Bilim kurguda sıkça karşılaşılan fikirlerin bilimsel gerçeklere dayandığını öğrenmek her zaman hoş bir şeydir. Kriyojenik dondurucular, lazer silahları, robotlar, silikat implantlar… ve unutmayalım, uzayın sınırlarını aşma fikri! İnanın ya da inanmayın, bu kavram – halk arasında FTL (Işık Hızından Daha Hızlı) seyahat, Hiperuzay, Işık Hızı vb. olarak bilinen – aslında gerçek bilim dünyasının içinde bir ayağa sahiptir.
Miguel Alcubierre adındaki bir fizikçi tarafından 1994 yılında ortaya atılan ışık hızı üstünde seyahat sağlayabilecek motor fikridir. Yöntem bir uzay gemisinin etrafında uzay-zamanın ön tarafta daraltılıp, arka tarafta genişlediği bir balon yaratmaktır. Bu sayede geminin kendisi değil uzay hareket ederek ışık üstü hızlara çıkmayı sağlayacaktır. NASA’nın şu an Amerikada yüksek bütçeli bir araştırma tesisi vardır. Silindir şeklindeki tasarım fikrini onlar ortaya attı kullanılması gereken yakıt miktarını azaltmak için atılan bu fikir daha keşfedilmemiş bir enerjiyi temel alıyor. Aslında varlığı biliniyor ama dünya üzerinde üretilemedi.
Fizikte, bu Alcubierre Uzay Bükme Sürücüsü olarak bilinir. Kağıt üzerinde, bu Einstein alan denklemlerinin oldukça spekülatif ancak potansiyel olarak geçerli bir çözümüdür, özellikle uzayın, zamanın ve enerjinin nasıl etkileştiği konusunda. Bu belirli matematiksel uzayzaman modelinde, kurgusal “uzay bükme” veya “hiperuzay” ile benzerlik taşıyan özellikler bulunmaktadır, bu yüzden bu ilişki vardır.
Bilim kurgu türünde, ışık hızını aşan uzay yolculuğu, hyperspace (hiperuzay), warp drive (uzayı bükme sürücüsü) gibi kavramlar sıkça karşımıza çıkar. Ancak, bu fikirlerin yalnızca hayal ürünü olduğunu düşünmek yanıltıcı olabilir. İnanılmaz bir şekilde, bu tür kavramlar bazen gerçek bilimin temellerine sahip olabilir. İşte tam da bu noktada, Alcubierre Sürücüsü devreye girer.
Arka Plan:
Einstein 1905’te Özel Görelilik Teorisini ilk önerdiğinden beri bilim insanları görelilik evreninin uyguladığı kısıtlamalar altında çalışıyorlar. Bu kısıtlamalardan biri, ışığın hızının kırılamaz olduğu inancı ve bu nedenle FTL uzay seyahatinin veya keşfinin asla olmayacağı inancıdır.
Sonraki nesiller, ses bariyerini aşmayı ve Dünya’nın çekimini yenmeyi başarmış olsalar da, ışığın hızı kırılması gereken bir engel gibi görünüyordu. Ancak sonra, 1994 yılında Meksikalı fizikçi Miguel Alcubierre, teoride FTL seyahatin mümkün olabileceği bir uzay-zaman dokusunu nasıl uzatacağını öneren bir yöntemle geldi.
Yüzyılın başında Albert Einstein’ın Özel Görelilik Teorisi’ni ortaya koyması, bilim dünyasında devrim yarattı. Bu teori, ışığın hızının evrende sabit olduğunu ve bu hızın aşılamayacağını öne sürdü. Bu nedenle, bilim insanları uzayın keşfinde veya uzayda seyahatte ışık hızını aşmanın imkansız olduğuna inandılar. Fakat 1994 yılında Meksikalı fizikçi Miguel Alcubierre, bu sınırlamalara meydan okuyacak bir teorik yöntem sunarak bilim dünyasını şaşırttı.
Kavram:
Basitçe söylemek gerekirse, bu uzay yolculuğu yöntemi, uzay-zaman dokusunu bir dalga içinde uzatmayı içerir ki bu da (teoride) bir nesnenin önündeki uzayın daralmasına, arkasındaki uzayın ise genişlemesine neden olur. Bu dalga içindeki bir nesne (örneğin bir uzay gemisi) bu bölgeyi, düz uzayın bir “uzay bölgesi kabarcığı” olarak sürmek için kullanabilir.
Bu, “Alcubierre Metriği” olarak bilinir. Genel Görelilik bağlamında yorumlandığında, metrik bir uzay-zaman düzleminde daha önce düz bir bölgede bir uzay bölgesi kabarcığı görünmesine ve efektif olarak ışık hızını aşan hızlarda uzaklaşmasına izin verir. Kabarcığın içi, içinde bulunan herhangi bir nesnenin izdüşümsel referans çerçevesidir.
Çünkü gemi bu kabarcık içinde hareket etmiyor, ancak bölge kendisi hareket ettiği için, zaman genişlemesi gibi geleneksel görelilik etkileri uygulanmaz. Dolayısıyla, uzay-zaman kuralları ve görelilik yasaları geleneksel anlamda ihlal edilmez.
Bunun nedenlerinden biri, bu yöntemin yerel anlamda ışıktan daha hızlı hareket etmeye dayanmamasıdır, çünkü bu kabarcık dışında seyahat eden bir ışın her zaman gemiden daha hızlı hareket eder. Sadece geminin, warp kabarcığı dışındaki bir ışın hızından daha hızlı bir şekilde hedefine ulaşabileceği anlamında “ışıktan daha hızlıdır.”
Alcubierre Sürücüsü Kavramı: Uzayı Bükme ve Işık Hızını Aşma
Alcubierre Sürücüsü, uzay-zaman dokusunu belli bir şekilde bükerek ışık hızını aşmayı mümkün kılma fikrini içerir. Bu bükme işlemi, bir nesnenin önündeki uzayın sıkışmasına ve arkasındaki uzayın genişlemesine neden olur. Bu bükülmüş uzay içindeki bir nesne, “uzay bölgesi kabarcığı” adı verilen bu bölgeyi kullanarak seyahat edebilir.
Bu, Alcubierre Metriği olarak adlandırılır. Genel Görelilik teorisi bağlamında yorumlandığında, bu metrik, bir uzay bölgesi kabarcığının daha önce düz olan uzay-zaman biriminde görünmesine ve ışık hızını aşan hızlarda uzaklaşmasına izin verir. Kabarcığın içi, içinde bulunan herhangi bir nesnenin izdüşümsel referans çerçevesidir.
Bunun ilginç bir yanı, geminin bu kabarcık içinde hareket etmiyor olmasıdır. Kabarcık kendisi hareket ederken gemi bu bölgeyi sürer. Bu, geleneksel görelilik etkileri olan zaman genişlemesi gibi etkilerin gemi üzerinde uygulanmayacağı anlamına gelir. Bu nedenle, uzay-zamanın kuralları ve görelilik yasaları geleneksel anlamda ihlal edilmez.
Zorluklar:
Ancak Alcubierre Sürücüsü kavramıyla ilgili bazı sorunlar vardır. Öncelikle, böyle bir uzay bükme kabarcığı yaratmanın bilinen bir yolu yoktur. İkincisi, bir kabarcığın içine girdikten sonra oradan nasıl çıkılacağına dair henüz bilinen bir yöntem yoktur. Bu nedenle, Alcubierre sürücüsü (veya metriği) şu anda sadece bir teori olarak kalmaktadır.
Bu teorik sürücü, bilim kurgu dünyasındaki warp drive ve hiperuzay fikirlerine dair heyecan verici bir köprü oluştururken, aynı zamanda gerçek bilimin sınırlarını zorlamayı amaçlamaktadır. Gelecekte, bu kavramın daha fazla araştırılması ve geliştirilmesi, insanlığın uzaya daha hızlı ve etkili bir şekilde seyahat etme olasılığını artırabilir. Ancak bu, henüz çözülmesi gereken birçok bilimsel ve teknik sorunun bulunduğu karmaşık bir alanı temsil eder.
Kaynaklar
https://phys.org/news/2017-01-alcubierre-warp.html
https://www.universetoday.com/150510/alcubierre-gives-us-an-update-on-his-ideas-about-warp-drives/
https://www.andersoninstitute.com/alcubierre-warp-drive.html
