Hey Gidi Koca Patlama!

Her şey tek bir noktada üst üste binmiş şekildeydi. Sonra koca bir patlama oldu ve her şey birbirinden uzaklaşmaya başladı. Daha sonra da yıldızlar falan oldu, Dünya oluştu, canlılık doğdu işte değil mi? Keşke hayat o kadar kolay olsa Romeo.

Koca yanlışlarla yüzleşelim!

Büyük patlama (Big-Bang), özel bir noktada gerçekleşmemiştir. Galaksilerin giderek birbirinden uzaklaştığı doğru ama, bunların önceden tek bir noktada üst üste olduğu yanlış. Peki doğru olan ne derseniz, doğru olan büyük patlamanın her yerde aynı anda ve aynı şiddette olduğu.

Önceleri yıldızlar ve galaksiler falan da ortada yoktu. Var olan şey gaz ve karanlık maddeydi.

Evrendeki tüm nesneler giderek birbirinden uzaklaşıyor ifadesi de bildiğimizi sandığımız yanlışlar arasında (Bu yazımızı okuyun). En basitinden örnek verecek olursak, bize en yakın galaksi olan Andromeda‘nın şöyle güzelce elini sıkmak için birbirimize doğru yaklaşıyoruz. Büyük patlamadan beri evren hızlanarak genişlemesini sürdürmüyor. Evrenin genişleme hızının azaldığı dönem de var. Sonradan vites değiştirip hızlanmaya başladı.

Einstein çuvallıyor!

Einstein denklemleri statik (durgun) bir evreni anlatıyordu. Ancak bu denklemler ikinci derecedendi ve bu da tek bir çözümünün olmadığını gösteriyordu. Bu süreçten sonra doğru sonucu bulmak için büyük bir yarış başladı. Fizikçiler ve matematikçiler denklemleri yeni bakış açıları katarak çözüyorlardı. Tabii Einstein’ın popülerliğini kıskananlar almış başını gidiyordu. Denklemlerin yanlış olduğunu iddia edenler ve hatta bu denklemleri sahiplenenler bile ortalıkta fink atar vaziyette o sıralar. (bkz. “Academy of Nations” ve “Arvid Reuterdahl”)

Biri Einstein mı dedi?

Willem de Sitter, bu denklemlere Einstein’dan farklı bir şekilde yaklaşmıştır. Denklemleri, kozmolojik sabiti koruyarak sıfır çıkarmayı başarmıştır. Oysa Einstein, denkleme eklediği kozmolojik sabit sayesinde hiç bir zaman sıfır yoğunlukta bir model olacağını düşünmemiştir. Sitter’in elde ettiği bu sonuç, boşlukta (yani sıfır yoğunlukta) olan bir enerjinin varlığını simgeler.

Sıfır yoğunlukta olan bir enerji ve evrenin basıncı düşünüldüğünde de evrenin genişlemesi gerektiği düşünülebilir. Düşünülmüş de… 1929′da Edwin Hubble amca, gökcisimlerinin spektrumunu incelemiş ve kırmızıya kaymayı gözlemlemiştir. Yani evrenin genişlediği 1929′da gözlemsel olarak ispatlanmıştır. Üzülmeyin, herkes hata yapabilir. Bu olaya sevinenlere inat Einstein’ı saygıyla analım bu vesileyle.

Kırmızıya kayma mı?

Kırmızıya kaymak ve Doppler Kayması denen o basit şeye bakalım. Doppler Etkisi için çoğu kişinin verdiği örnek üzerinden gitsek iyi olur sanırım (Adet bozulmasın sonra!).

Cıyak cıyak öten bir ambulans sireni sesini duydunuz. Eğer o ambulans tam arkanızdaysa ve siz de trafikteyseniz, bencillik yaparak muhtemelen sevinirsiniz. Malum, varacağınız yere 1-2 dakika erken varacaksınız. Çok büyük bir olay.

Doppler etkisi.

Bu ambulansın sesini kulaklarınızda duyun şimdi. Ambulans size doğru yaklaştıkça sesi inceliyor değil mi? (Cevabınız hayırsa hemen şimdi bir hastahanenin yakınlarına gidin ve gözlemleyin!) Aynı şekilde sizden uzaklaştıkça da kalınlaşıyor olmalı. İşte bu şeye Doppler Kayması diyoruz. Bunla cisimlerin bizden nasıl uzaklaştığını bilmeyenler anladı değil mi? Ben de anlamadım.

Seste olduğu gibi ışıkta da aynı olay gözlenir. Ses incelip-kalınlaşma yaparken, ışıkta bir kayma gösterir. Cisimler bizden uzaklaştıkça frekansları azalır, yaklaşıyorsa artar. Dalga boyu ise tam tersi şekilde değişir. Bir cismin frekansı azalıyor, bizden uzaklaşıyorsa, yaydığı ışığın spektrumunda kırmızıya kayma gözlenir. Ben bunu aklımda kalması için arabalara benzettim. Bir araba sizi sollayıp uzaklaşmaya başlarsa, kırmızı olan fren lambalarını görürsünüz. (Söyleme gereği duydum.)

Bir de şöyle düşünelim. Frekansı esnek bir yay gibi düşünün (Kocaman olsun ama). Bu yay ile iki galaksiyi birbirine bağlayalım. Galaksiler birbirinden uzaklaşırsa bu yayımız gerilir. Yani dalgaboyumuz artar. Olay bundan ibaret.

Evrenin genişlemesi hızlanarak devam ediyor!

Önceden genişleme hızının azaldığı bir dönem olsa da, şimdi hızlanarak genişlememize devam ediyoruz. Bu bilgi yakın bir tarihte gün yüzüne çıkartıldı. 1998 yılında süpernova gözlemleri evrenin gittikçe artan bir hızla genişlediğini ortaya koymuştu. Sonraki yıllarda ise daha da uzaktaki süpernova gözlemleri, 5 milyar yıl önce yavaşlayarak devam eden genişlemenin, birden hızlanarak genişlemeye başladığını gösterdi (Niye fikir değiştirdiyse artık, onu bilmiyoruz. Karanlık işler bunlar benden söylemesi!).

Evren genişledikçe, galaksiler birbirinden uzaklaşır. Yayılan ışık, diğer galaksiye ulaşmak için yola çıktığında olduğundan çok daha uzun bir yolu katetmelidir.

İki galaksi arasında ne kadar çok mesafe varsa o kadar daha hızlı uzaklaşırlar. Tabii kütlelerini de göz ardı etmemek gerekir. Uzaklaşma hızı, kütlelerin çarpımı ile ters orantılı bir şekildedir.

Atıyorum, Oğulcan Galaksisi bizden 5 milyon ışık yılı uzakta olsun. İşte bunu hesaplamak kolay olmuyor. Derine inip can sıkıntısı vermek istemem, kısaca anlatayım (İyi bilmiyorum diyemeyenlerin en kıyak numarası).

Yıldızlar olsun, gezegenler olsun, galaksiler olsun, bir sürü ıvır zıvır bizden ne kadar uzakta olursa o kadar sönük görünür. Odanızda bulunan ampulün altına geçin ve bir bakın. (Çok bakmayın ama, gözleriniz bozulabilir.) Gözünüzü rahatsız eder. Ama karşı apartmanda oturan bir evin perdesi açıksa ve gördüğünüz odanın ampulü kadrajınızdaysa, bir rahatsızlık vermez. Çünkü uzaktadır ve daha sönüktür. Aynı şey gökcisimlerinin ışığında da söz konusu. Ancak zor olan şey, bunu hesaplamak için galaksinin yanınızdayken ne kadar parlak olduğunu bilmeniz gerekir.

Anladık, genişliyor da neyin içinde?

Bu soruyu benim Halil Bulut arkadaşım düşünmüş. Kendisi çok düşünceli bir arkadaşımdır. Ama her Rocco verişinde bu son diyor. Neden diye sorduğumda ise farklı farklı kaçamak cevaplar veriyor. Yani bunun bir çok cevabı var. Aynen evren neyin içinde genişliyor sorusuna vereceğimiz cevap gibi.

İç içe geçmiş matruşkalar. Evren de böyle bir şey mi? (Güzel benzetme oldu)

Evrenin dışı diye bir şey olmayabilir. Zamanda yolculuk için uzay-zaman bölgelerinin eğrildiğini duymuşsunuzdur. Aynı mantıkla evrene de yaklaşabiliriz. Işık hızına yakın hızlarda hareket edebilen bir aracımız olsa ve biz de ölümsüz olsak uçuşur dururuz ortalıkta. Evren kıvrılmış olabilir. Çoğunluk böyle düşünüyor diye düşünüyorum.

Öte yandan, görebileceğimiz maximum bir uzaklık vardır. Yani ufuk. Aynen Dünya’da gözlemlediğimiz gibi. Işık ışınları bize ışık hızında geldiği için ancak belirli bir noktaya kadar gözlem yapabiliyoruz. Fizikte hayal kurmadığına ve gözlem yaptığı alanla ilgilendiğine göre dışarısının pek bir önemi kalmaz.

Bir de boyut meselesi var. Birisi çıkıp diyor ki 3 boyutlu bir evren var, birisi diyor 7, birisi diyor 10 boyutlu bir evrende yaşıyoruz. Boyutlar bambaşka bir konu elbette. Ancak şöyle düşünenler de var. Kaç boyutlu olursa olsun, evrenimiz daha fazla boyuta sahip başka bir evrenin içinde dolanıyor olabilir. Sonra da bambaşka evrenlerle çarpışıp yok olabilir. Bunu boşverelim, baya korkutucuymuş.

Oğulcan AÇIKGÖZ

Referanslar:
• Prof. Dr. Cengiz Yalçın, Evren ve Yaratılışı, Arkadaş Yayınevi, s.117–154, 2008
• Dave Goldberg, Jeff Blomquist, Evren Kullanma Kılavuzu, Metis Bilim Yayınları, s. 117-220, Haziran 2011
• Zeynep Ünalan, “Einstein’dan Farklı Düşünenler”, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, Sayı 527, s. 18-23, Ekim 2011
• Zeynep Ünalan, “İvmelenen Evren: Süpernovalardan Karanlık Enerjiye”, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, Sayı 528, s. 16-19, Kasım 2011
Kapak Fotoğrafı: The Big-Bang Theory dizisi




Teori, Deneyler, Higgs ve Nobel

Gazetelerde, iri puntolarla atılan başlıkları bilirsiniz. O günün sabahında, gerek bir yandan iş adamlarını, iş kadınlarını ve siyasetçileri, diğer yandan spor kulübü başkanlarını, borsa simsarlarını ve yatırımcıları bir koşturmaca içine sokacak olan konuların; gerekse insanlar arasındaki etkileşimlerin, medyaya yansıyan fragmanıdır bütün bunlar.

Bazen bu gazetelerde -ilginçtir- bilimsel haberlere rastlarız. Bilimsel ifadesine bir açılım yapmak gerekirse, “İsviçreli/Amerikalı/İngiliz bilim adamlarının yaptığı araştırmaya göre…”  diye başlayarak, ”…bir erkek, günde 16 kez…/…bir kadın, günde 8 kez…” diye devam eden haberler, bilimsel haber niteliği taşımazlar. Bu tür haberler, gazetelerin, boş alan doldurma endişesinin birer sonucu olan istatistiklerdir.

Bu haberler içinde yıldızı parlayan, yer yer değerli yazılara konu olan bir gelişme söz konusu: Higgs bozonu, teorik olarak tahmin edilişinden yaklaşık yarım asır sonra, CERN’de yapılan deneylerde keşfedilmişti. 2013 yılında ise, bu başarılarından dolayı, teoriyi yazan bilim insanları, Nobel Fizik Ödülü‘ne layık görülüp ödüllendirildiler. Peki, ödül nasıl bir buluşa gitti?

Peter Higss, geç de olsa gelen Nobel ödülünü gururla alırken, yüzü de gülüyor. (Fotoğraf: Routers)

CERN, yani Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi, İsviçre ve Fransa sınırında yer alan, dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarıdır. Parçacık fiziği laboratuvarı ne demektir? Aslen bu tip bir laboratuvar, bir taşın en küçük yapısını merak eden ilkel insanın düşündüğü çözümlerin, günümüzdeki uzantısı demektir. 1954 yılında, 12 ülkenin katılımıyla kurulmuş olan CERN laboratuvarları, günümüzde 20 asil üyesine ilaveten Türkiye’nin de aralarında bulunduğu 8 gözlemci üyeye sahip. Peki, CERN deneylerini nasıl anlamamız ve değerlendirmemiz gerekiyor? Orada neler oldu ve niçin söz konusu buluş, bilim dünyası için önemli bir konum kazandı?

 Yüzyılın Deneyi

Eski Yunan doğa filozoflarının sonuncusu olan Demokritos, her şeyin atomlardan oluştuğunu söylerken kendinden oldukça emindi. “Bir kanıt sunmayı, Pers kralı olmaya tercih ederim!” derken de oldukça emindi kendinden. İşte insanın, en küçüğe ilgisinin simge isimlerinden biri, Demokritos idi.  Üzerinde oturduğunuz sandalyenin veya koltuğun, görebileceğiniz en küçük parçası sizi öksürtebilme, hatta hapşırtabilme olasılığına sahipken, göremeyeceğiniz kadar küçük parçaları ise, size, dünyanın en büyük makinesini inşa ettirebilir. Nitekim bilim insanları, maddenin atomdan da küçük yapıtaşlarını ve bu yapıtaşların en önemli özelliklerinin başında gelen kütleyi araştırmak üzere, dünyanın en karmaşık makinesini oluşturdular ve bu makineden belli bir başarı elde ettiler.

Fransa-İsviçre sınırında, yerin 100 metre altından geçen 27 kilometre uzunluğundaki tünele inşa edilen LHC (Large Hadron Collider: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı), Aralık 2009 tarihinde proton çarpıştırmaya başlamıştı. Tıpkı ilkel bir topluluğa mensup bir bireyin, yukarıda sözünü ettiğimiz merak sebebiyle, bir taşı önce ikiye, sonra dörde ve giderek daha fazla parçalara ayırırken taşları birbirine vurmasında olduğu gibi. Hızlandırıcının üzerindeki, her biri birkaç katlı apartman büyüklüğündeki 4 detektör de yıllar süren hazırlıklardan sonra veri toplamaya başladılar.

Şekil 1 – CERN, başlıca deneyleri ve Higgs için en önemlisi, LHC. (Fotoğraf: CERN / Particle Physics for Scottish Schools.)

CERN Laboratuvarı’nda yer alan bu deneyler; CMS, ATLAS, LHC-B ve ALICE oarak isimlendiriliyorlar ve hepsinin kendine has açılımları bulunuyor. Atom çekirdeğinin pozitif yüklü parçacıkları olan protonların 14 TeV[1] enerjisinde çarpıştırıldığı bu deneyler, araştırmacılara Evren’in ilk zamanlarını anlama olanağı verebilecek olması bakımından önemliydi.

Yapılan deneylerde, LHC Laboratuvarı’nda, her biri 7 TeV enerjiye sahip olan ve 27 kilometrelik dairesel tünel içinde ışık hızına çok yakın hızlarda yol alan proton demetleri, çarpışarak 14 TeV’luk merkezi enerji meydana getirdi. Böylelikle atom altı dünyanın, şimdiye kadar yabancısı olduğumuz özelliklerini keşfetme şansımız oldu. Bu bölgedeki enerji yoğunluğu, evrenin başlangıcındaki Big Bang (Büyük Patlama) koşullarına yakın olduğundan dolayı, basında LHC deneyleri Big Bang deneyleri adıyla da adlandırılmıştı. Bununla beraber, bu deneylerde üretilen enerji, bir kibritin yanması sırasında üretilen enerjiden çok daha küçüktür.

Bu deneylerin temel hedefi, parçacık fiziğinde varılan son nokta olan, Standart Model adını verdiğimiz modelin yanıtlayamadığı sorulara yanıt bulmaktı. Standart Model, bize maddenin yapı taşlarının nasıl davrandığını ve birbirleriyle nasıl etkileştiklerini açıklamakta, ancak bunların nedenleri hakkında bilgi vermemekteydi ”Kütle neden var?” sorusuysa buna dair sorulardan en önemlisiydi. Higgs bozonu, işte tam bu noktada önerilmişti.

Büyük İngiliz teorik fizikçisi, Peter Higgs’ten 1 yıl önce doğru cevaba yaklaşıp, bu cevabın oralarda bir yerde olduğunun sinyallerini alan Philip Anderson’un kurduğu model, 1 yıl sonra Higgs’in işine yarayacaktı ve o yıl, makalesinde bunu, “Anderson’un plazmon modelinin relativistik bir versiyonu” biçiminde dile getirecekti.

Higgs’ten 1 ay önce ise, 49 yıl sonra Nobel Fizik Ödülü’nü Peter Higgs ile paylaşacağından habersiz, François Englert aynı modeli inceleyecek ve Higgs ile aynı sonuca varmasına rağmen, söz konusu bozonu tahmin edemeyecekti. Bununla beraber, Higgs’ten 1 ay sonra, Gerry Guralnik, Richard Hagen ve Tom Kibble gibi bilim insanları, Higgs’in yaklaşımına büyük katkıları olan, Higgs bozonunun kuantum özelliklerinden bahseden, hatta bu konuda Higgs’in çalışmalarından çok daha kapsamlı çalışmaları olan bilim insanları olarak, kronolojideki yerlerini alacaklardı.

Medyatikleşme süreci, onlarca mektuplaşma ağının, grup çalışmasının ve fikir alışverişinin gerçekleştiği çalışmalardan bir insanı çekip aldığı zaman, geride kalanları hatırlamak ne yazık ki pek kolay olmayabiliyor. Bu açıdan, bu hatırlatmaları yapmak yerinde oldu diye düşünüyoruz.

Standart Model bize, karşılaştığımız, etkilediğimiz, etkilendiğimiz her türlü maddenin, leptonlar ve kuarklar diye adlandırdığımız temel parçacıklardan oluştuğunu söyler. Örneğin atomun çekirdeğindeki proton ve nötronlar, 3’er kuarktan oluşurlar. Esasında bize çizilen küresel parçacık görselleri, bir anlamda yanıltıcıdır; zira bir proton, az önce de belirttiğimiz gibi, 3 kuarkın belli etkileşimlerle bir arada bulunmasından başka bir şey değildir. Bu belli etkileşimlerde de, aracı kuvvetler dediğimiz bozonlar rol oynar.

Yani madde, 6 kuark, 6 lepton ve bunların arasındaki etkileşimleri sağlayan aracı parçacıklardan ibarettir. Maddeyi oluşturan kuarkların dışında kalan diğer kuarklar, evrenin farklı yerlerinde hızla daha düşük kütleli kuarklara dönüşürler.

Ne çok etkileşim sözcüğü kullandık, değil mi? Açık yüreklilikle şunu itiraf etmemiz gerekiyor: etkileşim olgusunu anlamak, bütün bir fizik bilimini anlamakla neredeyse aynı değerde. İşte bu yüzden, en az, maddeyi oluşturan lepton ve kuarkları anlamak kadar, bozonları anlamak önemlidir.

Bir efsane haline gelen Higgs bozonu da bu parçacıklardan biriydi, dolayısıyla Higgs parçacığının var olup olmadığı sorusunun yanıtlanması, Standart Model açısından son derece önemliydi. Bu temel amacın yanında, diğer amaçlar için de, LHC deneyi dışındaki diğer bir deney sistemi, CMS (Compact Muon Selenoid – Sıkıştırılmış Müon Selenoidi) kuruldu.  LHC ve CMS, öncelikle Higgs parçacığını aramayı ve böyle bir parçacık varsa bunun kütlesini ve diğer özelliklerini ölçmeyi amaçlamaktaydı.

Öte yandan, LHC deneylerinin diğer amaçlarından biri de, Standart Modelin de ötesinde bir model olan Süpersimetri modelini sınamaktır. Süpersimetri,  Standart Modelin karşılaştığı sorunları çözmek için, 1970’lerde ortaya atılan bir teoridir; yani bir anlamda Standart Modelin yaması olarak görülebilir. Söz konusu parçacıklara bir de karşıt-parçacıklar öngören süpersimetriyle beraber, karşıt-parçacıklardan oluşan karşıt-madde ya da anti-madde fikri de ortaya çıkmıştır.

Sorunların bizim ilgileneceğimiz yönü ise, parçacıkların en temel özelliklerinden biri olan kütlenin, kendisini gösterişi olacak. Kütleyi miktar kavramından uzaklaştırıp parçacıklarda nasıl ortaya çıktığını kavramamız gerekecek. Bu bağlamda şunu belirtmemiz gerekiyor: Higgs bozonu, maddenin değil, parçacıkların (dolayısıyla madde parçacıklarına) kütlesinin kaynağıdır.

Şekil 2 – LHC tünelinden bir görüntü. Bu dev, mavi kablolar ise çok güçlü mıknatıslarla ve süper iletkenlerle sarılı parçacık taşıyıcıları. Parçacıklar, bunların içerisinde hızlandırılıyor ve çarpıştırılıyor. “Neden yerin altında?” diye sorarsanız, her saniye Güneş’ten vücudumuza nüfuz eden parçacıkları gösterebiliriz. Uzaydan dünyaya bu denli enerjik parçacıklar yağarken, böyle bir düzeneği yerin üzerinde kurmak pek de mantıklı sayılmazdı.

Deneylerde Büyük Patlama mı Tekrarlandı?

CERN’de gerçekleştirilen deneyler, Büyük Patlama’nın ne bir simülasyonu, ne de onu tekrarlıyor. Var olan modellerimizin uyuştuğu fikre göre, evrenimiz, 13,8 milyar yıl önce doğdu ve bugün için, hızlanarak genişliyor. Burada açabileceğimiz paranteze ise LHC deneylerinde protonların çarpıştırılarak evrenin başlangıcındaki enerji yoğunluğuna ulaşılmaya çalışıldığını yazmamız gerekir.

Protonların çarpışmasında ortaya çıkan mutlak enerji, hiç de katastrofik ölçeklerde bir enerji değil. Ancak protonların boyutları çok küçük olduğu için, enerji yoğunluğu çok fazla. Bu durumu şu şekilde örneklendirebiliriz: deniz suyunun ısısı, 1 litre kaynamış süte oranla kat kat daha fazladır. Çünkü ısı bir enerji ölçüsüdür ve deniz suyunun muazzam miktardaki kütlesinin içerdiği enerji, 1 litre kaynamış suyun enerjisinden milyarlarca kez daha büyüktür.

Böyle olduğu halde, yeteri kadar derin düşündükten sonra başımızdan aşağı 1 litre kaynamış su döktüğümüzde kavruluruz, ancak denize girdiğimizde hiçbir şey hissetmeyiz. Hatta deniz suyunun sıcaklığı düşükse üşürüz. Bunun nedeni, denizin ısısının dağılmış durumda olmasıdır. Oysa bir litre kaynamış suyun ısısı (yani enerjisi), küçük bir alanda yoğunlaşmıştır. Öyleyse önemli olan enerji miktarı değil, enerjinin yoğunlaşma derecesidir.

Kaçınız denize girdiğinde üşüdüğü için, yazın o sıcağı altında kıyıda oturup kitap okumayı tercih ediyor? (Görsel telif: Videoblocks.com)

Einstein’ın ünlü formülünü hatırlarsak, enerji, kütleyle özdeştir (E=mc2). Öyleyse enerji, yeteri derecede yoğunlaştığında maddeye dönüşür. Bunu, şöyle de ortaya koyabiliriz: bir maddenin enerjisini yeterli oranda arttırdığımızda, o maddenin kütlesi, enerjiye dönüşür. Yüksek enerji yoğunluklarında yüzlerce farklı parçacık ortaya çıkar. İçinde yaşadığımız Evren’de, madde adını verdiğimiz, her şeyi (vücudumuz, gezegenimiz, Güneş, yıldızlar vb.) oluşturan bu üç parçacık da (esas olarak proton, nötron ve elektron), yaklaşık 13,8 milyar yıl önce, Evren’in başlangıcında ortaya çıkmışlardır. Şimdilik bu parçacıkları meydana getiren o muazzam enerjinin kaynağına dair ise sadece görüşler mevcut.

Evrenin kendisinin Büyük Patlama ile oluştuğunu söyledik. Diğer bir deyişle; uzay, zaman, madde ve enerji bu sırada oluştu. Şimdi önemli bir parantez daha açmamız gerekiyor: Büyük Patlama kuramı, Büyük Patlama anını değil, daha sonrasında neler olduğunu açıklıyor. Büyük Patlama anıkavramı, bizlerin tahayyül edemeyeceği kadar küçük bir zaman dilimini ifade etmektedir. Bir ”an” bile değil aslında; 0,00000000000000000000000000000000000000000001 saniye! Bildiğimiz varlığın ilk aşaması, işte bu zaman dilimine sığdı.

Peki, ne oldu?

Teorisyenler, Kuantum Teorisi bağlamında bu soruya gayet zarif yaklaşımlar getirerek, geçici enerji kabarcıkları, parçacık-karşıt parçacık çiftleri gibi kavramlar türettiler. Bu parçacıkların ve enerji kabarcıklarının enerjileri, ne kadar düşük olursa; o kadar uzun süre yaşıyorlar (Düşük enerjinin yüksek entropiyi getirdiğini hatırlayalım; odanızı toplamanız için odanızda bir miktar enerji harcamanız gerekir). 20. yüzyılın ikinci yarısına girildikten hemen sonra, ABD’li fizikçi Edward Paul Tryon adlı bir bilim insanı, bu konuda şu hipotezi sunmuştu:

“Evren, boşluktaki enerji dalgalanmasından ortaya çıkmıştır.”  

Bunun açıklaması, uzayın aslında sanıldığı gibi ”boş” olmadığıdır. Uzay, görünenin ötesinde, yani atom altı düzeyde müthiş aktiviteler içerir. Peki, nedir bu aktiviteler? Örneğin; elektron parçacığı ve bu parçacığın karşıt-parçacığı, yani pozitif elektron, diğer bir deyişle pozitron birlikte aynı anda ortaya çıkıp kaybolabilirler. Elektron-pozitron çiftinin ömrü, etkileşirken 10-21 saniye olup, aralarındaki mesafe 10-10 santimetredir. Ömür kavramı burada, parçacıkların kaybolmadan veya başka parçacıklara bozunmadan gözleme veya araştırmaya dâhil olma süreleridir. Bu arada kaybolmaktan kasıt, yok olmak değildir; enerji formuna dönüşmektir. Bir parçacık, karşıt-parçacığıyla etkileştiği zaman, enerjiye dönüşür ve ”enerji kabarcıkları”nı oluşturur. Bunlar da, Edward Tryon’un hipotezinde kullanılan enerji dalgalanmalarına sebep olurlar. İşte bu da, Büyük Patlama için gereken enerji için sunulan görüşlerden biridir.

Higgs Bozonu Evrene Nasıl Kütle Verir?

Aslında ortada, konuşulması gereken bir parçacıktan ziyade, konuşulması gereken bir alan bulunuyor. Söz konusu parçacık da zaten bu alanın temel elemanıdır. Deniz kıyısında yürümeye çalışırken harcadığınız enerjiyle karada yürümek için harcadığınız enerji eşit midir? Hangi durumda daha çok yorulursunuz? Evet, denizin içinde yürümeye çalışmak daha zordur. Çünkü etkileşmenizin şart olduğu ve gaz molekülleri kadar etrafa saçılmamış, daha bir arada moleküller söz konusudur denizde. Siz ise katısınızdır, baştan ayağa.

Higgs bozonu dediğimiz parçacığın ev sahibi olan, onu barındıran alan, işte bu deniz gibidir; bu alanda bulunan tüm varlıklara kütle verir. Denizde yürümemiz zorlaştığında, ağır hissederiz; üzerimizde fazladan kütle bulunuyormuş hissi söz konusu olur. İşte bu kütle verme durumunu, böyle bir modelle açıklayabiliriz. Hatta daha da ileri gidip, Higgs alanını, sağanak yağmura benzetebiliriz; ancak bu yağmur, romantik olmaktan biraz uzak. Bize kaçacak hiçbir yer bırakmıyor ve sürekli yağıyor.

Bu yağmurun altında kendinizi salarak bir süngeri düşünecek olursanız, o hafif, yumuşak ve bazen havuçlu keki andıran (acıkmak böyle bir şey olsa gerek) cismin gitmiş, yerine ıslak, ağır bir cismin gelmiş olduğunu gözünüzde canlandırabilirsiniz. Yağmura benzettiğimiz Higgs alanı, parçacıklara işte buna benzer bir mekanizmayla kütle vermektedir. Süngerler, boyutlarına ve kapasitelerine göre, değişen miktarlarda su emebilirler. Parçacıklar da birbirinden farklı kütlelerin oluşturduğu geniş bir yelpazeye yayılmışlardır.

En büyük kütlelere sahip parçacıklar, yukarıdaki analojiye geri dönecek olursak, Higgs alanıyla en güçlü etkileşen parçacıklar olacaktır; yani yağmurdan en çok etkilenen canlılar, yürümekte en çok zorlanan canlılar olacaktır. Bununla beraber, Higgs alanı ile hiç etkileşmeyen parçacıklar da söz konusudur ki, bizler, onlardan biri olan fotonlar sayesinde bir şeyleri görebiliriz. Diğer kütlesiz parçacık ise, atom çekirdeğindeki parçacıkları bir arada tutan gluondur. Bu iki parçacığı da, suyla herhangi bir etkileşime girmeyen ya da su geçirmez süngerler olarak düşünebiliriz. Tüm olan biten bunlardan mı ibaret? Tabii ki hayır. Başta diktatörce, konuşulması gerekene karar vermiştik; bu, Higgs alanıydı. Peki, ya Higgs bozonu? O neden var? Nasıl olur da analojide Higgs alanını temsil eden yağmur, aynı anda parçacık da olabilir?

İklimi değişen Dünya’da yağmur eksikliği, bir insan vücudundaki önemli bir vitaminin eksikliği gibidir; tedavi için farklı çözümler aranır, uzman beyinler bu konu için seferber olur. Geçen yıl gittiğim bir tatil beldesinde, Nijeryalı bir ailenin küçük bir çocuğuyla tanışmıştım. Kuraklıktan kaçan aile, aile kaynaklarını kaçmak için kullanmıştı. Zeki olduğu kadar, oldukça duygusaldı da Adisa[2].

Yine sıcak bir yaz gününde kendinden geçmiş olan bana güzel bir şaka yapmıştı balonun içerisine doldurduğu suyla. İmgeleminde, sıcak bir havada yağmura hasret kalan bir insanı, böyle serinletebileceğini kurgulamıştı belki de. Hiç de haksız değildi. Yalnız, o suni yağmuru yaratırken bile, Adisa’nın kullandığı suyun kaynağı yağmurdu. Dolayısıyla, analojiden hareketle, yine işin içine Higgs alanı girmek zorunda. İçi su dolu balon ise Higgs parçacığı olarak düşünülebilir. Higgs alanı, Higgs bozonunu da dâhil olmak üzere, tüm kütle sahibi parçacıklara, kütlelerini veren alandır.

Su olmadan (dolayısıyla yağmur olmadan) balonların da, süngerlerin de daha az ilginç olacağı gerçeği bir yana, Higgs alanı olmaksızın, hiçbir şeyin kütle sahibi olamayacağını düşünebiliriz. Hayır; Dünya üzerinde kalamayıp uzaya doğru uçmazdık, daha bu noktaya gelmeden, gezegenleri oluşturacak materyaller bir araya toplanamazdı. Şimdi Higgs bozonunun (Higgs alanının), evrendeki tüm kütle sahibi parçacıklara, onlarla etkileşerek kütle kazandırdığını biliyoruz. Yolu üzerindeki neredeyse her şeyden sızabilmeyi bir şekilde başaran ve bu sızış sırasında, içinden geçebildiği şeyleri ağırlaştıran su gibi, Higgs alanı da neredeyse tüm parçacık türlerine –bazılarına daha fazla olmak üzere- etki ederek kütle verir.

Geçtiğimiz yılın Temmuz ayında açıklanan buluş da, tam olarak bu parçacığın, Higgs bozonunun keşfiydi. Protondan yaklaşık 133 kat fazla kütleye sahip bu parçacığın keşfi, evrenimizin mevcut haline dair modellerimizle de birebir uyum sağlıyor.

Teori

Popüler bilim yayınlarında pek rastlayamayacağımız isimler hakkında daha önce, Higgs ile beraber anılması gereken bilim insanları söz konusu olduğunda yakınmıştık. Standart Modelin ve bu model kanalında gelişen başka kuramların bel kemiğini, ismine yine pek de sık rastlayamayacağımız iki matematikçi kurgulamıştır: Sophus Lie ve Hermann Weyl. Esasında Standart Model dâhilinde gelişen tüm olaylar, 1920 yılı dolaylarında, Hermann Weyl’in orijinal bir yaklaşımına dayanıyor. Tüm bu üzerinde konuştuğumuz parçacıkların ve kuvvetlerin, onların özelliklerine karşılık gelen ve aslında bizim uzayımıza bağlantı yapan iç uzaylar olan, fiber demetleri olarak adlandıracağımız yapılardan oluştuğu düşüncesi, bu yaklaşımın en açık tanımı.

Matematiksel tanıma göre, bir fiber demeti iki bölümden oluşuyor: taban manifoldu ve bu manifoldun üzerindeki fiberler. Manifold dediğimiz unsuru, üzerindeki herhangi bir noktaya yaklaştıkça, onu, sanki kusursuz derecede düzmüş gibi algılamaya başlayacağımız eğri bir yüzey veya uzay olarak düşünebiliriz. Dünya’nın yüzeyini, bir çeşit manifold olarak tahayyül edebiliriz; ona çok yakın durumdayız ve gerçekten de dümdüz görünüyor! Fiber demeti için de bir analoji gerekirse, kafa yüzeyimizi (taban manifoldu) ve saçlarımızı (fiber) gözümüzde canlandırabiliriz. Böylece fiberlerle taban manifoldları arasındaki bağlantıya, kabaca aşina hale geliriz.

Saçlarınızı hayal edin (hayır, çoğunuzun saçları böyle değil, farkındayız).

Ancak önemli bir nokta, fiberlerin, saçlarımız gibi düz olmak zorunda olmadıklarıdır, ancak olabilirler de. Fiberler, herhangi bir geometrik formda bulunabilir. Weyl’in düşüncesi, uzay-zamanımızın, bu matematiksel yapıdaki taban manifoldu olduğu ve parçacıklarla kuvvetlerin de bu taban manifoldunun üzerindeki fiberler olduğu şeklinde. Hatta bu kuramın kullanımında, ilginç bir biçimde, 4 temel kuvvetin her biri, bir Lie grubu ile tanımlanıyor (Sophus Lie’ı hatırlayalım).

4 temel kuvvetin olduğunu biliyoruz: elektromanyetik kuvvet (elektronları atom çekirdeği etrafında tutuyor), zayıf nükleer kuvvet (radyasyon), güçlü nükleer kuvvet(atom çekirdeğinin bileşenlerini bir arada tutuyor) ve kütleçekim. Günümüzde fizikçilerin nihai hayali, bu 4 temel kuvvetin tek bir kuramda birleştiğine tanık olmak. Elektrik ve manyetizma, James Clerk Maxwell tarafından yıllar önce elektromanyetizma olarak birleştirilmişti. Elektromanyetik kuvveti tanımlayan fiberlerimiz, en basit Lie grubu olan u(1) grubu olarak bildiğimiz çember grubu.

Aslında uzay-zaman manifoldunun her noktası, bu u(1) fiberleriyle dolu. Bu çemberler dalgalandıklarında, biz bu etkiyi, elektromanyetik dalga olarak gözlemliyoruz. Elektromanyetizmanın kuvvet taşıyıcı parçacığı, yani bozonu, zaten foton olarak biliniyor. Matematiksel olarak simetri üreteci kavramının fiziksel karşılığı, işte tam da bu foton dediğimiz parçacık olarak karşımıza çıkıyor. Yani u(1) grubunun tek bir simetri üreteci var ve bu matematiksel üreteç kavramının fiziksel karşılığını da foton olarak yorumluyoruz. Ayrıca elektrik yüklü parçacıklar(mesela elektron) da bu u(1) fiberlerinin etrafına dolanmış çember şeklindeki başka fiberler olarak tanımlanıyorlar.

Tüm kuvvetler, en basit fiber olan, elektromanyetik kuvvetin basit u(1) fiberleriyle tanımlanmıyor. Farklı kuvvetleri, farklı Lie grupları temsil ediyor. Kuvvetlerin yükleri ve onları ilgilendiren parçacıklar ise hep bu kuvvetlere karşılık gelen Lie gruplarına dolanan çember fiberler olarak betimleniyor. Örneğin zayıf kuvveti, üç boyutlu Lie grubu olan su(2) ile tanımlarız. İşin matematiği, bize bu Lie grubunun üç tane simetri üreteci olduğunu söyler. Bu modeli doğada (parçacık hızlandırıcılarda ve detektörlerde) test ettiğimizde ise bu üreteçlerin, zayıf kuvvetin taşıyıcı bozonları olan w+, w– ve z bozonlarının varlığını işaret ettiğini görürüz. Odamızdan bile çıkmadan, sadece matematik yaparak bu parçacıkların var olması gerektiğini işte böyle anlayabiliyoruz. Esasında yeni yeni gelişen bir beyni, fiziğe ya da matematiğe yönelten en zarif durumlardan birini analiz etmiş bulunuyoruz.

Maxwell’den sonra ikinci birleştirmenin ürünü, Abdus Salam, Sheldon Glashow ve Steven Weinberg adlı bilim insanları tarafından, elektromanyetik kuvvet ile zayıf kuvvetin birleştirilmesiyle karşımıza çıkanelektro-zayıf kuvvet oldu. Ne yaptıklarına gelince, elektromanyetik kuvvete karşılık gelen u(1) fiberiyle, zayıf kuvvete karşılık gelen su(2) fiberini birleştirdiler.

Bu birleştirme işlemi, söz konusu bilim insanlarınca, bazı karmaşık matematiksel işlemler yardımıyla gerçekleştirildi. İşte Higgs bozonunun ve z bozonunun var olmasının gerektiği de, tam olarak bu elektro-zayıf fiberi sayesinde anlaşılmıştı. Ancak salonda z bozonu bile bulunuyorken, biri eksikti: tahmin edebileceğiniz gibi, Higgs bozonu.

Şekil 3 – Fiberlerin, taban manifoldunun ve fiber demetinin basit bir betimi. (Görsel: Wolfram Alpha.)

Higgs bozonunun teorisi, tam olarak bu olay örgüsünün sonucudur ve esasında, bu olay örgüsü, herhangi bir takım oyununda yapılan eşsiz bir atağa benziyor. Aynı araç ve gereçleri kullanan bilim insanlarının geliştirdiği fikirler, sonunda, bu konuda net bir ifadeye sahip Peter Higgs ve arkadaşları tarafından, sayı ya da gol niteliğinde bir sonuca dönüştürüldü.

Bu nihai parantezi açtıktan sonra, bir diğer kuvvet olan güçlü kuvvete karşılık gelen fiber demetinin, yani su(3) Lie grubu ile tanımlanan grubun, kuark ve gluonların varlığını gösterdiğini söylemeliyiz. Gördüğünüz gibi, doğa, matematikle fark ettiğimiz tüm bu gerçekleri, yaptığımız deneyler sonunda bizden hiç esirgemiyor.

Standart Modelin bu bağlamda ne olduğuna gelecek olursak, aslında bu model, elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvetin birleştirilmesi anlamına geliyor. Yani, u(1), su(2) ve su(3) fiberlerinin birleştirilip yorumlanmasından bahsediyoruz ve bu yorumlar işe yarıyorlar. İşe yaradıklarını da deneylerimizden anlıyoruz. Ancak sorun, Standart Model dediğimiz modelin, kütleçekimini açıklayamaması. Sebebi de gayet açık: kütleçekimine karşılık gelen fiberin, kuramın yorumu içerisinde bulunmaması.Bunlarla beraber, doğanın neden Lie gruplarını kullandığı vesoyut fiberlerin neden var olduğu bilinmiyor; bunlar da başka bir yazının konusu.

Sonuç: Ne Oldu?

Bilinen evrenin tamamı -en küçük bileşenler olan temel parçacıklardan galaksilerin en büyük kümelerine kadar- düşündüğümüzden daha fazla ortak nokta içeriyor. Çok büyük ölçek farkına rağmen, kozmosun en büyük ölçeklerini yöneten yasalar, en küçük parçacıkları ve etkileşimlerini yöneten yasalarla ortak noktalar içeriyor. Bizler, bu iki ölçek için tamamen farklı şekillerde çalışıyoruz: çok büyük ölçekler, sadece büyük teleskoplarla ve doğal kozmik laboratuvarlarla çalışılabilirken, küçük ölçekler, Dünya’da, gelmiş geçmiş en güçlü makinelerin, parçacık hızlandırıcılarının yapımını gerektiriyor. LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) ise bunların en büyüğü olarak öne çıkıyor. LHC, çoğumuz için hâlâ heyecan verici olsa da, her şeyden önce, Standart Model’in kayıp parçası olan Higgs bozonunun bulunabilmesi için yapılmıştı.

Nobel Ödülü’ne layık görülen çalışmanın, Peter Higgs dışındaki yazarları. (Soldan sağa:  Kibble, Guralnik, Hagen, Englert, Brout.)

Söz konusu çarpıştırıcıdan gelen haberleri, zamanında takip edenlerimizin de hatırlayabileceği gibi, Higgs bozonunun kütlesi hakkında amansız bir spekülasyon söz konusuydu. Bunun bir sebebi vardı: tüm bu parçacıklar -kuantum alan teorisi bağlamında- gözlemlediğimiz her şey üzerinde çarpıcı bir etki sahibi. Diğer tüm parçacıkların kütlelerini tayin edebilen bir parçacık söz konusu.

Örneğin bizler, 3 kuarkın bir araya gelerek, atom çekirdeğindeki protonları ve nötronları oluşturduğunu düşünürüz. Ancak bu 3 kuarkın tamamının kütlesi, söz konusu parçacıkların kütlesinin yalnızca %2’sine karşılık geliyor; yani bu kuarklar, proton ve nötronun kütlesinin çok küçük bir kısmını oluşturuyor. Geriye kalan kütle ise, kuantum alan teorisi yasalarının öngördüğü diğer bazı parçacıklardan, daha doğru bir ifadeyle, etkileşimlerden gelir. Tüm bu parçacıklar, birbirlerine o kadar bağlıdır ki, üst kuark dediğimiz, tüm Standart Modelin en ağır parçacığı (protonun 180 katı kadar bir kütleye sahip) eğer şimdiki kütlesinin 2 katına sahip olsaydı, evrendeki tüm protonlar, şimdiki kütlelerinin %20’si kadar fazla kütleye sahip olacaktı! Yani Higgs, evrende ne varsa, kuantum alan teorisine göre, hepsiyle çok yüksek derecede bağlı durumda.

Standart Model, kütleçekimini içermiyor. Ancak gerçek evrende bu olgu bulunuyor ve evrenin, bizim varsaydığımız temel teori, kütleçekimi de dâhil olmak üzere, bilinen tüm kuvvetleri içeriyor. Kütleçekimi söz konusu olduğunda, düşük enerjili ve yüksek ölçekli bir kuvvet akla gelir, ancak bizler bu kuvvetin, kuantum mekaniğine uygulanabilirliğini test etmeye çalışıyoruz. Evrenin son parametresini (Higgs bozonunun kütlesi) sınırlamak için bunların yapılması gerekiyor. Eğer kütleyi belli bir değere indirgeyebilirsek, bu, artık evrende, Standart Model için yeni bir parçacık olmadığı sonucuna varmamızı sağlayabilir.

Ancak bizler, Higgs bozonunun kütlesini farklı bir değer olarak bulursak (düşük veya yüksek; fark etmez), bu, evrende yeni bir şeylerin bizleri beklediğini gösterir. Daha da ilginç olanıysa, Higgs bozonunun kütlesi, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı çalıştırılmaya başlamadan 3 yıl önce, 2009’da hesaplanmıştı! Higgs bozonunun kütlesinin çok küçük bir belirsizlikle hesaplanması, süpersimetriye, ekstra boyutlara ve Güneş Sistemi’nde kurulması planlanan bir parçacık hızlandırıcısıyla bulunması beklenen herhangi bir yeni parçacığı öngören fantastik fikirlere karşı ezici bir kanıt olabilir. Bu kütle de ATLAS ve CMS detektörlerinden gelen verilerle beraber, sağlam bir olasılıkla, öngörülen kütlelerde saptanmıştı.

Evet, evrende hâlâ karanlık madde, simetri kırınımı, nötrinonun kütlesi gibi cevap bekleyen sorular var. Fakat en azından parçacık fiziği için yeni parçacıklar bağlamında, öğreneceğimiz başka hiçbir şey olmaması olasılığı söz konusu.

Emre Oral

[1] TeV: Tera Elektronvolt. Elektronvolt, bir elektron parçacığının, 1 voltluk gerilim altında hızlandırıldığında kazandığı enerji anlamına gelir. Dolayısıyla çok küçük bir enerji miktarıdır. Dolayısıyla önüne gelen tera, giga, mega gibi ön eklerle beraber anılır. 1 Tera elektron volt, 1 trilyon elektron volta, yani 1012 elektronvolta eşittir.

[2] Nijerya dilinde “Duru, açık”.




Sizlerden Gelen Sorular-1

Erciyes Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü öğretim görevlisi Yrd. Doç. Dr. Nurten Filiz AK, sizlerin yönelttiği soruları cevapladı. Zaman zaman bu şekilde sorular almaya devam edip, cevaplamaya gayret edeceğiz…

• Evren sonsuz mudur? (Sadece Evren dediğimizde bizim algıladığımız Evren’i mi anlamalıyız? Yoksa Paralel sonsuz sayıda Evrenlerin oluşturduğu sonsuzluğu mu)?

Evrenin tanımlamasıyla başlamak gerekir, evren en kısa tanımlamasıyla tüm madde ve enerjiyi içinde bulunduran uzay zaman olgusudur. O halde soru “uzayın ve zamanın, maddenin ve enerjinin olmadığı bir yer var mıdır?” şekline  dönüşüyor. Açıkçası bu tanımlama bile doğru değil, evrenin dışında bir olgudan bahsedebilmek yeteneklerimizin dışında kalıyor. Eğer soru `evrenin sınırları var mıdır?` şeklinde düşünülürse, bunun da bizim gözlem yeteneklerimize bağlı olduğunu söylemek yerinde olur. Evrenin sürekli genişlediğini hatta genişleme hızının da giderek arttığını biliyoruz. Tabii biraz daha zorlu sorular getiriyor bu,  örneğin `sonsuz olan bir şey nasıl genişler?`

• Fizik kuralları sizce de kara deliklerin içerisinde aynı mıdır yoksa yeni fizik kurallarına gebe midir?

Fizik kurallarının kara delik içerisinde Dünya üzerindeki ile aynı olmasını beklemeyiz. Ancak bakış acımızı şöyle kurmak faydalı olur, fizik kuralları deneysel bulgular üzerine kurulmuştur. Kara delik içerisinde örneğin kütle çekim yasasının Dünya üzerinde olduğundan çok daha farklı olması doğal bir beklentidir. Bununla ilgili yazılar sitede var, okumanızı öneririm.

• Işığı bir gözlemci gibi düşünürsek ışığa göre etrafında ki her şey ışık hızında hareket ediyor olmalı… Pekii, hızlandıkça boyut ve zaman daralması olduğuna göre ışık için tüm evren sıfır uzunlukta ve zaman da durmuş vaziyettedir doğru mu?

Kısaca, tüm evrenin tüm zamanlarını tek bir anda görebilecek durumda diyebiliriz. Görebilmek kısmına bir ünlem koymadan geçmemeli! (Geniş bilgi için, bu yazı dizimizin tamamını okumanızı öneririz).

• LIGO deneyi sonuçlarının astronomiye katkısı olabilir mi? Nasıl?

LIGO deneyinin astronomiye pek çok açıdan katkısı oldu aslında. Bilinen katkılarının yanı sıra altını çizmek istediğim bir kaç sonuç var: Şimdiye kadar sıklıkla astronomlar için tek bilgi kaynağının foton olduğunu vurguluyorduk, LIGO deneyinde gözlemler foton üzerine değil dalgalar üzerine kurulu, dolayısıyla artık yeni bir bilgi taşıyıcımız var. Ayrıca ilk kez kara delik birleşmeleri ve yakin kara delik çiftlerinin doğrudan gözlemsel verileri elde edildi. Bu ilk gözlemsel bulgulardan önce yalnızca teorik olarak ele alınan ya da dolaylı işaretleri elde edilen konulardı (Daha detaylı bilgi için bu yazımızı okumanızı öneririz).

• Uzay ve zamanın bükülmesi ve nedenleri nelerdir?

Uzay ve zamanı maddeden bağımsız düşünmek çok yanlış olur. Bu bükülmenin nedeni maddenin kendisidir. Çok yerinde olmasa da şöyle bir örnek düşünelim, suyun içinde yüzen balıkları görüntüden çıkartırsak, suyun olmadığı ya da çekildiği bölgeler göreceğiz. Tabi bunu  `suyun çekilmesi` olarak tanımlamak çok hatalı olacaktır. Uzayın bükülmesini de maddeden bağımsız düşünemeyiz (Uzay-zaman bükülmesinin basit tanımlaması için bu yazımızı okuyabilirsiniz).

• Philadelphia Deneyi gerçekleştirilmiş midir? Eğer gerçekleştiyse bu deneyin insanlığa ne tür bir getirisi olmuştur? Ayrıca bu deneyi uzay seyahatlerine uyarlama gibi bir durum söz konusu olabilir mi? (Hasan Çağlar)

Bu deney ekibinden kimseyle tanışmadım 🙂 Yani sanırım!

• Evrendeki karanlık enerji miktarı değişebilir mi? Eğer değişebilirse ve her şeyi parçalayacak boyuta gelebilirse, bu sürekli bir tehlike midir yoksa bizi etkilemesi mümkün olmayan büyük bir süreç midir? (Sibel Kocatürk)

Karanlık enerjinin tam olarak ne olduğu ya da kaynağı anlaşılabilmiş değil. Hakkında bildiğimiz şey, evrenin genişlemesinin kaynağı olduğu (Daha geniş açıklama için bu yazımıza bakabilirsiniz).

• Şu yeni keşfedilen gezegenler gidilemeyecek kadar uzakta hiçbir görüntüsü yok. Nasıl keşfedildiler. Nasa kanıt olarak ne sunuyor. Bu muhabbeti çözemedim bir türlü. Keşfetmekten kasıt ne yani bir varsayım filan mıdır nedir? (Çaylak Gazanfer)

Çok güzel bir soru. Aslında biz astrofizikçilerin çalışmalarının tamamı böyle uzaklıklarda hatta çok çok daha büyük uzaklıklarda. Gezegen kesiflerinde kullanılan bir kaç yöntemden iki tanesini açıklayayım kısaca. İlki Doppler etkisi temeline dayalı, gözlediğimiz cisimlerin rengi onların bize göre olan hareketlerine bağlı olarak değişiyor. Örneğin bizden hızla uzaklaşan bir cismi daha kırmızı görüyoruz. Gezegenler ve bağlı oldukları yıldızlar ortak bir kütle merkezi etrafında dolanırken, Dünya üzerindeki gözlemcilere yaklaştığı ve uzaklaştığı dönemlerden geçiyorlar. Bu dönemlerdeki renk değişimleri ya da tayflarındaki kaymalar çok hassas olarak ölçüldüğünde yaklaşma uzaklaşma miktarı ve dolayısıyla yörüngeleri ortaya çıkartılıyor. Oldukça karmaşık ve hassas hesaplamalar ama üstesinden gelebiliyoruz. Hatta bu yöntemle gezegenlerin kütleleri ve büyüklükleri hakkında bilgilere de ulaşabiliyoruz. İkinci yöntem ise sürekli isinim yapan yıldız ile bizim aramıza giren gezegenleri, beklediğimiz ışığın sönükleşmesinden anlayabiliyoruz. Söyle duşunun, heyecanla maç izliyorsunuz ve önünüzden bir şey geçiyor. Bu esnada dikkatiniz çok dağınık değilse, önünüzden gecen şeyin bir sinek mi yoksa bir insan mı olduğunu ayırt edebilirsiniz. Bu ayırt edebilme aslında ışığın kesilme suresine, ışığın azalma miktarına ve buna benzer parametrelere bağlı. İlk yöntem gibi bu yöntem de karmaşık matematiksel terimlere dayalı hesaplamalar gerektiriyor. Bu yolla da gözlenen sistem hakkında pek çok bilgi elde etmek mümkün (Daha geniş bilgi için, sitemizde “Güneş Sistemi Dışındaki Gezegenler” şeklinde arama yapabilirsiniz).

• 1- uzaydan yansıtılan yüksek elektromanyetik radyasyonla yapay depremler oluşturulabilir mi ya da iklimler kontrol edilebilir mi. 2- karanlık madde nedir. (Tahir Karadağ)

1- Hayır  ve hayır.  2-En kısa tanımlamasıyla var olduğunu bildiğimiz ancak kendisini gözemleyemediğimiz madde. Sadece var oluşunun etkilerini gözlemleyebiliyoruz (Karanlık madde hakkında daha detaylı bilgi için bu yazımıza bakabilirsiniz).

• Kara delik ile beyaz delik bir araya gelirse ne olur? Teorik olarak bir ön görü var mı bu konuda? (Batuhan Dev)

Beyaz mı delik?!!!

• Kara delikler kütleleri sayesinde maddeleri kendine çekebiliyor bunu biliyoruz. Peki çektiği maddelerin kendisine bir etkisi oluyor mu?Mesela Dünya’nın kütle çekim alanına giren cisimler Dünya’ya düşünce gezegenimizin kütlesine bir katkıda bulunur. Peki kara delikler için aynı şey geçerli mi, yoksa sadece kütle çekim alanına giren maddeleri “içlerine” mi çekiyorlar ve çektikleri madde miktarının bir sınırı var mı? (Mert Güleç)

Bu çok güzel bir soru. Kara delikler zaman içerisinde evrimleşiyor ve buyuyor, bu büyüme yuttukları madde miktarı ile doğrudan alakalı. Yani evet kara delik içerisine düsen madde kara deligin kütlesine katkıda bulunuyor. Katkının ölçülebilir olması için çok miktarda kütlenin yutulması gerekir. Çektikleri ya da çekebilecekleri madde miktarının bir siniri yok. Ancak maddenin çekilme sureci düşündüğümüzden biraz daha karmaşık. Maddenin bir kimsinin kara delik içine düşebilmesi için bir kimsinin da tam aksi yöne doğru fırlatılması durumu sıklıkla gözleniyor. Bunun nedeni momentumun korunması prensibi.

• Aya gidilmediği halde neden gittik diye milleti kandırıyorlar? (Yujin Erhan)

Soru sormadığınız halde neden soru sormuş gibi davranıyorsunuz? Zira, ben ortada bir soru işareti göremedim. İşte Ay seyahati hakkındaki tartışmalar da tam bu kıvamda yapılıyor  🙂 (Detaylı bilgi için bu yazıyı okuyabilirsiniz)

• Mutlak tekillik nedir? Elektronlar neden aynı kuantum diziliminde yer almayı kabul etmezler? Giderek artan entropinin zaman ile ilişkisi nedir ve bu durum tersine işletilebilir mi? Evrenin yapısı frantal mı? Kurt deliğini yeteri kadar açık tutmanın bir yolu var mı? Ve Cehaletimi giderebilmem için neler önerirsiniz? (Murat Kanlıada)

  1. Mutlak tekillik, maddenin bildiğimiz hali ile madde olmanın dışına  çıktığı bir durum. Kara delikler için örneğin kütlenin tamamının tek bir noktada toplanması buna örnek olarak sunulur. Ancak ben kara deliklerin daha anlaşılır olan tanımlamalarına daha sıcak bakıyorum. Ayrıca bu kavram birçok felsefi akıma da konu olmuştur (Biraz daha detay için bu yazıya bakabilirsiniz).
  2. En basit açıklama ile birbirlerini ittikleri için. Ancak bu prensibin çalışmasına engel olacak kadar yoğun basınç durumları da mümkün. Bu durumdaki maddeye dejenere olmuş ya da yozlaşmış madde denir. Hatta bu yozlaşma durumlarının da çeşitli dereceleri vardır. Beyaz cüce ve nötron yıldızı yozlaşması birbirinden farklıdır örneğin.
  3. Diğer tüm yasalardan farklı olarak entropi teriminin zaman ilişkisi tek taraflıdır. Yani zamanda ileriye doğru işler ancak geriye doğru işletilemez. Bu durum ayrıca entropinin geçmiş ve gelecek arasında ayrım yapabildiğini gösterir ki bu sebeple felsefi anlamda da çok kez konu edilmiştir.
  4. Sanırım fraktal  demek istediniz. Fraktal yapı en küçük öğesinden en büyüğüne çok farklı eksenlerde mükemmel simetrik yapı anlamına gelir. Kozmolojik prensip, evrenin homojen ve izotropik olduğunu söyler, yani madde dağîlimi eşit ve her yönde aynı görüntü olacak yapıdadır.  Bunun yanı sıra atomlar ve gezegen sistemleri arasındaki benzeşiklikler fraktal yapıyı çağrıştırır. Fraktal yapının varlığına dair ileri sürülebilecek birçok örnek var. Ancak var olmadığının tersi ispatlanmadığı sürece bu bir yaklaşım olarak kalacaktır.
  5. Kurt deliği sorusunu es geçiyorum. Sadece bir soru sormak istiyorum, eğer kara delikler kurt deliği ise, zamanla madde yutarak nasıl buyuyorlar? Yani, siz bir huninin  içinden geçen su nedeniyle ağırlaştığını gördünüz mü hiç? (Solucan delikleri için bu yazımızı okumanız faydalı olacaktır.)
  6. Cehalet gitmez, hep orada kalır. Form değiştirir ya da azalır belki ama tamamen gitmez. Kalmadığını düşündüğünüz anda sorun var demektir. İngilizce ile aranızı iyi tutmanızı ve güncel makaleler okumanızı öneririm. Hatta olanaklarınız varsa Astronomi eğitimi düşünmenizi öneririm. Öğrenmenin en güzel yolu kendi araştırmanı yapmak 🙂

• An itibariyle tıpkı Hubble’ in keşfettiği ilk günkü gibi genişleyen içinde zerreden şumusa her şeyi barındıran evrenimizin çalışma prensibini kendi medeniyetimizle birikimimizle oluşturduğumuz fizik hikâyesiyle açıklayabilir miyiz? Eğer açıklayabilirsek kendi içinde birbirine temellendirilen denklemlerle oluşturulmuş ve kendisini kendisiyle çürütmek yahut ispatlamak mümkün olmayan bir kurgudan başka ne olacaktır? Eğer açıklayamıyorsak alternatif olarak yeni hikâyeler oluşturup açıklamak ne kadar mantıklı olur?, yoksa her şeyi anlamak için en azından kafamızın içinde de olsa bir seferliğine evrenin en dışına hatta evrenin içinde genişlediği sonsuz boşlukta yahut yoklukta yokluğu deneyimleyip birşeyler ileri sürmek daha mantıklı olmayacak mıdır? (Turan Kurt)

Bizim evreni anlama çabamız şöyle bir örnekleme ile açıklanabilir. Hayatında hiç ağaç ya da orman görmemiş bir insanı, yüzlerce yıldır yaşayagelen bir ormanın içine bırakıp 10 saniyeliğine etrafı gözlemesine izin veriyorsunuz. Bu 10 saniyelik gözlemlerin sonucunda, ormanın yapısını, içindekileri hatta yaşını anlamasını bekliyorsunuz. Evrenin yaşı ile bir insanın, hatta modern teknolojiye sahip insanlığın ömrü kıyaslandığında durumumuz bu örnekten çok da farklı değil. Asıl büyüleyici kısmı, o 10 saniye içerisindeki gözlemlerimizle ulaşabildiğimiz bilgiler.

• Ne tarafa baksak hep 13,5 milyar yıl geçmişi görüyoruz. Böyle olduğu halde, neden bir noktadan patlama oldu diyoruz? Yoksa 13,5 milyar yıl bizim için bir sınır mı? (Ats Korfez)

Hayır, aslında görünen evrenin sınırları 93 milyar ışık yılı olarak hesaplanıyor. Daha önce gözlediğimiz objeler, evrenin genişlemesi nedeniyle bizden hızla uzaklaştılar. Bu uzaklaşma miktarını da hesaba katarak düşündüğümüzde gözlenen evren kavramını anlayabiliriz. Bizden 10 milyar ışık yılı ötedeki bir gözlemci de aynı şekilde tüm yönlerdeki tüm cisimlerin aynı şekilde uzaklaştığını görüyor. Evrenin hangi noktasına giderseniz gidin aynı durum söz konusu. Büyük patlama teorisi, tek bir noktada patlama olduğunu söylemez, tam aksini söyler (Daha detaylı bilgi için, bu yazımızı ve ardından bu yazımızı okumanız yerinde olur).

Yrd. Doç. Dr. Nur Filiz AK




Güneş ve Ay Tutulmaları: Nasıl ve Neden Olur?

Tutulmalar ışığın doğrusal yayılması sonucu oluşan  bir gölge olayıdır aslında. Bir ışık kaynağından  gelen ışığın bir engel sebebiyle aydınlatamadığı bölgelere gölge denir. Işık doğrusal yayılmasaydı gölge oluşumu olmazdı. Tıpkı gece ve gündüzün oluşamayacağı gibi.

Tutulmaların  sebebi Ay’ın Dünya etrafında 29.5 günde bir  dolanması sonucu Ay’ın ve Dünya’nın gölgesinin birbirlerinin üzerine düşmesidir. Öyleyse neden her ay tutulma gözlenmez? Bunun nedeni, Dünya’nın Güneş etrafında ve Ay’ın da Dünya etrafında  dolanma yörüngelerinin aynı düzlemde olmayışından dolayıdır.

Dünya ve Ay, 50 lik bir düzlem  farkıyla yörüngelerini  yılda en az iki kere kesecek biçimde dolanırlar.  Bu yüzden bir yılda en az 2 kere Ay, 2 kere de Güneş tutulması gözlemleyebiliriz. Yörünge düzlemleri kesiştiğinde Ay tutulmasından yaklaşık 2 hafta sonra ise Güneş tutulması gözlenir. Tabi, tutulmaya şahit olmak için Dünya üzerinde bulunduğunuz konumun da önemi büyüktür.

Güneş tutulması

Güneşten  gelen ışık demetlerinin dünyamıza ulaşmasına Ay engel olursa, Dünya üzerinde belli bölgelerde gölge oluşur, bu gölge içerisinde kalan gözlemci için güneş tutulmuş olur. Gündüz dediğimiz aydınlık tarafın kısa bir süreliğine ışık alamaması durumudur. Bu da Ay’ın evrelerinden, yeni ay dediğimiz evrede, yani Dünya’dan bakıldığında tümünün karanlık göründü “hilal evresinden bir gün önceki” dönemde gerçekleşebilir.

Güneş tutulmasının ertesi gününde, gün batımında görülen Ay’a bakarsanız; incecik bir hilal şeklinde olduğunu göreceksiniz. Bu hilal, aynı zamanda Hicri Takvim’de yılın 12 ayından her birinin de başlangıcı olarak kabul edilir ülkemizde.

Peki  Güneş ve Ay tutulması neden  yeryüzünde her yerden gözlemlenemez?

Bunun tek sebebi, engelimiz Ay’ın çapının, dünyamızın çapına göre 4 kat küçük olması ve dünya ve ayın arasındaki ortalama 384.000 km’lik uzaklık.

Yani küçük ve uzak  bir engelin büyük bir cisim üzerinde oluşturacağı gölge epeyce küçük olur. Dünyamızın her yeri gölge olamayacağı için güneş tutulması her yerden gözlemlenemez, veya bazı yerlerde parçalı tutulma gözlenirken bazı yerlerde tam tutulma gözlemlenir. Daha detaylı açıklaması için bu linkteki yazımıza bakabilirsiniz.

GÜNEŞ TUTULMASI TÜRLERİ

Tam Güneş Tutulması: Ay tarafından Güneş küresi örtülür ve Güneş tacı çıplak gözle görülebilir hale gelir. Tam Güneş tutulması esnasında hava kararır ve bu kararmayla beraber parlak yıldızlar ve gezegenler gözle görülebilir.

Halkalı Güneş Tutulması: Ay, Güneş’in önünden geçerken Güneş’i tam örtemeyebilir Ay, her tam kavuşumlu geçişinde Güneş’i tam örtemez ve bu durumda da Güneş diskinin Ay tarafından örtülmeyen kısmı, Dünya’dan halka şeklinde gözlemlenir.

Hibrit Güneş Tutulması: Meydana gelen Güneş tutulmasının Dünya yüzeyinin bazı bölgelerinde tam, bazı bölgelerinde ise halkalı olarak gözlemlenmesiyle oluşur. Hibrit Güneş tutulması çok ender olarak görülen bir tutulma türüdür.

Parçalı Güneş Tutulması: Ay, Güneş’i kısmen örttüğü takdirde Parçalı Güneş tutulması meydan agelir. Bütün tam ve halkalı tutulmalar ilk olarak parçalı şekilde başlar ve tam kavuşumdan sonra yine parçalı tutulma halinde devam eder ve biter.

https://www.youtube.com/watch?v=cxrLRbkOwKs

Aşağıda yakın gelecekteki güneş tutulmaları listelenmiştir.

15 Şubat 2018 Kuzey Amerika Parçalı
13 Temmuz 2018 Güney Avustralya Parçalı
11 Ağustos 2018 Kuzey Avrupa Parçalı
6 Ocak 2019 Doğu Asya Parçalı
2 Temmuz 2019 Kuzey Amerika Tam
26 Aralık 2019 Kuzey Asya Halkalı
21 Haziran 2020 Kuzey Asya Halkalı
14 Aralık 2020 Kuzey Amerika Tam
30 Nisan 2060 Kuzey Afrika, Türkiye,  Orta Asya Tam

Güneş tutulması sırasında çıplak gözle bakmak çok tehlikelidir. Bu tıpkı normalde Güneş’e filtresiz bakmakla eş değerdir. Tam tutulma esnasında bile gelen UV ışınları retinanıza zarar verecektir. Dolayısıyla Güneş’e bakabilmek için tasarlanmış  özel gözlükler edinilmesi gerekir. Bunun dışındakiler her zaman risklidir (CD, röntgen filmi, cam filmi, islendirilmiş cam, alüminyum folyo, vb). Bunları kullanmaktansa, çevrenizde bir “kaynakçı” varsa, kaynakçıların kullandığı gözlükleri kullanmanız çok daha sağlıklı olacaktır.

Ay tutulması

Ay, Dünyanın gölgesi içerisine girer ve ışık alamaz ise tutulmuş olur. Yani dünyamız; Güneş’ten gelen ışınların Aya ulaşmasına engel olmuştur. Bu tutulma ancak dolunay evresinde gözlemlenir. Dünyanın gölgesi Ay’a göre daha büyük olduğundan, Ay tutulmaları Güneş tutulmalarına göre daha uzun sürer.

AY TUTULMASI TÜRLERİ

Yarı Gölgeli Ay Tutulması:
Ay, Dünya’nın yarı gölge konisinden geçer ve çıplak gözle tam fark edemediğimiz tutulmadır.

Parçalı Ay Tutulması:
Ay’ın bir kısmı Dünya’nın tam gölge konisinden geçer ve bir kısmı gölgede kalır. Çıplak gözle tutulma rahatlıkla gözlenebilir.

Tam Ay Tutulması:
Ay, Dünya’nın tam gölge konisinden geçer. Ay tutulma sırasında kırmızı bir renk alır ve kolaylıkla gözlenir.

Genellikle tam Ay tutulması sırasında gölgede kalan Ay, hafif kızıl renge döner. Bunun sebebi; gölgede kalan Ay’dan yansıyıp gelen “daha az miktardaki” Güneş ışınlarının, atmosferimizden  geçerken soğurulması sonucu ışık tayfının maviye yakın bölgesinin emilmesi, kızıla yakın  ışınların geçebilmesinden kaynaklıdır. Yani kanlı ay tutulması denilen olay Ay’dan değil Dünya’nın atmosferinden kaynaklanır.

İnsanoğlu için nadir gözlenen bu iki  doğa olayı her zaman  ilginç ve olağanüstü gelmiş, hep bir anlam yüklenmiştir. İnsan bilmediği şeyden korkar. Güneş ve Ay tutulmalarına yönelik bu korku; ne zaman ve nerede olacağının hesaplanamadığı zamanlardan kalmadır. Oysa günümüzde, gelecekte ne zaman ve nerelerde tutulma olacağı hesaplanabilmektedir ve Güneşin doğuşu batışı gibi sıradan olaylardır.

Dolayısıyla eğer insanların umutlarını sömürüp bu işten para kazanmayı düşünen bir astrolog değilseniz; farklı bir anlam yüklenmesi yersizdir.

Yakın dönemlerde gerçekleşecek Güneş ve Ay tutulma tarihlerini öğrenmek için bu siteye bakabilirsiniz: https://www.timeanddate.com/eclipse/list.html

Erdal Taşgın
(Fen Bilimleri Öğretmeni)




Şanssızlığın Kitabını Yazan Astronom: Guillaume Le Gentil

Ön bilgi: Venüs, Güneş’in önünden sekizer yıllık aralara sahip çiftler halinde 105 ile 121 yıl arasında değişen sürelerle geçer. Yani -atıyorum- 2004 ve 2012 yıllarında birer tur geçer; sonraki geçiş çifti ise 2117’de ve 2125’te gerçekleşir.

Venüs’ün Güneş’in önünden geçişinin ilk kez gözlemlendiği 1639 yılından sonra, Avrupa’daki birçok devlet, bir sonraki geçişin gerçekleşeceği 1761 yılına kadar bir ton hazırlık yapıp astronomlardan oluşan sürüsüne bereket ekip kurar ve bu ekipleri geçişi gözlemlemek üzere dünyanın uzak uzak köşelerine gönderir. Bu aynı zamanda devlet destekli ve uluslararası çapta gerçekleştirilen ilk bilimsel faaliyettir.

venus-transit-sequence-1600

Venüs geçişi, çok nadir gerçekleşmesi nedeniyle amatör ve profesyonel tüm astronomlar için büyük önem taşır.

Bu etkinlik; yolculuk şartları, savaşlar, hastalıklar vb. yüzünden devasa bir başarısızlık olsa da, bu başarısızların içinde en bahtsızı, çöllerde kutup ayılarıyla en girift ilişkilerde bulunanı, Fransız astronom Guillaume Le Gentil (Giyom Lö Janti)‘dir.

Elemanımız 1760 yılında Paris’teki evinden çıkar, Hindistan’daki bir Fransız kolonisine doğru yola koyulur. Ama yolculuğu sırasında Fransa’yla İngiltere birbirine girer; iki ülke arasında hırgür çıkar, tatsızlık olur. Gemiyi vuran bir fırtına yüzünden zaten rotasından büyük ölçüde sapmış olan Le Gentil, geçişin gerçekleşmesinden birkaç gün önce Hindistan kıyılarına vardığında, gideceği Fransız kolonisinin İngiliz askerleri tarafından ele geçirildiğini görür; askerler karaya çıkmasına izin vermez.

Denizin yükselmesi yüzünden berbat bir gözlem yapan bu abimizin yaptığı ölçümlerin de haliyle hiçbiri başarılı olmaz. Ama bir rivayete göre Le Gentil peygamber soyundan geldiği için yılmaz, sabreder.

Guillaume Le Gentil

Guillaume Le Gentil’nin Hindistan’da sabırla beklerken inşa ettiği derme çatma gözlemevi.

Sekiz yıl beklediği Hindistan’da kendince, küçük çapta bir gözlemevi inşa eder. İkinci geçişin gerçekleşeceği gün her şey hazırdır. Geçişten önceki gece bir sis kaplar her yanı, ama sabah güneşinin ışıklarıyla kaybolur. Sonra geçişe artık dakikalar kala bir bulut kütlesi sahneye çıkar, Güneş’in önünü kapatır ve geçişin bitmesinden kısa bir süre sonrasına kadar da gitmemekte yüzsüzce diretir. Elemanımız, Venüs’ün geçişini yine izleyememiştir.

Bir süre sinirden kendini dövecek halde dolanır ortalıkta, sonra sonra gelen, ‘rahvan gitsin,’ hissiyle, biricik Paris’ine doğru yola çıkar. Yolda yine başı bitten kurtulmayan Le Gentil’in gemisi, önce dizanteri sonra da gemiyi neredeyse batıracak kadar haşat eden bir fırtına yüzünden uzunca bir süre rotadan uzakta seyreder.

Guillaume Le Gentil 11 yıl sonra evine varır. Ama kimin elinin kimin cebinde olduğunun bilinmediği savaş ortamında kendisi nüfus kayıtlarına “ölü” olarak geçirilmiş, büyük bir kısmı zaten yerle bir olmuş olan mal varlığından geriye kalanlar da evsize, yetime, fakire zekat fitre mahiyetinde dağıtılmıştır.

Lee Billings’in “Five Billion Years of Solitude: The Search for Life Among the Stars” (Beş Milyar Yıllık Yalnızlık: Yıldızlar Arasında Yaşam Arayışı”) isimli kitabından bendenizce “paraphrase” edilmiştir.

Ozan Karakaş




Uzayın Keşfi Konulu Röportajımız: (Evrim Ağacı)

Kardeş bilim platformumuz Evrim Ağacı, bizlerle uzay, evren ve keşfi hakkında bir röportaj gerçekleştirdi.

Sizce bir gün başka gezegenlere yerleşecek miyiz?

Kozmik Anafor: İnsanlık olarak, Dünya’nın uzay boşluğunda yol alan bir gezegen olduğuna “ikna” olmamızın üzerinden henüz 200 yıl bile geçmedi. Bugün bile Dünya’nın milyarlarca benzeri bulunan bir gezegen olduğunu bilmeyen, hatta kabul etmeyen yüz milyonlarca insan var. Buna karşın, niteliksiz çoğunluğu bir kenara bırakırsak, insanlığın “nitelikli” bir kısmı yaşadığımız bu gezegenin ötesinde neler olduğunu ve oralara nasıl ulaşacağımızı ciddi ciddi düşünüyor. Zaten bu düşüncenin sonucu olarak, gezegenimizin dışına çıkabiliyor, uydumuz Ay’ı ziyaret edebiliyor, kendimiz gidemesek bile komşu gezegenlere inceleme amaçlı araçlar gönderebiliyoruz.

Dünya’nın geçmişini incelediğimizde ise, aslında pek de güvende olmadığımıza dair çok sayıda kanıta ulaşıyoruz. Gezegenimiz birçok defalar canlılığın “yeniden başlamasına” neden olan felaketler geçirmiş. Bu da bize, gelecekte bir gün yeniden böyle bir felaket yaşayabileceğimizi gösteriyor. Hatta öyle görünüyor ki, bu türden büyük felaketler sonrasında Dünya’mız yüzlerce, binlerce yıl boyunca yaşanamaz hale gelebilecek. O nedenle, türümüzün devamı ve güvenliği için kendimize yeni bir yuva bulmamız gerçeği ile karşı karşıya kalıyoruz. Hoş, böyle bir risk olmasa bile, insanoğlunun içindeki merak ve keşfetme arzusunun dizginlenemeyeceği gerçeği de ortada.

Yani sebebi ne olursa olsun, insanlık önümüzdeki yıllar, yüzyıllar içinde Ay’a veya Mars’a yerleşmek için çaba harcayacaktır. Şu anki teknik yeteneğimiz ve gelecekte üreteceğimiz teknolojilerle bunun başarılacağını düşünüyorum. Benim düşüncem, önümüzdeki birkaç yüzyıl içinde Ay’da insan yerleşiminin olacağı, Mars’ta kendi kendine yeter kalabalık bir insan kolonisinin kurulacağı yönünde. Bu insan kolonilerine belki Europa ve Satürn’ün birkaç uydusunu da ekleyebiliriz. Evet, önümüzdeki yüzyıllar boyunca Dünya insanlık için “ana vatan” özelliğini koruyacaktır ama, farklı gezegenleri de ev olarak benimsemesi kaçınılmaz görünüyor. Hatta ben, herhangi bir gezegene bağlı olmadan insanların yaşayabileceği, Güneş çevresinde uygun yörüngelerde dönen büyük yerleşim birimlerinin kurulabileceğini de düşünüyorum. Bunun olmaması için hiçbir sebep yok. On binlerce yıl sonra ise, diğer yıldızların yörüngelerine açılacağımız, buralarda yeni koloniler kurma çabasına gireceğimizi varsaymak da yanlış olmaz.

”Yaşanabilir Bölge” hakkında biraz bilgi verebilir misiniz?

 Kozmik Anafor: Aslında “yaşanabilir bölge” biraz izafi bir kavram. Bizler, bir yıldızın çevresinde, Dünya gibi yüzeyinde sıvı su bulunan bir gezegenin var olabileceği uzaklığı şu an için yaşanabilir bölge (Habitable Zone) olarak tanımlıyoruz. Tabi bu uzaklık yıldızın kütlesine ve ışınım gücüne göre değişiyor. Güneş için 120-250 milyon kilometreler arasında uzaklığa sahip bir yörünge yaşanabilir bölge için tanımlanabiliyor iken, Güneş’in yarısı kadar boyuta sahip bir yıldız da 30-50 milyon km arasındaki bir yörünge benzer şartları sağlayabiliyor.

Tabi “yaşam” için tek kriter uzaklık değil. Eğer öyle olsaydı, Mars üzerinde de yaşamın var olabilmesi gerekirdi. Gezegenin de “Dünya benzeri” bir yaşama uygun şartlara sahip olması lazım. Yeterince güçlü bir manyetik alanı, atmosferini tutabilecek kütlesi ve uygun gazlara sahip bir atmosferi bulunmalı. Mars, bu şartlara sahip olmadığı, küçük bir gezegen olduğu için yaşama (en azından gelişkin yaşama) ev sahipliği yapamıyor. Yine bir gezegende yaşam oluşabilmesi için illa ki yaşam kuşağı içinde yer almasına da gerek yok. Bugün Güneş’in yaşam kuşağının dışında, mesela 400 milyon km ötede Dünya’dan biraz daha büyük kütleli ve bizimkinden daha kalın bir atmosfere sahip karasal bir gezegen yer alsaydı, o gezegende de yaşam oluşması mümkün olabilirdi. Çünkü gezegenin kalın atmosferi uzakta olmasına rağmen gelen Güneş ışığını hapseder, gezegeni sıcak tutardı. Bu, yaşam kuşağında yer alan Mars’ın içinde bulunduğu durumun tam tersi.

Daha açık ifade edersek, “dünya benzeri” yaşam için yıldızına olması gerekli olan uzaklık, gezegenin niteliğine göre büyük değişim gösterebiliyor.   Eğer bir gezegen yıldızına Merkür ve Venüs gibi kavrulacak kadar yakın değilse uygun şartlara sahip olduğu sürece yaşama ev sahipliği yapabilir. Jüpiter’in uydusu Europa’da yaşam olduğunu düşünmemizin altında yatan sebep de bu. Uydu Güneş’ten çok uzak ve yüzeyi donmuş olmasına karşın, sıvı bir yeraltı okyanusuna sahip ve bu okyanus gezegenin derinliklerindeki volkanik faaliyetin enerjisi ile ısınıyor. Böyle bir ortamda gelişkin bir yaşamın ortaya çıkmaması için bir sebep göremiyoruz. Evet, orada şu anda yaşam olup olmadığını bilmiyoruz, belki olmayabilir ama olmaması için bir neden de yok.

Işık hızını aşmak mümkün müdür? Eğer bir gün deneylerde bu ispatlanırsa, bizim ışık-hızında giden uzay araçlarımız olabilir mi?

Kozmik Anafor: Önce bir yanlışı düzeltelim; ışık hızını aşmamız veya ışık hızında yol alabilmemiz, evreni rahatça keşfedebileceğimiz, istediğimiz yere gidebileceğimiz anlamına gelmiyor. Evrensel ölçekleri düşündüğümüzde ışık hızının aslında “çok yavaş” olduğu gerçeğini görmemiz gerekli.

Bugünkü teknolojimizle Ay’a 3 günde gidebiliyoruz. Işık hızında yol alabilseydik bu sadece birkaç saniye sürecekti. Ama aynı ışık hızı bizi en yakın yıldıza 4.5 yılda götürebiliyor. Kutup Yıldızı’na ise ışık hızında ancak 450 yılda varabiliyoruz. Kutup yıldızının, evrensel ölçeklerde “burnumuzun dibi” olduğu gerçeğini unutmayalım. Yani daha net ifade edersem; ışık hızı Güneş Sistemi içindeki gezegenlere yolculuk için mükemmel olmasına karşın, sistemimizden dışarı çıkmak istediğimizde çok yavaş kalıyor. Tabi buna ulaşıp ulaşamayacağımız meselesi var.

Şu anki fizik bilgimiz bize ışık hızına bizim gibi kütleli maddelerin hiçbir zaman ulaşamayacağını söylüyor. Bunun nedenini anlayabilmek için aslında “ışık hızı” diye düşünmek yerine “kütlesiz parçacıkların ulaşabileceği en yüksek hız” şeklinde düşünmemiz daha doğru olur. Saniye’de 300 bin km hıza, sadece foton gibi kütlesiz parçacıklar ulaşabiliyorlar. Bir atom ve onun nötron, proton, elektron gibi bileşenleri ise kütle sahibi olduğu için bu hıza ulaşmaları mümkün olmuyor. Kütlesiz bir parçacık gibi hızlı hareket edebilmeleri için gerekli olan enerji o kadar büyük ki, ışık hızına ulaşma evresinde bu enerji sonsuza varıyor. Dolayısıyla, bir cismi sonsuz enerjiyle besleyemeyeceğimiz için ışık hızına da ulaştıramıyoruz.

Ama, ışık hızının %95-97’ine ulaşmamızda herhangi bir sıkıntı yok. Bunu günümüz teknolojisi ile dahi başarabilecek durumdayız. Bugün parçacık hızlandırıcılarda atomları ışık hızına çok yakın hızlara kadar süratlendirebiliyoruz. Plazma ve iyon motorları veya uygun inşa edilmiş Güneş yelkenlileri ile bir uzay aracını birkaç ay veya yıl içinde sürekli hızlandırarak ışık hızının %70-80 seviyesine kadar hızlandırabilmemiz de pratikte mümkün. Bunu günümüz teknolojisi ile yapabiliriz fakat çözmemiz gereken çok büyük maliyet problemlerinin yanında, bazı teknik sorunlarımız var. Uzun vadede bu sorunların çözülebileceğini düşünürsek, ışık hızına yakın hızlarda hareket edebilen araçlar üretebileceğimiz gerçeğini görebiliriz. Bunun haricinde, ışık hızını aşmamızın orta ve uzun vadede mümkün olabileceğini sanmıyorum.

Belki birkaç yüzyıl sonra uzayda hareket etmek yerine, uzayın çevremizde hareket etmesini sağlayacak büyük teknolojik atılımlar gerçekleştirebilirsek, ışık hızının çok üzerinde hızlara ulaşabiliriz. Yine de, bunun nasıl olabileceği hakkında bugün hiçbir fikrimiz yok.

Uzay seyahatlerini konu edinen bilim-kurgu filmlerinde ne gibi bilimsel hatalar mevcuttur?

Kozmik Anafor: Bilim-kurgu yapımları, benim açımdan insanların hayal güçlerini ateşlemesi bakımından oldukça faydalı, hatta bilimsel merakı ve araştırmayı teşvik etmektedir. Bunun en güzel örneklerini Star Trek’te birer “kurgu” olarak ortaya konulmuş teknolojilerin bugün hayata geçmesiyle görebiliyoruz. Bu dizide gösterilen otomatik açılır kapılar, uzay mekikleri, cep telefonları, iğnesiz enjektörler ve bilgisayarlar, dokunmatik ekranlar bugün hayatımızın sıradan parçaları haline geldiler. Üstelik bu araçların mucitleri, Star Trek’ten etkilendiklerini söylemekten çekinmiyorlar.

Buna rağmen tabi tüm bilim-kurgu ürünleri bu kadar doğru saptamalarla gelmiyor. Çoğu ciddi bilimsel hatalar içeriyorlar. Örneğin Independence Day filminde insanların uzaylıların bilgisayarlarına virüs yerleştirip onları tümüyle yenilgiye uğrattığını görüyoruz. Oysa hepimizin malumu ki, bir işletim sistemi için virüs yazmak istiyorsanız, o işletim sistemini çok iyi tanımanız gerekir. Hatta çoğunlukla bu da yeterli gelmez, çünkü işletim sistemleri çok sağlam güvenlik yapılanmalarına sahiptir. Bugün MS Windows işletim sistemi “iyi tanındığı için” virüsten geçilmezken, Apple’ın MacOS işletim sistemi virüs bakımından oldukça temiz. Çünkü hem güvenlik açısından çok daha güçlü, hem de virüs yazarları tarafından o kadar iyi tanınmıyor. Ayrıca hepimiz biliyoruz ki, modern bir ordunun “komuta merkezi”ni yok ettiğinizde o orduyu yenmiş olmazsınız. Çünkü ordular bu tür sorunları bertaraf edebilmek için esnek biçimde örgütlenirler ve her zaman için B, C veya D planları vardır. The Signs isimli bir film vardı.

Uzaylılar yine (nedense) Dünya’yı ele geçirmek için geliyorlar fakat su onlar için zehirli. Suyla temas ettiklerinde ölüyorlar. Uzaylıların %70’i suyla kaplı olan ve sürekli yağmur yağan bir gezegeni buna rağmen niye ele geçirmeye çalıştıkları sorusu bir yana, uzaylıların bu tehlikeye rağmen niçin çıplak dolaştıkları da ayrı saçmalıktı. Bugün Dünya üzerinde çıplak yaşayabilen bizler bile yağmurdan, soğuktan ve sıcaktan korunmak için kıyafetler giyip gezerken, suya değince ölen çıplak uzaylıların Dünya’yı ele geçirmeye çalışması ancak bir komedi filminin senaryosunda yer alabilirdi. Bunlar gibi çok sayıda saçmalık yer alıyor kimi bilim-kurgu yapımlarında. Bazılarını yeri geldikçe sayfamızda (Kozmik Anafor’da) “biraz da eğlenip kafa dağıtmak” için yayınlamaya çalışıyoruz.

Dünya dışı akıllı varlıklar bulunuyorsa, bizleri ziyaret etme olasılıkları nedir? 

Kozmik Anafor: Dünya dışı yaşamın varlığı bilim insanlarının çoğu tarafından “kaçınılmaz” olarak niteleniyor. Sadece Samanyolu galaksimiz içinde yer alan gezegen sayısının yüz milyarlarca olması, Dünya benzeri şartlara sahip gezegen sayısının 50 milyar civarında olduğunun hesaplanması, bu görüşü destekliyor. Yine de, şimdiye kadar Dünya haricindeki bir gezegende yaşama yönelik dolaylı veya dolaysız herhangi bir kanıt bulamadık.

Evrende yaşam arayışı, dev bir samanlıkta iğne aramaya benziyor. Tabi biz bu iğneyi şu anda olduğumuz yerden hiç kımıldamadan sadece çevremize bakarak bulmaya çalışıyoruz. Dolayısıyla herhangi birine rastlamamış olmamız şaşırtıcı değil. Bu var olduğunu düşündüğümüz fakat varlığına kanıt bulamadığımız yaşamın bir kısmının bizler gibi, hatta bizlerden çok daha zeki canlılardan oluşuyor olması da kuvvetli bir ihtimal. Evet, bu canlılardan bir kısmı yıldızlar-arası yolculuk yapabilecek yetkinliğe ulaşmış olabilirler. Bu uygarlıklar, galaksideki başka yaşam türlerini gözlemlemek, araştırmak veya sadece işgal edip koloniler kurmak için geziyor olabilir.

Fakat, milyarlarca yıldız içinde bizi bulmaları ve ziyaret etmeye değer görmeleri düşük bir olasılık. Hele ki, galaksimizde bizimki gibi yaşam içeren bolca gezegen varsa, ziyaret edilecek gezegenler listesinin ortalarında, belki de sonlarında bir yerlerde sıramızı bekliyoruzdur. Bu listenin ne kadar uzun olduğunu ise bilmemize imkan yok. Tek bildiğimiz şey var; şimdiye kadar Dünya dışı bir uygarlık tarafından ziyaret edildiğimize dair elimizde doğrudan veya dolaylı tek bir kanıt bile yok.

Başka gezegenlere yerleşsek bile, bir gün Güneşimizin patlayacağı söyleniyor. Acaba güneş sistemimizin, hatta Samanyolu galaksinin dışına çıkmamız mümkün olabilir mi?

Kozmik Anafor: Güneş’in ortalama olarak kalan ömrünü büyük bir kesinlik ile tahmin edebiliyoruz. Bu ömür, yaklaşık 5 milyar yıl kadar. Ancak, maalesef bu sürenin tamamı bizim Dünya’da yaşayabilmemiz için uygun geçmeyecek. Güneş hiçbir zaman patlamayacak ama, yaklaşık 1.5-2 milyar yıl içinde Dünya’nın Güneş’in aşırı ısısı nedeniyle gelişkin canlılar için yaşanmaz hale geleceği öngörülüyor. O günlere kadar geliştirebileceğimiz teknolojilerle bu süreyi daha da uzatmamız, Dünya üzerinde 3 milyar yıl kadar yaşayabilmemiz mümkün. Ancak, daha sonrasında ister istemez Güneş’ten daha uzak bir gezegene, örneğin Mars’a yerleşmemiz gerekecek. Zaten, önümüzdeki birkaç bin yıl içinde “başımıza bir şey gelmez ise” Mars’ta ciddi nüfusa sahip insan kolonilerinin kurdukları büyük şehirlerde yaşamaya başlayacağını öngörebiliyoruz.

Yine de, Güneş kırmızı deve dönüşüp sistemimizi aşırı ısıtmaya devam edeceği için, eninde sonunda sistemi tamamen terk etmek zorunda kalmamız kaçınılmaz. Bu dönemde insanların tercihi ne olur bilemiyorum. Satürn’ün uyduları yeterince ısınmış olacağı için oralarda yeraltı şehirleri kurulabilir. Bu da bir seçenek. Eğer enerji üretme konusunda o günlerde yeterince ileri isek, Güneş bir gün sönse bile bu yeraltı şehirlerinde milyarlarca yıl boyunca yaşayabiliriz. Açıkçası bu ihtimal, uzak yıldızlardaki başka uygun gezegenleri arayıp oralara göçmekten daha gerçekçi geliyor bana. Yine de, insanlığın birkaç milyon yıl sonra nasıl bir teknolojik düzeyde olabileceğini kestiremeyiz.

Gelecekte yıldızlar-arası seyahatin ucuz ve hızlı yollarını bulmuş, ulaşabileceğimiz uzaklıklardaki yıldızların çevrelerinde bize uygun gezegenler keşfetmiş olabiliriz. Böyle bir keşif söz konusu olduğunda, gitme imkanı da varken, insanların bir kısmının Güneş Sistemi’ni terkederek “yeni bir başlangıç” yapma güdüsüne engel olunamayacağını düşünüyorum.   Son olarak, evet sistemimizin dışına; yakın, hatta uzak yıldızlara önümüzdeki milyon yıllar içinde (yok olmamışsak eğer) gidebiliriz. Ancak, Samanyolu galaksisini terketmemiz çok zor olacaktır. Şu anki ve gelecekte keşfedilebilecek teknolojileri düşündüğümde hayal gücüm galaksimizi terkedebilecek gelişmişliğe ulaşabileceğimizi düşünmeye yetmiyor.

Soruları Hazırlayan: Arsel Acar (Evrim Ağacı)
Cevaplayan: Zafer Emecan (Kozmik Anafor)

Evrim Ağacı




Gliese 581 G’de Olası Yaşam İhtimali

Dünya’dan yaklaşık 20 ışık yılı uzaklıktaki Gliese 581, çevresinde çok sayıda gezegen keşfedilen ve yaşanabilir bir gezegene sahip olma ihtimali en yüksek görülen yıldız konumunda. En son keşfedildiği düşünülen gezegeni ise, Dünya benzeri gezegen arayışında belki de bulduğumuz en uygun şartlara sahip gezegen.

gliese581ilustrasyon

Gliese 581 g gezegeni sıvı suya sahipse, Dünya’ya oldukça benziyor olabilir.

307751_138991836247304_2023878946_n

Solda teleskopla alınmış bir fotoğrafını gördüğünüz Gliese 581, oldukça küçük bir yıldızdır. Güneş’in sadece %30’u kadar kütleye sahiptir. Çapı yaklaşık olarak 400 bin km’dir ve yaydığı ışınım Güneş’in %1’inden birazcık daha fazladır.

Kırmızı cüce denilen, Güneş’in yarısından küçük kütleye sahip bu tür yıldızlarda, “yaşam kuşağı” da doğal olarak yıldıza daha yakın konumlarda bulunuyor. Kırmızı cüce yıldızların çevresindeki gezegenler, suyu sıvı halde tutabilecek ısıyı almak için yıldıza oldukça yakın konumda bir yörüngede olmak zorunda. Burada Gliese 581g gezegeni, çevresinde döndüğü yıldız Gliese 581’e oldukça yakın, yaklaşık 0.14 ab (21 milyon km) uzaklıkta yer aldığı için kütleçekim kilidi nedeniyle bir yüzü sürekli yıldıza dönük biçimde dönmekte. Kendi yıldızına dünya-güneş ikilisi gibi, sıvı su varlığı için gayet uygun bir uzaklıkta olmasına karşın, kütleçekim kilidi (tidally locked) altında olması “gelişkin yaşam” için işleri biraz zorlaştırıyor. 

Yani, gezegenin bir tarafı sürekli aydınlıkken, diğer tarafı da sürekli karanlık. Bu durumdaki gezegenlerde, yıldızdan gelen ısının homojen dağılımı için gezegen atmosferinin biraz kalın olması; karanlık yüzdeki iklimi daha sıcak hale getirmesi, aydınlık yüzü de biraz soğutması açısından önemli. Aksi halde, ne aydınlık, ne de karanlık yüzde “gelişkin yaşam” için uygun ortamlar “oluşmayabilir”.

Gliese_581_yasanabilir_bolge

Gliese 581 yıldızı ile, Güneş’in yaşanabilir bölgelerinin karşılaştırması. 

Yine de, gezegenin yıldızı etrafındaki dönüşünde, yörünge eliptiğine bağlı olarak, yakınlaşıp uzaklaşmalar sırasında düzenli ve/veya yarı düzenli mevsimsel değişiklikler olacaktır. Bu değişiklikleri, dünyanın sürekli sıcak olan ekvator kuşağındaki yıllık değişimlere benzetebiliriz. Gliese 581 g, yıldızının çevresinde 36 günde bir döndüğü için değişimler bizden çok daha kısa aralıklarla gerçekleşiyor olmalı.

Fakat kütleçekim kilidi altındaki bir gezegen neredeyse dairesel bir yörüngeye mecbur kaldığı için, bu olasılık oldukça düşük. Aynı zamanda, ekliptik eğim de söz konusu olamayacağından, bu ihtimal neredeyse tamamen ortadan kalkıyor. Gliese 581 g için, çok uzun dönemler içinde herhangi bir mevsimsel değişimin yaşanmadığı bir gezegen diyebiliriz. Yani en azından elimizdeki bilgiler bu yönde. Mevsim değişikliğinin olmadığı ortamlarda gelişkin yaşamın ne tür bir etkiye maruz kalacağını, ya da var olup olamayacağını ise bilmiyoruz. Buna rağmen, ilkel de olsa bir yaşam gelişimi için mevsimler zorunluluk değil. Eğer sıvı su mevcutsa, öyle ya da böyle, ama ilkel, ama gelişkin bir yaşam vardır.

Tabi burada bol keseden konuşuyoruz da, gezegende sıvı su olup olmadığını henüz bilmiyoruz. Hesapta bizim Venüs ve Mars da Güneş’in yaşam kuşağı içinde ama, ne sıvı sudan, ne de yaşamdan iz taşımıyorlar.

gliese581-sistemi25

Güneş Sistemi ile Gliese 581 sistemindeki gezegenlerin yörünge uzaklıklarının karşılaştırması.

Henüz elimizde kütleçekim kilidi altında olup da üzerinde yaşam olan bir gezegene ilişkin veriler olmadığı için, yorum yaparken sadece dünya gezegenini baz alabiliyoruz. Dolayısıyla gelişkin yaşam için mevsimlerin, sıcak ve soğuk döngülerin, yahut dünya benzeri atmosfer koşullarının olması gerektiği düşüncesindeyiz. Bu düşüncemiz de, daha iyi bir örnekle karşılaşana kadar böyle olmak zorunda; bilimsel düşünce bunu gerektiriyor.

Not: ESO’nun gelişmiş gezegen arayıcısı HARPS tarafından yapılan kontroller*, bu gezegenin var olmadığını ortaya çıkardı. Yani burada bahsedilen süper dünya Gliese 581 g yok. İeride bu ismi alacak bir gezegen olabilir, ama o bu değil. Yine de, düşük kütleli yıldızların yaşam kuşaklarında dolanan karasal gezegenler benzer özellikler göstereceği için, bu yazıyı örnek olarak sunmayı tercih ettim.

Zafer Emecan

(*) http://www.eso.org/public/turkey/news/eso1134/

Facebook




“Süper Dünya”larda Yaşamak

Güneş Sistemi dışındaki gezegenler hakkında araştırma yapanlar bilir; şimdiye kadar çok sayıda “süper dünya” olarak nitelenen ve gezegenimizdeki atmosfer şartlarının benzerini taşıma ihtimaline sahip gezegen keşfedildi.

Bu gezegenler, karasal yapıda olsalar da, dünyamızın bir buçuk katından yedi, sekiz katına kadar değişen kütlelere sahipler. Yani bir nevi hormonlu Dünya olarak nitelenebilirler. Bizim Güneş sistemimizde bu tür dev karasal gezegenler yok. Ancak, başka sistemlerde sıklıkla rastlanıyorlar. Hatta geçtiğimiz aylarda bu dev karasal gezegenlerden biri olan Kepler 452b, -her ne kadar spekülatif olsa da- “Dünya’nın ikizi” olarak lanse edildi. 

Peki böyle bir gezegende insan yaşayabilir mi?

Yıldızına uygun uzaklıktaysa, süper dünyalar bizim gezegenimize benzer bir atmosfere ve iklime sahip olabilirler. Hatta bazılarının üzerinde gelişkin yaşamın bile şekillenmiş olma ihtimali var. Bu yaşam, elbette gezegenin yüksek kütle çekimine uygun olarak biçimlenmek durumunda. Orada şekillenmiş hayat için gezegenin kütle çekimi bir sorun teşkil etmeyecektir.

İnsan vücudunun kemik ve iskelet yapısı, Dünya'nın yerçekimine adapte olmak için şekillenmiştir.

İnsan vücudunun kemik ve kas yapısı, Dünya’nın yerçekiminde maruz kalacağı ağırlığa adapte olacak biçimde şekillenmiştir.

Ayrıca, süper dünyanın kütle çekimi fazla olduğu için barındırdığı atmosfer de oldukça kalın olabilir. Yani, bizim alışık olduğumuzdan daha yüksek bir atmosfer basıncının söz konusu olma ihtimali fazla.

Bizler bir süper dünyaya ayak bastığımızda, atmosfer basıncını bir kenara bırakırsak; öncelikle ciddi bir ağırlık sorunuyla karşılaşırız.

Örneğin gezegen, Dünya’nın iki katı kütleye sahipse, 75 kilo ağırlığındaki astronotumuz kendini 150 kilo hissedecektir. Eğer gezegen dünyamızın dört katı kütledeyse kas ve kemikleri 300, altı katı ise 450 kiloluk bir ağırlığı taşımak zorunda kalacaktır. Aynı kas ve kemik yapısıyla, bir anda 300-400 kiloya çıktığınızı düşünün…

kosu-574587

Bir süper dünyada yaşarken koşabileceğinizi sanıyorsanız, çok yanılıyorsunuz. Yürümekte bile çok zorlanacaksınız.

Bizlerin vücut yapısı, Dünya’nın kütle çekimine uygun şekillenmiştir. Kemiklerimiz şu anki ağırlığımızı taşıyacak kadar güçlüdür, kaslarımız gövdemizin ağırlığıyla orantılı biçimlenmiştir. Dolayısıyla bir süper dünya üzerindeki yüksek kütle çekimi, hareket etmemizi büyük ölçüde zorlaştıracak, engelleyecektir. Buralara giden astronotlar çok kısa yürüyüşlerde bile yorulacak, hatta ayakta dururken bile zorlanacaktır.

Kısacası; gezegen ne kadar Dünya benzeri, ne kadar hayat dolu olursa olsun insanoğlunun ağırlık (yüksek kütle çekim) nedeniyle bir süper dünya üzerinde yaşaması çok zorlayıcı ve yorucudur.

Eğer Mars‘ta yaşayan zeki varlıklar olsaydı, bir şekilde Dünya’ya geldiklerinde aynı sorunla karşılaşacaklardı. Çünkü Dünya Mars’a oranla üç kat fazla kütle çekimine sahip bir “Süper Dünya”dır. Mars’ın düşük kütle çekimine alışmış olan vücutları, gezegenimizde aniden üç katı çekime maruz kalacak, bizim gözü pek Marslı astronotlarımız Dünya yüzeyinde binbir güçlükle yürümeye çalışacak, hatta sürüneceklerdi.

Biz Mars’a gitseydik eğer, durum tam tersi olacaktı. Marslılar’a göre bizler çok güçlü süper yaratıklar olacaktık. 100 kiloluk kayaları bir çırpıda havaya kaldırabilecek, tek zıplayışta metrelerce yol alabilecektik. Tabii orada geçirdiğimiz zaman zarfında kas ve kemiklerimiz zayıflayıp tembelleşmediği sürece…

Sıkı bir egzersiz programı uygulamadan ve bunu yaşam biçiminiz haline getirmeden bir Süper Dünya'da hareket etmeye alışmak insan vücudu için işkenceden farksız olur. O nedenle her zaman kas yapınızı güçlü tutmak zorundasınız.

Sıkı bir egzersiz programı uygulamadan ve bunu yaşam biçiminiz haline getirmeden bir süper dünya üzerinde hareket etmeye çalışmak insan vücudu için aşırı yorucu bir aktivite haline dönüşür. O nedenle her zaman kas yapınızı güçlü tutmak zorundasınız.

Neyse, büyük de olsa makul boyutlara; mesela Dünya’nın bir buçuk, iki katı kadar kütleye (ve çekime) sahip gezegenlere adapte olmak, iyi beslenme ve sıkı bir antrenman programıyla kasları ve kemikleri güçlendirerek mümkün olabilir. Yani, böyle bir gezegene yerleşeceksek eğer, ilk ve en acil kurmamız gereken yapı, bir fitness center olmalı.

Yüksek atmosfer basıncına adapte olmak kolaydır. Vücudumuz şu an olduğundan birkaç kat yüksek basınçtaki havayı soluyabilir. Yani zamanla vücudumuz gezegenin atmosferindeki basınca alışır.

Bir de yürürken düşmemeye özen gösterin, ne de olsa yerçekimi Dünya’dan daha fazla ve çok sert biçimde yere çarpacaksınız… Açıkcası böyle bir gezegende düşmek, ciddi bir yaralanma ve ölüm sebebi olur. Yani, süper dünyamız cennet kadar güzel olsa da, yolda yürürken düşüp ölme riskine karşı motosiklet kaskıyla gezmek zorunda kalabilirsiniz.

Yeri gelmişken hatırlatalım; motosiklet kullanıyorsanız, kask takın, bana bir şey olmaz demeyin (sosyal mesajımızı da verdik)…

Zafer Emecan