tarafından yazılan “Tau-Zero” romanı da bu yöntemi işliyor. Bu romanda, Bussard Ramjet’in belirgin bir tehlikesine değiniliyor. Mürettebat, yaralanmış gemiyi kontrol edilebilir bir hıza indirmeye çalışıyor ki, imhadan kurtulabilsinler.

Gel gelelim, hakikatin o çiğ ve acı yüzüne. Bussard Ramjeti teoride dahice bir fikir olsa da Güneş Sistemi’nin çevresinde böylesi bir roketi besleyecek yeteri kadar gaz yok. Crawford, “Burası galaksinin ideal bir bölgesi değil,” diye tanımlamış bu durumu.

Antimadde ve Kara Deliğin Çekim Gücünü Kullanarak İtiş Sağlamak

Light sail yelkenleri, kuvvetli lazerler, füzyon roketleri yetmediyse daha egzotik ve insan ruhunu ismiyle bile kozmik karanlığa sürükleyen opsiyonlar mevcut. Mesela, antimadde ve maddenin tepkimeye girerken sebep olduğu muazzam yıkımı bir itiş gücü olarak kullanmak… Crawford, “Antimadde müthiş bir roket yakıtı olacaktır, çünkü enerji yoğunluğu çok fazla,” diyor ve ekliyor: “Ancak, elbette doğada anti-madde mevcut değil, onu kendimiz üretmeliyiz. Bu çok zor ve pahalı bir iş, üstelik bir kez ürettin mi artık çok tehlikeli de. Sonuç olarak, bu şeyin yalnızca roket yakıtı olarak kullanılacağını kim bilir?”

Fiziğin egzotik yönlerini kullanarak bir uzay aracına itiş gücü sağlamak için ortaya atılan diğer fikir ise “Schwarzschild Kugelblitz” itişi. Teoriye göre itiş gücü, motorlardaki mikroskobik, yapay bir kara delik sayesinde sağlanacak. SK İtişi ile yüklenmiş bir gemi, o minik kara delik feci bir hızla tükenirken yaydığı Hawking ışımasını hapsedip güce dönüştürecek ve uzay aracına hız sağlayacak. O minik kara delikler en fazla birkaç yıl yaşayacaktır, yolculuk sırasında yenilerini yaratmak gerekebilir, bu da madde yığınlarını gama-ışını lazerleriyle sıkıştırarak mümkün kılınabilir.

2009’da yapılan bir araştırmaya göre, söz konusu SK İtişi ile donanmış bir süper tanker yirmi gün içinde ışık hızının yüzde onuna varacak kadar ivmelenebilir. O kara delik aşağı yukarı üç buçuk yıl yaşayacaktır ve tüm bu süre boyunca 160 petawattlık bir enerji açığa çıkaracaktır.

Nesil Gemileri

Işık hızının yüzde onunda seyreden en hızlı roketle bile yakındaki yıldızlara ulaşmak pek çok insan ömrü kadar sürecektir. Crawford, Güneş Sistemi’nin insanlar tarafından keşfini desteklese de yıldızlararası mesafeyi kat edecek insan mürettebatlarının hiç olmazsa birkaç yüz yıl sonra ancak ortaya çıkacağını söylemişti. “İnsanlar gezegenleri robotlardan daha etkili bir şekilde keşfedecektir diye düşünüyorum, ve ayrıca insanları uzaya yollamanın kültürel sebepleri de var, bu şekilde hem ufkumuzu genişletir hem de medeniyetimizi zenginleştirebiliriz.”

Ancak yıldızlararası yolculuk fikri hâlâ uzak. Gerçi nesil gemilerine benzeyen birtakım konseptler, yıldızlararası yolculuğun insanlı mürettebat tarafından gerçekleştirilmesini hedefliyor. Mesela uyuyan gemiler. Bu gemilerde mürettebat bir çeşit kış uykusuna yatırılıyor yolculuk boyunca. Gerçek hayatta böyle bir şey hiç gerçekleşmeyecek olsa bile, kurgusal evrenlerde kendine çoktan yer buldu. Örneğin Stanley Kubrick’in meşhur “2001: A Space Odyssey”, Ridley Scott’ın “Alien” ya da James Cameron’ın “Avatar” filminde…

Bu konsept yeterince tutarlı gelmediyse dünya gemilerine göz atalım. Bu gemiler, tam anlamıyla uzayda süzülen teraryumlar gibi olacaktır. Dünya’daki şartların tümünü hemen hemen taklit eden bir nesil gemisi, içinde son derece geniş bir insan popülasyonu, bu popülasyonu destekleyecek çeşitli hayvan ve bitkiler. Bu gemi, aynı zamanda kendi kendine yetebilir olacak ve yıldızlararası yolculuk boyunca yetişecek yeni nesiller için ideal koşulları sağlayacak. Yüzlerce yıl sonra, hedefe ancak orijinal popülasyonun neslinden gelenler ulaşacak. Bu geminin bir örneği WALL-E’de mevcut.

Dünya gemisi konsepti biraz uçuk gelebilir. Daha gerçekçi olan bir konsept ise embryo gemileri. Bu gemileri kriyojenik işlem uygulanmış insan embryoları yüklenecek ve gemi hedefe ulaşınca, embryolar akıllı robotlar tarafından uyandırılıp yetiştirilecek. Post-modern mağara adamları ve de robot tanrıları.

Işıktan Hızlı Seyahat?

Astronomlar nereye bakarsa baksın Görelelik Kuramı’nı görüyorlar. Albert Einstein’ın da söylediği gibi, bir kütleyi ışık hızına ulaştırmak ya da ışıktan daha hızlı hale getirmek mümkün değil. Lakin Einstein’ın denklemlerindeki bazı noktalar bilinen fiziği eğip bükerek, ışıktan hızlı yolculuğu mümkün kılabilir. 1994’de teorik fizikçi Miguel Alcubierre tarafından Alcubierre Drive ismiyle ortaya atılan konsept, bunun en bilinen örneklerinden.

Sözgelimi olay, çok yoğun iki egzotik maddenin döne döne geminin önünde uzayı sıkması, bu sırada arkadaki alanı genişletmesi ile sağlanıyor. Yani uzayı bu iki egzotik madde sayesinde sıkıp bırakarak gemiyi hızlandırmak, en nihayetinde de ışıktan hızlı hale getirmek konseptin ana fikri. Bu konseptte bahsi geçen egzotik madde kuramsal bir şey. Üstelik uzayın sıkılıp bırakırken yarattığı “baloncuğun” içindeki gemi, yolculuk ettiği yerel uzayda ışık hızını asla geçmemiş, böylece görecelilik kurallarını da ihlal etmemiş olacak.

Bu konudaki bir diğer fikir ise boyutlar-ötesi solucan deliklerini kullanmak. Tabii bu solucan delikleri gerçek mi yoksa yalnızca kuram mı orası meçhul. Lakin bu tarz solucan deliklerini kullanarak uzayın çok uzak, egzotik bölgelerine ulaşabiliriz. Bu da teknik olarak ışıktan hızlı seyahat kapsamına girer. Tıpkı Interstellar’daki gibi. Ancak Crawford ışıktan hızlı seyahatin bilinmezliklerle ve çatışmalarla dolu olduğunu söylüyor. Mesela nedenselliği bozmak gibi. Nedenselliğe göre olaylar bir önceki olayların tetiklemesi sonucu gerçekleşir. Yani teknolojik olarak bu tarz yolculukları yapacak gücümüz olsa bile, belki de evrenin tabiatı bizi bunlardan alıkoyabilir.

Hazırlayan: Tuğrul Sultanzade | Kaynak