Yakıtsız Çalışan Devridaim Roketi EmDrive Test Edildi

Viyana Teknik Üniversitesi yakıtsız çalıştığı öne sürülen devridaim roketi EmDrive’ı test etti. Türkçesi EM sürücüsü olan EmDrive, iddialara göre uzay boşluğundan enerji çekerek çalışıyor ve bu yüzden yakıta ihtiyaç duymuyor. Roket daha önce de NASA’da test edilmiş ve çalıştığı söylenmişti. Peki NASA’nın imkansız roketi olarak lanse edilen EmDrive gerçekten çalışıyor mu?

Warp sürüşü ve EmDrive

Sıra dışı mucit Roger Shawyer tarafından geliştirilen EmDrive ilk çıktığı zaman kamuoyunu çok heyecanlandırdı. Çılgın bir mucidin sınırsız enerji kaynağı bulduğunu söylemesi ve boşluktan enerji çekerek yakıtsız çalışan bir devridaim motoru geliştirdiğini duyurması insanların ilgisini çekti. Ancak, EM sürücüsünün popüler olmasının asıl nedeni başka:

Uzay Yolu’ndaki warp sürüşü ile NASA için ışıktan hızlı yolculuk eden bir uzay gemisi geliştirmek istediğini söyleyen Harold “Sonny” White, yeni bir EmDrive prototipi üretti ve 2016’da bunu test ederek çalıştığını söyledi. White’ın amacı, boşluktan enerji çeken EmDrive’ı warp sürüşlü kendi uzay gemisi tasarımında kullanmaktı.

İlgili yazı: Evreni Aydınlatan En Garip Ölümsüz Yıldızlar

 

Boşluğun enerjisi nedir?

Bilim insanları evrenin genişlemesinin son 5 milyar yılda hızlanmaya başladığını buldular. Bundan boşluğun enerjisi olan karanlık enerjiyi sorumlu tutuyorlar. Oysa Fizik Yasalarını Bozan Karanlık Enerji yazısında anlattığım gibi karanlık enerjinin ne olduğunu aslında bilmiyorlar. Ancak, Casimir etkisinin karanlık enerjiden sorumlu olabileceğini düşünüyor ve buna sıfır noktası enerjisi diyorlar.

Her ne kadar evrendeki karanlık enerjinin şiddetini Casimir etkisiyle açıklamak büyük matematiksel hatalara yol açmış olsa da Roger Shawyer, EM sürücüsünün boşluğun enerjisiyle çalıştığını öne sürdü (sıfır noktası enerjisi daha önce Stargate: Atlantis bilimkurgu dizisinde kullanılmıştı).

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Termodinamik yasaları

Politikacılarının çiğnemeyeceği yegane kanunlar fizik yasalarıdır. Ne kadar propaganda yaparsanız yapın ve ne kadar büyük bir uluslararası desteği arkanıza alırsanız alın; fizik yasalarını asla çiğneyemezsiniz. Bu yüzden de en iyi politikalar küresel ısınmanın insan işi olduğu gibi bilimsel gerçeklere uygun olan politikalardır.

Öyleyse biz de EM sürücüsünün çalışıp çalışmadığını fizik yasalarına göre inceleyelim ve madem enerjiden söz ediyoruz, evrende enerjinin bir yerden başka yere aktarılmasını tanımlayan termodinamik yasalarına bakalım. EmDrive sistemini test eden Viyana Teknik Üniversitesi de öyle yaptı.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Üç kuruşa beş köfte yok

Termodinamik yasaları diyor ki 1) Enerjinin tamamını asla yararlı işe çeviremezsiniz, yani yüzde 100 verimli çalışan bir motor yoktur. 2) Enerji üretmek için enerji harcamanız gerekir ve harcadığınız enerjinin bir kısmı mutlaka atık ısı olarak uzaya kaçarak ziyan olacaktır.

İşte bu yüzden, bütün motorlar çalışmak için dışarıdan enerji girişine ihtiyaç duyuyor ve yine bu yüzden, bütün roketlerin uzayda gitmek için yakıt yakması gerekiyor. Ancak, EmDrive enerji harcamadan enerji üretiyor! Bu doğruysa EmDrive bir devridaim makinesi olarak sonsuza kadar çalışabilir. Bu da termodinamik yasalarına aykırı.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Ayrıca Newton mekaniğine aykırı

1) Einstein’dan önce yerçekimini tanımlayan Newton mekaniğine göre her etki bir tepki yaratıyor. 2) Einstein’ın görelilik teorisi de maddenin enerjiye ve enerjinin maddeye çevrilebileceğini söylüyor ki atomu parçalayan Akkuyu santrali gibi nükleer reaktörler zaten bu şekilde enerji üretiyor.

Ezcümle, bir roketin uzayda gitmesini istiyorsanız tepki kütlesine ihtiyacınız var. Tepki kütlesi, İngilizce propellant dediğimiz “itici yakıttır”; yani roketi ileriye itmek için yaktığımız yakıt. Ne de olsa yakıtı yakınca roketin içinde sıcak gazlar oluşuyor. Bunlar uzaya küre şeklinde yayılmak istiyor.

Oysa roketin sadece alt tarafında delik var ve yüksek basınçlı sıcak gazlar buradan dışarı çıkıyor. Çıkarken de Newton’ın her etki eşit güçte tepkiye yol açar yasası gereği, roketi de ters yönde; yani ileriye doğru itiyor (bir topun duvardan sekmesi ve yerde yürümenizin sebebi budur).

İtiyor; çünkü Einstein’ın dediği üzere, hızlanan madde (kütle) enerjiye dönüşüyor. Tepki kütlesi (reaction mass) terimi buradan geliyor. Siz de Dünya’nın en gerçekçi bilimkurgu dizisi olan Expanse’ı Netflix’te izleyerek buna tanık olabilirsiniz. 🙂

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Yelkenli gemi örneği

Termodinamik yasalarına göre bütün taşıtlar kapalı sistemlerdir; yani bir taşıtın ileri gitmesi için taşıta dışarıdan enerji vermeniz lazım. İşte bu yüzden yelkenli bir geminin içine fan koyup yelkenleri fanla üfleyerek gidemezsiniz.

O fan ancak kütlesi kadar enerji üretebilir (o da tüm kütlesi nükleer patlamayla enerjiye dönüşürse!). Bu sebeple üfleme gücü fanın ek ağırlığı yüzünden sıfırlanır ve geminiz bir milim ileri gidemez. İşte bu nedenle yelkenli gemiler dışarıdan gelen rüzgarla gidiyor.

İlgili yazı: 180 Resimde Varoluşun Kısa Tarihi

 

EmDrive ile ne ilgisi var?

Shawyer, EmDrive’ı megafon ve roket çanına benzeyen bir şekilde tasarladı. Çanın dar ucunda elektromanyetik dalgalar yayan bir cihaz var. Güya bu cihazın yaydığı dalgalar çanın iç duvarına çarparak hız kazanıyor. Sonra da roketin sahip olduğu momentumu roket çanı üzerinden rokete aktararak EmDrive’ı ileri itiyor.

Morötesi felaket

Doğrusu 1905 yılında kuantum fiziğini icat eden Max Planck yaşasa ve bunu duysaydı kalp krizi geçirip hücceten giderdi; çünkü Planck (evet, Planck sabitinde adını veren o Planck) EmDrive’a benzer bir problem olan morötesi felaket sorununu çözeyim derken, kuantum fiziğini tesadüfen bulmuştu (klasiz fizikte enerjinin kapalı bir kutunun içinde sürekli sekerek şiddetini sonsuza dek artırması problemi).

Morötesi felaket şuradan çıkıyordu: Eğer enerji dalgaları sonsuza kadar bölünebiliyorsa kış geceleri Alman şöminelerinde yanan ateşler, şömine iç duvarlarından sürekli geri sekerek kendini harlayacak ve kısa sürede 1 milyon derece sıcaklığa erişerek morötesi ışınlar yaymaya başlayacaktı.

Kısacası morötesi felaket doğruysa Almanya’da yakılan bütün şömineler birkaç dakika içinde atom bombası gibi patlayacaktı. Planck, ancak enerji sonsuza kadar bölünemezse; yani doğada minimum boyda enerji paketleri varsa bu sorunu çözebileceğini anladı. Enerjiyi tek tek paketlere ayıran kuantum fiziği böyle doğdu.

Bu da enerjinin tamamını yararlı işe çeviremezsiniz diyen termodinamik yasalarıyla aynı şey: Şömine enerjinin tamamını odayı ısıtmaya harcayamıyor. Isının bir kısmı evin dışına kaçıyor. Bu yüzden şömine yakmazsak ev soğuyor ve Almanlar kömür faturası ödüyor; ama bu sayede kendi evlerinde nükleer bombayla yok olmaktan da kurtulmuş oluyorlar. 😉

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

 

Toparlayacak olursak

EmDrive’ın boşluktan enerji çekerek hiç yakıt yakmadan devridaim makinesi olarak çalışması için kuantum fiziğine, Newton mekaniğine, görelilik teorisine ve termodinamiğe aykırı olması gerekiyor. Bütün fizik yasalarını çiğnemesi gerekiyor.

Peki mucit Roger Shawyer; fiziği dünyanın en büyük fizikçileri arasında yer alan Newton, Clausius ve termodinamiğin babası Boltzmann’dan daha mı iyi biliyor? Yok, yanılıyorsa neden Harold White’ın NASA laboratuarında yaptığı testlerde EmDrive’ın çalıştığı görüldü? Özetle EM sürücüsünü hiçbir hataya yer vermeyecek şekilde nasıl test ederiz?

İlgili yazı: Evren Boşluktan Nasıl Oluştu?

 

Hemen görelim

Shawyer’a göre EmDrive konisinin içindeki elektromanyetik cihaz, koninin içinde sürekli olarak ileri geri seken elektromanyetik dalgalar oluşturuyor. Bunlar da roketi ileri itiyor (koniye rezonans çukuru diyoruz). Güya bu dalgalar hiç egzoz çıkarmadan itiş gücü sağlıyor.

Ancak, fizikçiler roketler gibi kolay gaza gelen tipler değiller: “A? Parlak bir mucit bütün fizik yasalarını çiğnedi; haydi oturup evrenin kanunlarını baştan yazalım” demeden önce roketi dikkatle test etmek istiyorlar.

Nitekim OPERA deneyi nötrinoların ışıktan hızlı gittiğini öne sürdüğü zaman da Einstein’ın değil, deney kurulumunun hatalı olduğunu düşündüler ve haklı çıktılar. Pons ve Fleischmann termodinamiğe aykırı olarak soğuk füzyonu bulduk dedikleri zaman onlara da inanmadılar. Soğuk füzyonu test ederek imkansız olduğunu gösterdiler.

İlgili yazı: 10 Adımda kara deliğe düşen astronota ne olur?

 

Beşer şaşar

Tabii ki insanlar yanılabilir; ama dünyanın neredeyse Einstein ayarındaki son büyük fizikçisi Richard Feynman’ın dediği gibi, “Teknolojide başarıya ulaşmak için gerçeklerin halkla ilişkilerden önce gelmesi gerekir; çünkü doğayı kandıramazsınız.” Evet, evren hata yapmaz.

Elbette burada Shawyer’ın EmDrive ile insanları kandırdığını söylemiyoruz; çünkü bilimin işi bir kişinin bizi veya kendini kandırdığını kanıtlamak değil. Bilimsel okuryazarlık düzeyini ölçmenizin 2 yolu yazısında anlattığım gibi bilimin işi, sıra dışı bir iddiada bulunurken kendimizi kandırmayı önlemek için dikkatli deneyler yapmamızı sağlamak. Yine Feynman’ın dediği üzere, “Birinci ilke kendinizi kandırmamaktır ki en kolay aldanacak kişi sizsiniz.”

İlgili yazı: Mars’a Giden Ölümsüz Plazma Roketleri

 

NASA testleri

Öncelikle şunu belirtelim: EmDrive testini NASA yapmadı. Harold White NASA laboratuarını kullanan bir araştırmacı olmakla birlikte NASA kadrosunda değildi ve bu araştırmayı NASA finanse etmemişti. İkincisi White sadece sekiz saatlik üstünkörü bir test yaptı, bu da EmDrive’ın çalıştığını gösteren deneyin hatalar içerebileceği kuşkusunu uyandırdı.

Nitekim bu hafta yayınlanan bir makalede, Viyana Teknik Üniversitesi’nden Martin Tajmar, EM sürücüsünün aslında çalışmadığını gayet net bir şekilde gösterdi ve dedi ki bu roket boşluktan enerji üretmiyor. Bunun yerine EmDrive’a güç sağlayan elektrik kablolarının ürettiği manyetik alanlar, White’ın deneyinde görülen küçük itiş gücünü sağlıyor.

Bu do son derece doğal: Bütün roketler dış ortamdan enerji çekerek çalışıyor. Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam roketin yakıtı da roketin toplam kütlesine dahil değil mi? Öyleyse dışarı püsküren gazlar termodinamik açıdan kapalı bir sistem olarak roketi nasıl ileri itiyor?”

Aslında basit: Yakıt yanınca açığa çıkan gazlar roketin arkasındaki delikten dışarı püskürürken roket hafifliyor. Böylece gazlar roketin termodinamik sisteminin dışına çıkıyor ve bu sırada çıkış hızını sağlayan momentumu rokete aktarıyor. Bu durum yelkeni fanla üflemekten farklı bir şey.

İlgili yazı: Bilimsel Okuryazarlık Düzeyini Ölçmenin 2 Yolu

 

Gelelim EmDrive’a

Elektromanyetik kuvvet doğadaki en güçlü ikinci kuvvet ve kısa mesafelerde çok etkili. Bu yüzden, EmDrive deneylerinin yakındaki elektrik kaynaklarından ve manyetik alanlardan uzak tutulması lazım.

Tajmar ve ekibi de bunu yaptı: EM sürücüsünü deney sonuçlarını yanıltabilecek dış etkenler soyutladı. Özellikle de Dünya’nın manyetik alanı ile laboratuardaki cihazların ve elektrik tesisatının EM sürücüsüne enerji aktarmasını engelledi. Böylece fizikte aşağıdaki güvenilir deney kriterlerini sağladı:

• Ölçümler sırasında kontrol edilemeyen veya bilinmeyen (rastlantısal) dış etmen koşullarından kaynaklanan istatistiksel hataları elimine etti (Geriye sadece kuantum fiziğinin içkin özelliği olan Heisenberg’in belirsizlik ilkesine dayalı olan kuantum salınımları kaldı ki bunlar standart ortam gürültüsü olarak ayrıca elimine edildi).
• Deney sonuçlarının deney aygıtlarının yapısı, kurulumu ve ayarlarından kaynaklanan ve deneyin objektif olmasını engelleyen taraflılık parametreleri; yani sistematik hatalar da elimine edildi.

İlgili yazı: NASA’dan Işıktan Hızlı Warp Drive Projesi

 

Böylece EmDrive’ın çalışmadığı ortaya çıktı

Tajmar gördü ki EmDrive kendi başına itiş gücü sağlamıyordu. Kesinlikle boşluktan enerji çekmiyor ve devridaim makinesi olarak çalışmıyordu. Bu yüzden yakıtsız olarak sonsuza dek çalışması da fizik yasalarına uygun şekilde imkansızdı:

“Sonuçlarımız, iyi izole edilmemiş kabloların veya bizzat kötü yalıtılmış olan sürücünün önceki deney sonuçlarını bozmuş olabileceğini gösterdi. EmDrive’ın sözde itiş gücü roketin kendisinden değil, dış etkenlerden kaynaklanıyor. EmDrive çalışmıyor.”

Peki Mars’a insan göndermek için ne tür gerçek roketler kullanmalıyız? VASIMR roketiyle Mars’a 2 ayda insan gönderebilir ve güneş yelkeniyle de kızıl gezegene sadece 2 gün içinde iPhone boyunda küçük araştırma sondaları ulaştırabiliriz. Ancak, en güzeli lazer yelkenleriyle bize en yakın komşu yıldıza 20 yılda gitmek olurdu. Deniz ve yeşil görüp temiz havada piknik yapacağınız bir hafta sonu olsun.

EmDrive neden çalışmıyor?

¹The SpaceDrive Project – First Results on EM Drive and Mach-Effect Thrusters