Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

Zamanda yolculuk ederek geçmişe ve geleceğe gitmek mümkün mü? Kara deliklerden solucandeliklerine, Tipler silindirinden ikizler paradoksu ve kozmik sicimlere dek zamanda yolculuğun 9 sıra dışı yolunu görelim. Negatif kütle ve enerji ile zaman makinesi yapmanın mümkün olup olmadığına bakalım.

Zamanda yolculuk merakımız

Zamanda yolculuk hemen herkese ilginç geliyor; çünkü anı yaşayıp farkında olmak ve şu anda ne yaptığımıza dikkat etmek yerine, geçmişle geleceği düşlemeyi daha çekici buluyoruz. Bu konuda Star Wars Bölüm V’te Yoda’dan azar işiten Luke Skywalker’dan pek farkımız yok:

Yaptığımız hataları düzeltmek ve kendimize göre daha iyi bir hayat yaşamak için geçmişe gitmeyi hayal ediyoruz. Bilgisayar oyunlarında yenilince oyunu son kaydettiğimiz yerden yükleyip tekrar denemeye alışık olduğumuzdan gerçek yaşamda da geçmişe gitmeyi arzuluyoruz. Peki gündüz düşleri bir yana, zamanda yolculuk etmek gerçekten mümkün mü?

Tabii ki mümkün: İşte zaman geçiyor ve giden geri gelmiyor. İnsanlar ve bütün varlıklar ileriyi gösteren zamanın okuna uyarak sürekli geçmişten geleceğe gidiyor. Bu açıdan zaman evrende tek yenilenmeyen tek kaynak oluyor. Biz de zamandan kazanmak için taksiye binmeyi toplu taşımaya tercih edebiliyoruz (gerçi İstanbul’da en hızlısı Metrobüs ve Marmaray ama olsun 🙂 ).

Ancak, kast ettiğimiz şey geçmişe ve geleceğe gitmektir. Üstelik bu teorik olarak mümkün. Sonuçta yanımızda Einstein var ki onun özel ve genel görelilik teorileri hem geçmişe hem de geleceğe gitmeye izin veriyor. Peki nasıl? Bu yazıda kara deliklerden solucandeliklerine, Tipler silindirinden ikizler paradoksu ve kozmik sicimlere dek zamanda yolculuğun en sıra dışı 9 yolunu göreceğiz.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Zaman makinesi testi

Dilerseniz siz de Stephen Hawking’in yaptığı gibi zaman makinelerini test edebilirsiniz. Zaman yolculuğu mümkünse gelecekten gelen bütün ziyaretçileri özel bir partiye çağırır; ama yeri ve “zamanı” 2020 yılında açıklayacağınızı söylersiniz!

Evet, herkes geçmişi düzeltmek ister, ama pişmanlık dünyanın en faydasız duygusudur; çünkü geçmişi değiştiremezsiniz. Ancak, geçmişten ders alarak gelecekte daha iyisini yapabilirsiniz. Hem geçmişi olumsuz olarak görmek zorunda değilsiniz: Kötü sandığınız birçok şey aslında iyi olabilir ve bunu görmek için de bakış açısını değiştirmeniz yeterlidir.

Yok, illa tecrübe hayatta yenmiş kazıkların toplamıdır derseniz o zaman da geçmişin iyisiyle kötüsüyle sizi siz yaptığını kabul etmeniz gerekir. Sonuçta yaşadıklarınızı değiştirmek geçmişe gidip büyükbabanızı babanız doğmadan önce öldürmek gibidir. Nasıl ki o zaman hiç doğmamış olursunuz, geçmişi değiştirdiğiniz zaman da kendi benliğinizi yok ederek hiç yaşamamış olursunuz. Öyleyse en temel felsefi ve vicdani konuları aradan çıkardık mı? Bu durumda zamanda yolculuk başlıyor!

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

 

Zamanda yolculuk ve görelilik

Einstein’ın özel ve görelilik teorileri zamana bakışımızı kökten değiştirdi: Özel görelilik, “Işık hızına yaklaşan roketlerin boyu hareket yönünde kısalır ve daha yavaş hareket eden Dünyamıza göre, bu roketlerde zaman çok yavaş akar” dedi. Zamana bir kez görelilik girdi mi, bir daha çıkmak bilmedi:

Genel görelilik de “Gezegen, Güneş ve kara delik gibi güçlü yerçekimine sahip cisimler, dışarıdan bakan birine göre lokal zamanı yavaşlatır” dedi. Özetle kütle uzayı büküyor ve uzay da kütleye nasıl gideceğini gösteriyor. Uzayın bükülmesi ışık hızını yavaşlatmıyor, ancak ışığın A noktasından B noktasına gitme yolunu uzatarak zamanın akışının yavaşlamasına neden oluyor.

İşte modern zaman makinesi fikri buradan çıktı. Özel ve genel görelilik teorileri genel olarak zaman yolculuğuna izin veriyor. Dahası bunu nasıl yapacağımızı da gösteriyor. Biz de önce özel göreliliğe bakalım:

İlgili yazı: Işık Hızının Yüzde 99’una Ulaşan Sarmal Motor

 

1. İkizler paradoksu

Neden ışıktan hızlı gidemeyiz yazısında belirttiğim gibi, kardeşinizi Dünya’da bırakıp ışık hızının yüzde 99’u ile yol alan bir gemiyle yakın yıldızlara giderseniz geri döndüğünüzde onu 20 yıl yaşlanmış bulabilirsiniz. Sonuçta sizin için Dünya’da zaman çok hızlı geçer. Dünya için de roketinizde zaman çok yavaş geçer. Hatta galaksi çevresinde tur atarak 3 yılda geri dönerseniz Dünya’da 157 bin yıl geçer.

Buna ikizler paradoksu dememizin sebebi ise Dünya ile roketinizi karşılaştırdığımız zaman, ikinizin de öncelikli referans noktası olmamanızdır; yani Dünya ile roketinizde geçen zamanın birbirine göreli olmasıdır. Neden yalnızca biriniz yaşlanasınız ki? İkizler paradoksunun çözümünü önceki yazıda anlattığım için ayrıntıya girmeyeceğim.

Yine de paradoksu çözmenin yolu, bizzat evreni üçüncü taraf olarak referans almaktır. Evrendeki bütün cisimler büyük patlamadan kalma kozmik mikrodalga artalan ışımasına göre hareket eder ki bu da gözlemlenebilir evrende nihai referans noktası olarak ikizler paradoksunu çözer. Özetle Charlton Heston’ın 1968 tarihli Maymunlar Cehennemi filmi bilimsel olarak gerçekçidir. 🙂

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Geçmişe yolculuk

Özel görelilikteki ikizler paradoksu bile zamanda yolculuk iştahımızı dindiremez. Sonuç olarak bu seçenekte herkes gibi geleceğe gidiyoruz. Sadece diğerlerinden daha hızlı olarak gidiyoruz. Geçmişe yolculuk ise bambaşka bir konu:

Nasıl ki ışık hızına yaklaşırken zaman yavaşlar ve ışık hızında giderseniz zamanın akışı tümüyle durur; roketiniz de ışık hızında gidebilseydi dışarıdan bakan birine göre roketin zamanı duracaktı. Peki ışıktan hızlı gidebilseydiniz ne olurdu? Dikkat, bu Uzay Yolu’ndaki warp sürüşü değildir; çünkü orada uzay-zamanı bükerek ışıktan hızlı yolculuk ediyorsunuz, ama ışıkta hızlı gitmiyorsunuz.

Sonuç olarak ışıktan hızlı gidebilseydiniz zamanda geçmişe giderdiniz (bkz. Unruh Etkisi). Öyle ki daha yola çıkmadan önce roketinizin fırlatıldığı yere geri gelirdiniz. Öte yandan, sadece normal kütlesi olan cisimler ışık hızına ulaşamaz veya ışık hızını aşamazlar. Bunun için sonsuz hızlanma ve sonsuz enerji gerekir. Bu da imkansız olduğu için ışıktan yavaş gitmek zorunda kalırsınız.

Öte yandan, kütle değeriniz –1’in karekökü gibi sanal sayılarsa ışıktan hızlı gidebilirsiniz (-1’in karekökü sanaldır; çünkü 1, hem – 1 x – 1’e hem de +1 x +1’e eşittir. Peki sizin karekökünü alacağınız 1 hangi 1’dir?). Nitekim sanal kütleli bütün cisimler ışıktan hızlı giderler. Onların da ışık hızında veya daha yavaş gitmesi imkansızdır. Öyleyse sanal kütleli roket yaparak geçmişe gidebilirsiniz.

Sanal kütle ve takyonlar

Biz de teorik fizikte sanal kütlesi olan parçacıklara takyon diyoruz. Bunlar hep ışıktan hızlı olarak geçmişe gidiyor. Takyonlar varsa (fizikte bazı marjinal teorilerde var) bunları kullanarak geçmişe mesaj da gönderebiliriz. Peki sanal kütle diye bir şey var mı? Özel görelilik ışıktan hızlı parçacıklara izin veriyor; ama evrende takyonlar olduğunu gösteren hiçbir kanıt bulunmuyor. Dolayısıyla bu yöntemle geçmişe gidemezsiniz.

İlgili yazı: Telepatik İnternet

 

2. Solucandeliği ile zamanda yolculuk

Özel göreliliği içeren; ama aynı zamanda yerçekiminin işleyişini gösteren genel görelilik uyarınca kütle uzayı bükerek üç boyutlu çukurlar (küresel hacimler) oluşturur ki bunun için 2D resme bakabilirsiniz. Kısacası uzay-zaman dokusundaki kütle ve enerji kaynaklı bükülmeler yerçekimini meydana getirir. Biz de uzay-zamanı solucandeliği şeklinde bükerek bir başka zaman makinesi yapabiliriz:

Bunun için iki kara delik alalım ve içlerindeki tekillikleri birbiriyle tam kuantum dolanıklığa sokalım. Sonra negatif kütle (sanal kütle değil, gerçek sayılarla negatif kütle) veya yerçekimsel olarak itici egzotik madde ile bu tekillikleri binlerce ışık yılı uzaktan birbirine bağlayan incecik göbek kordonunu genişletelim; yani ağzını açalım. Böylece iki kara deliği solucandeliği tüneliyle birleştirelim.

Ardından A) Solucandeliğinin bir ağzını, diğer ağzı çevresinde ışık hızına yakın hızda çevirelim (zaman makinesinin özel görelilik bileşeni) veya B) Üçüncü bir kara deliğin yakınına taşıyarak diğer ağzından daha güçlü bir yerçekimi alanına yerleştirelim (genel görelilik bileşeni). Böylece dönen uçta zamanın, sabit uca göre daha yavaş akmasını sağlayalım. Öyle ki solucandeliği tünelinin şimdiki zamanda bulunan ucundan girip diğerinden çıktığımızda geçmişe gidelim.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

İşte solucandeliği zaman makinesi!

Genel görelilik kütlenin uzay-zamanı büktüğünü söylediğine göre, iki kara deliği uzaktan birleştirip uzayı solucandeliği tüneli açacak şekilde bükmemize teorik bir engel yoktur. Oysa solucandeliği ile sadece onu yarattığımız ana kadar geri gidebiliriz.

Çıkış ucunu daha eskiye götüremeyiz; çünkü onu sadece ışık hızına yakın hızlarda döndürebiliyoruz. Solucandeliğinin yaratıldığı andan geriye gitmek içinse çıkış ucunu ışıktan hızlı döndürmemiz gerekir. Bunun içinse negatif kütle yetmez. Hem sanal, hem de negatif olan kütle gerekir.

Bunların ikisi de egzotik madde sınıfına giriyor. Hatta fizik teorilerine göre evrende negatif kütle bulma olasılığımız, sanal kütle bulmamızdan yüksektir (ayrıca yazacağım). Buna karşın iki özelliğe birden sahip egzotik madde bulma ihtimalimiz gerçekten imkansız olabilir.  Peki evrende solucandelikleri var mı ya da biz oluşturabilir miyiz? Cevabı için solucandeliği türlerini sıralayalım:

1) Aynı evrendeki iki kara deliğin birleşmesiyle oluşanlar (tek yönlü veya çift yönlü), 2) Başka evrenlerdeki iki kara deliğin birleşmesiyle oluşanlar (evrenler arası geçiş sağlar) ve 3) Aynı evrendeki iki mikroskobik kara deliğin birleşmesiyle oluşanlar (kuantum fiziğindeki tam dolanıklığı açıklayabilir). Ancak, solucandeliği kullanmak pratikte imkansızdır. Neden derseniz:

İlgili yazı: Mars’a Gidecek Yıldız Gemisi Neden Çelikten Yapıldı?

 

Zamanda yolculuk engelleri

A) Evrende solucandelikleri varsa bile bunlar saniyenin milyarda birinden kısa sürede yok olan kararsız yapılardır ve B) Solucandeliklerinin içinden geçip geçmişe gitmek için bunların ağzını büyütmek gerekir. Oysa her ikisi için de bize negatif kütle lazım ve bildiğimiz kadarıyla evrende egzotik madde yok. Öyleyse solucandelikleriyle zaman makinesi yapamayız.

Üstelik solucandelikleri ve kara delikler üzerinde yaptığı araştırmalarla Nobel fizik ödülü alan Kip Thorne, solucandeliği tabanlı zaman makinelerinin asla çalışmayacağını söylüyor. Bunun nedeni, kuantum fiziğindeki klonlama yasak teoremi ve enerjinin korunumu yasasıdır: Enerjiyi yok edemez veya yoktan var edemezsiniz.

Oysa geçmişe gitmek bugünkü evrendeki enerjiyi geçmişteki evrene aynen taşımaktır (vücudunuz, zaman makineniz, sahte vakum enerjisi vb.). Bu da hem enerjinin korunumuna hem de klonlama yok teoremine aykırıdır; çünkü geçmişe gitmek, geçmişte yoktan enerji yaratmak ve bugünkü enerjinin geçmişte kusursuz bir kopyasını oluşturmak anlamına gelir.  

Sonuç olarak Kip Thorne’a göre zaman makineniz çalışmaz; ama atom bombası gibi patlayabilir. 😮 Gerçi Thorne, geçmişe yolculuğu ele alan ünlü Interstellar bilimkurgu filminin danışmanlığını da yapmıştır. Bu nedenle Nobel ödüllü fizikçinin solucandelikleriyle ne yapacağı da belli olmaz. 🙂

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

3. Casimir etkisi ve negatif kütle

Unruh etkisinde değindiğim üzere, uzay boşluğuna birbirine çok yakın iki ince levha yerleştirirseniz bunların arasında kalan küçük uzaydaki kuantum alan dalgalanmaları, levhaların dışında kalan evrendeki dalgalanmalardan daha sınırlı olur. Bu da dış uzaydaki kuantum alan basıncının levhaları birbirine doğru itmesini sağlar. Buna Casimir etkisi diyoruz.

Oysa dış uzayın enerjisi zaten pozitiftir; çünkü görelilikte kütle, enerjinin türedi bir özelliğidir, yani kütle aslında enerjidir. Bu nedenle boşluğun enerjisi de 0’dan büyüktür. Sonuçta boşluktaki bütün madde ve enerjiyi çıkarsanız bile geriye boşluğu dolduran kuantum alanlarının enerjisi kalacaktır.

Öte yandan, levhaların dışındaki enerji yoğunluğu, levhaların arasındaki enerji yoğunluğundan yüksektir. Bu da levhaların arasındaki enerjinin, vakum enerjisine göre negatif değer taşıması anlamına gelir. Öyle ki levhaları birbirine yaklaştıran şey dış uzay basıncının itmesi değil, aralarındaki yoğunluk farkı yüzünden levhalar arasında oluşan negatif basıncın bunları birbirine çekmesidir!

Nitekim pozitif basınç dıştan içe doğru sıkıştırıcı baskı yapıyorsa negatif basınç da dıştan içe doğru çekici baskı yapacaktır. Örneğin, bir borunun çeperini gergin yaylarla bağladığınızı düşünün. Bu yaylar büzülürken borunun çeperini de tıpkı içe dönük bir patlama gibi her yönden içe çekecektir; ama dikkat edin: Negatif basınç yalnızca uzayda basınç farkı varsa ortaya çıkar. Peki negatif basınçla oluşan negatif enerjiyi negatif kütleye dönüştürerek zaman makinesi yapabilir miyiz?

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Casimir etkisine yakından bakalım

Öncelikle levhaların birbirine yaklaşması, boş bıraktıkları yerdeki uzayın genişleşmesine neden olur. Sonuçta negatif basıncın çekim etkisi, negatif basınçtan doğmasına karşın çekim yerine itim yaratan negatif enerji ile çelişmez; çünkü negatif enerji levhaların bıraktığı yerde yeni uzay boşluğu yaratır. Bu da evrenin genişlemesine ve genişlerken de içindeki galaksilerin birbirinden uzaklaşmasına neden olur. Negatif enerjinin itici etkisi budur!

Peki negatif basınç neden ters yönde işleyen negatif enerji yaratıyor? Bunun sebebi enerjinin korunumu yasasıdır. Enerjiyi yoktan var edemez veya yok edemezsek evrenin toplam enerjisinin de 0 olması gerekir. Oysa evren vardır ve gerçektir! Bu sebeple toplam enerjisinin 0 olması mümkün değil gibi görünür.

Ancak, sıfırdan kast ettiğimiz şey nötr atomların toplam elektrik yükünün 0 olması gibi bir şeydir. Nitekim evrendeki pozitif enerji normal maddeyi, karanlık maddeyi, antimaddeyi ve gerçek uzayı oluşturur. Negatif enerji ise uzayın genişlemesine yol açar. Böylece evrendeki lokal pozitif ve negatif enerji toplamının sıfır olmasını sağlar.

Dolayısıyla negatif basınç toplam enerjiyi 0’a eşitleyip enerjinin korunmasını sağlamak amacıyla negatif enerji yaratır. Negatif basınç yüzünden yoktan ortaya çıkan negatif enerjinin, lokal evrendeki toplam enerjiyi artırmadan var olmasının tek yolu ise eşdeğer pozitif enerji yaratmasıdır. Bunu da uzayı genişleterek yapar, yani pozitif enerjiden oluşan yeni uzay boşluğu yaratır.

Bunun bir bedeli vardır!

O da evrenin genişlemesidir ve biz de evrenin genişlemesine yol açan negatif enerjiye karanlık enerji diyoruz. Öte yandan; genişleyen evrendeki toplam enerjinin arttığını ve bunun enerjinin korunumunu ihlal ettiğini düşünebilirsiniz. Ancak, bu yasayı korumanın tek yolu evrenin genişlemesidir. Sonuçta enerjinin korunumu sadece kapalı enerji sistemleri için geçerlidir (örneğin lokal uzay). Genişleyen bir evren ise açık bir sistemdir. Peki karanlık enerji ile çalışan zaman makinesi yapabilir miyiz?

İlgili yazı: Solucandelikleri ile Geleceğe Dönüş ve Geçmişe Seyahat

 

Karanlık enerji ve zaman makinesi

Bu soru nereden çıktı derseniz: Karanlık enerji negatif enerjidir ve kütle dediğimiz şey aslında enerji olduğuna göre, negatif enerjiyle de negatif kütle yaratabiliriz ki zaman makinesi olarak kullanmak üzere solucandeliği açmak için bize negatif kütle gerektiğini görmüştük. Buna karşın, evrende negatif enerji ürettiğini gördüğümüz tek mekanizma Casimir etkisidir.

Mademki Casimir etkisi negatif enerji yaratıyor (bunu deneylerle kanıtladık) ve mademki kütle aslında enerjidir, öyleyse Casimir etkisi ile negatif enerji ve dolayısıyla negatif kütle yaratabilir miyiz? Ne yazık ki bu da imkansız görünüyor:

Sonuçta karanlık enerjinin, enerjinin korunumu yasasına uymasının tek yolu sadece pozitif enerjiyi dengeleyecek miktarda oluşmasıdır. Böylece lokal uzayda enerjinin toplam miktarı artmamış olur. Evet, karanlık enerji boşluğun enerjisidir ve karanlık enerji uzay boşluğunu büyüterek evreni genişletir ki böylece evrendeki toplam karanlık enerji miktarı artar; ama lokal uzayda karanlık enerjinin şiddeti sabittir. Peki bu ne anlama geliyor?

Termodinamik zaman makinesi

Bu durum karanlık enerji/negatif enerji kullanarak zaman makinesi yapmamızı önlüyor; çünkü termodinamik yasalarına göre enerjinin tamamını yararlı işe dönüştüremezsiniz. Dahası zaman makinesi dahil bütün makineler, uzayda bir yerden aldığı enerjiyi başka yere aktararak çalışır. Oysa enerjinin korunumu yüzünden, karanlık enerjinin tamamı evreni genişletmeye harcanır ve bize zaman makinesi yapacak artık enerji kalmaz. Zaman makinesi önündeki diğer engel ise Casimir etsidir:

İlgili yazı: Zaman Neden Geleceğe Akıyor?

 

Zamanda yolculuk neden zor

Evrenin hızlanarak genişlemesinden sorumlu olan karanlık enerjinin, aslında negatif enerji olduğunu ve bunun da Casimir etkisinden türediğini defalarca söyledik. Oysa evrende gördüğümüz karanlık enerji yoğunluğu, Casimir etkisiyle hesaplanan enerjiden 10¹²⁰ kat düşük çıkıyor! Bu da iyi bir şey, yoksa evrenimiz karanlık enerji yüzünden ışıktan hızlı şişerek parçalanırdı (büyük yırtılma)!

Yine de bu durum Casimir etkisi hakkında bilmediğimiz şeyler olduğunu gösteriyor. Açıkçası termodinamik engeli baypas etmenin bir yolunu bulsak ve Casimir etkisinden türeyen negatif enerjiyi yararlı bir işte kullanmayı başarsak bile, negatif enerjiyi kütleye dönüştürmeyi bilmiyoruz. Gördüğünüz gibi negatif enerji kütle değil, uzay yaratıyor. İşte bu sebeple fizikçi Frank Tipler, yalnızca normal madde ve enerji kullanan bir zaman makinesi yapmak istedi. Buna Tipler silindiri diyoruz:

İlgili yazı: Kuantum Darwinizm: Evren Doğal Seçilimle mi Oluştu?

 

4. Tipler silindiri ile zamanda yolculuk

Şu ana dek hep egzotik madde ile zaman makinesi yapmaya çalıştık. Peki sadece evrendeki normal maddeyi kullanarak zaman makinesi yapmak mümkün mü? Tipler silindiriyle mümkün. Frank Tipler, bu teorik zaman makinesini, Einstein’ın genel görelilik teorisi için özel çözümler üreten Willem van Stockum’un denklemlerinden türetti.

Bunun için tek yapmanız gereken şey, en az 10 Güneş kütlesinde olan ve kendi çevresinde dönen bir silindir yapmaktır. Bu silindir muazzam kütlesiyle uzay-zamanı burgu makarna şeklinde öyle bir büker ki roketle çevresinde sarmallar çizerek gittiğiniz zaman geçmişe yolculuk edersiniz.

Tipler silindiri hem büyük kütlesi hem de enerjisiyle uzay-zamanı büker. Bu da silindirin boyu ile yoğunluğu arasında bir seçim yapmanızı gerektirir. Mesela 10 Güneş kütlesinde, ama Dünya boyunda bir silindir kara deliğe dönüşecektir. Bunu geçmişe giden bir zaman makinesi olarak kullanamazsınız.

40-60 milyar Güneş kütlesiyle evrende bilinen en büyük kara delik bile, müthiş kütlesine rağmen uzay-zamanı yeterince bükemeyecek kadar küçüktür. Bu kara deliğin çevresinde ışık hızına yakın bir hızda gitseniz bile geçmişe gidemezsiniz. Hatta kara delik ışık hızına yakın hızda dönüyor olsa bile bu imkansızdır; çünkü toplam kütle ve enerjiniz yetmez.

Normal yerçekimli silindir?

Öte yandan, çok uzun bir silindir yaparak lokal yerçekimini Dünya seviyesine indirebilirsiniz. Bunu yaparsanız bir kara deliğin çevresinde uçar gibi çok yakıt harcamanız gerekmez. Ancak, bu kez de enerji sorunu devreye girecektir. Lokal yerçekimi düşük olan bir silindir uzay-zamanı yine yeterince bükemez. Bunu telafi etmek için de roketinizle ışık hızının yüzde 99’u ile uçmanız gerekir.

İlgili yazı: Zamanda Yolculukta Büyükbaba Paradoksu Çözüldü

 

Zamanda yolculuk zor seçimdir

Öyleyse Tipler silindiri bize 40 katır mı, 40 satır mı diyor. İnce uzun olup makul bir yerçekimi yaratan silindir yapmak zaten zordur. Düşünün ki bunun için en az 10 Güneş kütlesinde ham madde kullanacaksınız. Bu da en az 100 bin yıldız sistemini parçalayıp ham madde olarak kullanmayı gerektirecek.

Basit bir hesap bu: Güneş kütlesi, Jüpiter kütlesinin yaklaşık 1048 katı ve Jüpiter kütlesi de Güneş Sistemi’ndeki diğer tüm gezegenlerin toplamından 2,5 kat fazla olduğuna göre, 10 Güneş kütlesi 10 bin 480 Jüpiter kütlesi edecektir. Dahası, Jüpiter kütlesinin büyük kısmı hidrojen ve helyum olup bu da metalik Tipler silindiri yapmaya elverişli değildir.

Bunun için sadece kayalık gezegenler kullanmanız gerektiği ve Jüpiter’in kayalık çekirdeği de yalnızca 10 Dünya kütlesinde olduğuna göre, Tipler silindiri inşa etmek için en az 100 bin yıldız sistemini bulup parçalamanız gerekecek. Bunun için 1000 ışık yılı çapında bir alana yayılan yıldızlararası Tip II uygarlık kuracaksınız. Sonra bütün malzemeyi tek bir yere taşıyacaksınız. Doğrusu bu da Güneş’i kafese kapatarak bütün enerjisini kullanmamızı sağlayacak bir Dyson Küresi yapmaktan çok daha zor bir iş.

Daha ekonomik silindir?

Bir başka çözüm 400 milyar Güneş kütlesi, yani Samanyolu gibi koca bir galaksi kütlesinde Tipler silindiri yapmaktır. Haydi bunu yaptınız ki yukarıdaki çözümden daha zordur, o zaman da bu silindirin normal yerçekimi yaratmak için 1 milyar ışık yılı uzunluğunda olması gerekecek. Zaten kendi ağırlıyla çökmemesi için bütün Tipler silindirlerini kütlesine göre çok uzun yapmanız lazım.

Diyelim ki yaptınız: Bu kez de roketinizle silindir çevresinde 1 milyar ışık yılı uzunluğunda sarmallar çizmeniz gerekecek. Öyleyse geçmişe gitmek için 1 milyar yıl bekleyeceksiniz. Peki yapay kış uykusuna yatsanız bile, o kadar uzun bir yolculukta kaç ton yakıt ve erzak kullanacaksınız?

İlgili yazı: Dört Boyutlu Madde Bulundu: Zaman Kristalleri

 

Daha küçük silindir var mı?

Diyelim ki sadece 100 milyon Güneş kütlesi ve 10 milyon ışık yılı uzunluğunda bir silindir yaptınız. Bu kez de silindir çevresinde ışık hızının yüzde 99’uyla sarmallar çizmeniz gerekecek; yani ışık hızına yakın hızda giden bir roket yapıp buna 10 milyon yıl yetecek kadar çok yakıt koyacaksınız. Hem de roket ağırlaşmadan! Hımm… Yine olmadı.

İyi de Tipler silindiri zamanı nasıl büküyor? Hem iri cüsseli olduğu, hem de kendi çevresinde döndüğü için ışığın yolunu kendi çevresinde helezon yay gibi bükerek kapalı zaman halkaları oluşturuyor. Siz de ışık konilerinin, silindir çevresinde geçmişi gösterecek şekilde nasıl büküldüğünü aşağıdaki çizimde görebilirsiniz ve işte bu yüzden silindir çevresinde sarmallar çizerek geçmişe gidebilirsiniz.

Nitekim 1978 tarihli filmde, Superman’in sevgilisi Lois Lane’nin hayatını kurtarmak için Dünya’nın çevresinde ışık hızına yakın hızda dönmesinin nedeni budur. Keza Uzay Yolu 4 filminde, Kaptan Kirk’ün, Güneş çevresinde warp sürüşü ile ışıktan hızlı dönmesinin sebebi de budur. Superman Dünya’yı ve Kaptan Kirk de Güneş’i iri cüsseli bir Tipler silindiri olarak kullanmıştır. Oysa bu imkansızdır:

Ne Dünya’nın ne de Güneş’in kütlesi uzay-zamanı bükerek geçmişe gitmeye yeterlidir. Bunun için ışıktan hızlı gitmeniz gerekir ki Superman bunu yapmıyor. Zaten ışıktan hızlı gidebilse Tipler silindiri olmadan da zamanda yolculuk ederdi. Kaptan Kirk’ün warp sürüşü de işe yaramaz; çünkü uzay-zamanı bükerek ışıktan hızlı yolculuk ederken, aslında uzayın içinde ışıktan hızlı gitmiyor.

İlgili yazı: Füzyon Roketi için Helyum 3 Zaman Kristalleri

 

İlla zamanda yolculuk edeceğiz

Öyleyse hem uzay istasyonu büyüklüğünde, hem de sadece birkaç yüz ton ağırlığında bir Tipler silindiri yapamaz mıyız? Tabii ki yaparız ama hiçbir işe yaramaz; çünkü bu çelimsiz silindirin de ışıktan hızlı dönmesi gerekir. Işıktan hızlı gitmesi için de negatif kütleli maddeden yapılması gerekir; ama evrende negatif kütle yoktur.

Zaten olsa Tipler silindirine ne gerek var? Solucandeliği zaman makinesi yaparız. 🙂 Nitekim Stephen Hawking, normal maddeden yapılan Tipler silindirlerinin zamanda yolculuğa izin vermesi için sonsuz uzunluk ve dolayısıyla sonsuz kütlede olması gerektiğini gösterdi. Evren bile sonsuz büyüklükte değildir. Öyleyse gözlemlenebilir evrenin içine sığan bir Tipler silindiri ile zamanda yolculuk edemeyiz.

İlgili yazı: Herkes Nerede? Uzaylılar ve Fermi Paradoksu

 

5. Evren doğal zaman makinesi mi?

Peki yaşadığımız evren geçmişe yolculuğa izin veren doğal bir zaman bir makinesi olabilir mi? Doğrusu 1) Bizzat evrenimiz kendi çevresinde topaç gibi dönüyor olsaydı, 2) Doğru büyüklükte olsaydı ve dolayısıyla da 3) İçindeki karanlık madde ile karanlık enerji, birbirini kusursuz bir şekilde dengeleyerek evrenin genişlemesi veya çöküp kara delik olmasını engelleseydi bu mümkün olabilirdi.

Nitekim Kurt Goedel, görelilik teorisi denklemlerini kullanarak böyle bir evren tasarladı. Ancak, bu bizim işimize yaramaz ki! Önce zamanda yolculuk etmek için geçmişe gitmeye izin veren bir evren yaratacağız. Sonra da sadece ve sadece o evrende geçmişe gidebileceğiz. Test tüpünde kobay evren yaratmak kolay mı sandınız?  Oysa kozmik sicimler doğal zaman makinesi olabilir:

İlgili yazı: Paniklemeyin Ama Evren Küçüldü

 

6. Kozmik sicim zaman makinesi

Her şeyden önce kozmik sicimler bir tür doğal Tipler silindiridir. Neden derseniz: Tipler silindiri ile zamanda yolculuk etmek için silindir çevresinde uzunlamasına sarmallar çizerek uçmamız gerekiyor dedik ya: Kozmik sicimler de büyük patlama sırasında oluşması gereken ve evrenin bir ucundan diğerine uzanan helezon şekilli enerji sicimleridir.

Tipler silindiri kendi çevresinde dönerek uzay-zamanı büker ve zamanda yolculuğa izin verir. Kozmik sicimler ise zaten spiral şekilli olduğu için uzay-zamanı dönmeden bükerler (kütle uzayı büker ve kütle enerjidir, kozmik sicimler de enerji sicimleridir. Peki bunlar nasıl oluştu?

İlgili yazı: NASA Trappist-1 Sisteminde 7 Yeni Gezegen Keşfetti

 

Kozmik sicimlerin kökeni

Öncelikle bunlar 1 boyutlu enerji sicimleri olup, evrenin büyüklüğü ilk 3 dakikada futbol topu çapına eriştiği zaman ortaya çıkmıştır. Bu sırada uzay küçük de olsa yeterince genişleyerek soğumuştu. Bu da bildiğimiz 4 temel fizik kuvvetinin oluştuğu bir simetri kırılmasına yol açtı. Bu kırılma, bizzat uzayın deforme olmasına neden oldu ki kozmik sicimler bunun ürünüdür.

Yapılan hesaplamalar, yaşadığımız gözlemlenebilir evrende en az 1 adet kozmik sicim olması gerektiğini gösteriyor. Kozmik sicimlerin çapı proton çapından küçüktür (bu yüzden pratikte genişlikleri olmadığını, yani 1 boyutlu olduklarını söyleriz).

Bunlar evren boyunca uzanan sarmal şekilli dev bir telefon kablosuna benzer, ama aynı zamanda “açı açığı” görülen cisimlerdir; yani bunları saran hayali bir halkanın çapı 360 dereceden dar olacaktır (uzay-zamanı büktükleri için). Görelilik teorisine göre böyle bir sicimin aşırı gergin olması ve gerginliğin verdiği kinetik enerjiyle de kütle sahibi olması gerekir (m=E/c²).

Özetle kozmik sicimler ya evren boyundaki helezonlar ya da evren çapındaki kapalı halkalardır. Üstelik evren genişledikçe onlar da genişler (İşte bu yüzden söz konusu sicimleri uzun ve dar ya da kısa ve geniş Tipler silindirlerine benzetebiliriz). Ancak, uzay-zamanı büküyor olsalar bile tek başına zamanda yolculuğa izin vermezler. Bunun için evrende ez iki sicim olması ve bunların birbirine yakın durması gerekir. Bu durumda kozmik sicimlerin çevresinde sarmallar çizen bir roketle geçmişe gidebiliriz.

İlgili yazı: 550 Gezegenli Kara Delik Güneş Sistemi

 

Negatif kozmik sicimler

Tabii evren boyunda olup da birbirine paralel uzanan iki kozmik sicim bulmak, Gandalf’la gerçek hayatta karşılaşmaktan daha zordur. 😉 Peki kısa boylu yapay kozmik sicimler yapabilir miyiz? Doğrusu nasıl yapacağımızı bilmiyoruz; ama fizikçiler 1995 yılında kısa boylu kozmik sicimler olabileceğini gösterdiler. Yalnız bir sorun var: Bunlar ancak negatif enerjiden yapılmış olabilirler.

Nitekim kısa sicimlerin de “açı fazlalığı” olacaktır; yani uzay zamanı öyle bükerler ki sicimlerin çevresini saran bir halkanın çapı 360 dereceden fazla olur. Bu da sicimlerin negatif gerilimde olması ve negatif enerji yaratması anlamına gelir. Negatif enerjinin karşılığı ise negatif kütledir ki bu da sonlu büyüklükteki iki kozmik sicim ile zamanda geçmişe yolculuk edebilmeniz anlamına gelir.

Oysa bu evrende negatif enerjili kozmik sicimler yok. Bunları yaratmanın yolunu bulsak bile, gereken enerjiyi ancak yeni bir büyük patlama tetikleyerek üretebiliriz. Bu da evrenimizi yok edecek ve/veya bu evrenden tümüyle kopuk olan yepyeni bir evren oluşturacaktır.

Öyle ki sadece o evrenin içinde geçmişe gidebileceksiniz. Tabii önce yeni evrene gitmenin bir yolunu bulacaksınız. Dahası fizik yasaları bizden farklı olan o evrene, yok olmadan gitmenin bir yolunu da bulacaksınız. Özetle kozmik sicimlerle zaman makinesi yapmak da imkansızdır.

İlgili yazı: Yakıtsız Çalışan Roket EM Drive Mümkün mü?

 

7. Kara delik zaman makinesi

Buraya dek neye elimizi attıysak kurudu. İkizler paradoksu, solucandelikleri, negatif enerji, negatif kütle, sanal kütle, Tipler silindiri ve kozmik sicimlerle zaman makinesi yapmayı başaramadık; çünkü bunun için negatif enerji, negatif kütle ve sanal kütle gerekiyor.

Negatif enerji bu evrende var; ama kullanamıyoruz. Negatif kütle ve sanal kütle yok, bunları nasıl üreteceğimizi de bilmiyoruz. Böylece zamanda yolculuk ederek geçmişe gitmemizi sağlayacak bir zaman makinesi yapmak için elimizde tek seçenek kalıyor: Kara delikler.

Kara deliklerle zamanda yolculuğun iki türü vardır: Geleceğe yolculuk ve geçmişe yolculuk. Geleceğe yolculuğu Interstellar filminden biliyorsunuz. Ben de Hawking’in yöntemini sizlerle paylaşmak istiyorum. Samanyolu merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A* çevresinde 48,3 milyon km çapındaki en iç kararlı yörüngeye girin ve hızla dönmeye başlayınn (kara deliğin çapı 42 milyon km).

Böylece kara delik çevresinde 16 dakikada bir tur atmış olursunuz; ama bu Dünya’ya göre geçen süredir. Sizin için zaman yüzde 50 yavaşlar ve sadece 8 dakika geçer. Kara delik çevresinde 5 yıl dönseniz, başka yerde 10 yıl geçer. Tabii bunun için yaklaşık 25 bin 640 ışık yılı uzaktaki Sagittarius A* cismine gidip dönmeniz gerekecek. Pek pratik bir geleceğe yolculuk değil.

Daha yakındaki kara delikler?

Elbette buluruz; ama bunlar daha küçük olacaktır. Hele yıldız kütleli kara delikler ölümcül olur; çünkü dar alanda yerçekimiyle yarattıkları güçlü gelgit etkisi uzay gemisini parçalar. Öyleyse kara delikleri doğal Tipler silindiri olarak kullanmanız mümkündür; ama sadece geleceğe yolculuk etmek için ve pek de kullanışlı olmayan bir yol olarak… Zamanda yolculuk için çok hızlı veya çok uzağa giderek fazlasıyla enerji ve yakıt harcamanız gerektiğini de dikkat edin. Zaman makineleri pahalıdır.

İlgili yazı: Kara Delik Motorlu Uzay Gemileri

 

8. İç olay ufku ve zamanda yolculuk

Kara delikleri yaratan ve merkezinde yer alan tekillikler sonsuz ya da sonsuza yakın bir yerçekimi yaratıyor. Bu da kara deliğin içine düşen cisimlerin dışarı çıkmasını engelliyor; çünkü kara delikten kaçış hızı ışık hızını aşıyor.

Kara deliğin dış sınırı olan olay ufkunun altında uzay tekilliğe ışıktan hızlı akıyor. Buna ek olarak kara delikler, çöken yıldız çekirdeklerinden oluştuğu için tıpkı yıldızlar gibi kendi çevresinde dönüyor. Bu tür kara deliklere Kerr tipi diyoruz ve doğada genellikle Kerr kara delikleri olduğunu düşünüyoruz.

Elbette sonsuza yakın yerçekimi, uzay-zamanın tekillik çevresinde ışıktan hızlı dönmesi anlamına geliyor ki Kerr kara deliklerinin içindeki tekillik (rotasyon yüzünden) matematiksel bir nokta değil, simit şekilli bir bölgedir. İşte bu simit, zamanı yeterince bükerek geçmişe gitmenize izin verir!

Tekillik ve zamanda yolculuk

Ancak, tekilliği saran yüksek enerji sizi yok edecektir. Ayrıca geçmişe gitseniz bile, muhtemelen ancak tekilliğin ve kara deliğin oluştuğu ana geri gidebileceksiniz. Bu yüzden de kara deliğin içinden asla çıkamayacak ve evrende dolaşamayacaksınız; yani geçmişe gitmek hiçbir işinize yaramayacak. Baksanıza! Sanki doğa zaman makinelerinin çalışmasına bilerek engel oluyor gibi. Peki neden öyle? Evrenin mantıklı olması yüzünden:

İlgili yazı: NASA’dan Işıktan Hızlı Warp Sürüşü Projesi

 

9. Paralel evrenlere yolculuk

Zamanda yolculuk neden−sonuç ilişkisini bozar ve siz daha lambayı yakmadan lambanın yanması gibi, sonuçların nedenlerden önce gelmesine neden olur. Bu da evreni yok edecek kadar büyük bir risktir ve anlaşılan evren bunun farkında bulunuyor. İç tutarlılığını korumak için de geçmişe yolculuğu yasaklıyor.

Hawking evrendeki bu trendi kronoloji koruma konjonktürü olarak formüle etti. Novikov ise kendi içinde tutarlılık ilkesi dedi. Öyle ki geçmişe gitseniz bile geçmişi değiştiremezsiniz; çünkü bugünün olması için geçmişin değişmeden kalması gerekir. Büyükbaba paradoksu burada ortaya çıkıyor.

Elbette paralel dünyalar varsa geçmişe yolculuk da bir anlamda mümkün olabilir. Örneğin, geçmişe gidip büyükbabanızı öldürürseniz hiç doğmadığınız bir paralel evrenin geçmişinde mahsur kalırsınız. Böylece geldiğiniz evrendeki geçmişi değiştirmeden alternatif bir geçmişe gitmiş olursunuz.

İşin ilginci Heisenberg’in belirsizlik ilkesine rağmen, kuantum fiziğinin klasik fiziğe en yakın yorumu olan çoklu dünyalar teorisinde geçmişi paralel evrenlere giderek değiştirmek mümkündür. Öyleyse Kuantum Silgisi ile Zamanı Silmek Mümkün mü? Peki Zaman Büyük Patlamayla mı Akmaya Başladı? Zamanla ilgili en ilginç soruları hemen okuyabilir ve madde ile zamanın kökenine şimdi göz atabilirsiniz. Bilimin ve etik değerlerin ışığı yolunuzu aydınlatsın.

Zamanda yolculuk yöntemleri

¹Space and Time Warps
²Causal Paradoxes: A Conflict Between Relativity and the Arrow of Time
³ACS Surgery: Principles and Practice critical care
⁴Cauchy problem in spacetimes with closed timelike curves