Fazerlerin, Kuvvet Alanlarının, Işınlam anın Bilim sel Bir Keşif Gezisi
•
#
(Ş fiS S K
3. basım
ve Zamanda Yolculuğun Dünyasına Yapılan
Olanaksızın Fiziği Michio Kaku
Fazerlerin, Kuvvet Alanlarının, Işınlam anın ve Zam anda Yolculuğun Dünyasına Yapılan Bilim sel Bir K eşif Gezisi
PHYSICS OF THE IMPOSSIBLE A Scientific Exploration Into the Word o f Phasers, Force Fields, Téléportation, and Time Travel © 2008 by Michio Kaku
OLANAKSIZIN FİZİĞİ Fazerlerin, Kuvvet Alanlarının, İşınlamanın ve Zamanda Yolculuğun Dünyasına Yapılan Bilimsel Bir K eşif Gezisi Michio KAKU ISBN: 978-605-5164-72-0
ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş. Yayınları ODTÜ Yayıncılık Bu kitabın telif hakları Akçalı Telif Hakları Ajansı aracılığıyla alınmıştır. © Tüm yayın hakları ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş.'nindir. Yayıncının izni olmaksızın, hiçbir biçimde ve hiçbir yolla, bu kitabın içeriğinin bir bölümü ya da tümü yeniden üretilemez ve dağıtılamaz. Yayın Yönetmeni İlhami BUĞDAYCI Çeviren Engin TARHAN Editörler E ren Veysel ERSOY Yakup PEKÖN Kapak Tasarımı İnova Tasarım
Sayfa Düzeni Emrullah ÖZ
3. Basım Ekim 2015 Tarcan Matbaacılık Yay. San. Zübeyde Hamm Mah. Samyeli Sok. No: 15 İskitler-ANKARA Tlf.: 0(312) 384 34 35 Faks: 0(312) 384 34 37 Sertifika no: 25744 ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş. Öveçler 1042. Cad. No: 5 7 /1 Çankaya-ANKARA Tlf.: (312) 480 15 97 - 480 15 98 Faks: (312) 480 15 99 Sertifika no: 15723 E-posta:
[email protected] İnternet: www.odtuyayincilik.com.tr
Sevgi dolu eşim Shizue ve M ichelle ile Alyson'a
İçindekiler
Ö N SÖ Z ..................................................................................................... ix TEŞEKKÜRLER................................................................................... xxi
BÖLÜM I 1.
SIN IF O LA N A K SIZ LIK LA R............................................................ 1 1: K uvvet A la n la rı..............................................................................3 2: G örünm ezlik.................................................................................. 18 3: Fazerler ve Ö lüm Y ıldızları......................................................38 4: Işın lam a........................................................................................... 59 5: T elepati.............................................................................................78 6: P sikokinez.......................................................................................99 7: R obotlar......................................................................................... 116 8: Dünya Dışı Yaratıklar ve U F O T a r......................................142 9: Y ıldız G em ileri........................................................................... 173 10: A ntim adde ve A nti E v re n le r................................................ 201
viii
İÇİNDEKİLER
BÖLÜM II 2. SIN IF O LA N A K SIZ LIK LA R .......................................................... 219 11: Işıktan H ızlı................................................................................. 221 12: Zam anda Y olculuk................................................................... 243 13: Paralel E v ren ler......................................................................... 257
BÖLÜM III 3. SIN IF O LA N A K SIZ LIK LA R .......................................................... 285 14: D evridaim M ak in eleri.............................................................287 15: Ö n s e z i........................................................................................... 303 Son Söz: O lanaksızın G e leceğ i....................................................317
NOTLAR................................................................................................ 341 KAYNAKÇA........................................................................................ 359 D İZİN ......................................................................................................361
Önsöz Bir fik ir eğer en başta saçma görünm üyorsa, o zaman o fik ird e n hiç ü m it y o k tu r. - ALBERT EINSTEIN
G
Ü N Ü N BİRİN D E duvarların içinden geçm ek m üm kün ola cak m ı? Işıktan daha büyük bir hızla yol alabilen yıldız gem ileri inşa etm ek? D iğer insanların zihninden geçenleri oku m ak? Görünm ez olm ak? Cisim leri zihin gücüm üzle hareket et tirm ek? Vücutlarımızı dış uzayda başka yerlere bir anda taşımak? Çocukluğum dan bu yana, bu sorular beni daim a büyülem iş tir. Yaşım büyüdükçe pek çok fizikçi gibi ben de zam an yolculu ğu, ışın tabancaları, kuvvet alanları, paralel evrenler ve bunun gibi pek çok olasılık karşısm da şaşkm a dönm üşüm dür. Sihir, fantezi, bilim kurgu; hepsi hayal gücüm ün içinde oynayabilece ği devasa bir oyun bahçesiydi. Bütün yaşam ım boyunca olanak sız olan ile aram da süregelen aşk ilişkim i başlatanlar onlardı. Televizyonda eski Flash G ordon m aceralarının yeniden gös terim lerini izlediğim i hatırlıyorum . H er cum artesi günü televiz yona yapışarak Flash, Dr. Zarkov ve D ale A r den'in m aceralarını ve onların geleceğe ait göz kam aştırıcı teknolojilerini hayranlık la seyrederdim : Roket gem ileri, görünm ezlik kalkanları, ışın tabancaları ve gökyüzündeki şehirler. Bir tek haftasını bile kaçır m adım . Bu program , önüm e tüm üyle yepyeni bir dünya açm ak-
X
ÖNSÖZ
taydı. G ünün birinde bir rokete binip yabancı bir gezegene gitm e ve onun alışılm ıştan farklı topraklarını keşfetm e düşünce si beni heyecanlandırıyordu. Bu hayranlık uyandırıcı icatların yörüngesine doğru çekilirken, kaderim in bu dizinin vaat ettiği bilim sel gelişm elerin m ucizeleri tarafından bir şekilde sarılıp sarm alanm ış olduğunu biliyordum . Sonunda, tek başına olm adığım ortaya çıktı. Başarılı pek çok bilim adam ı, bilim kurgu ile karşılaşm aları sonucunda bilim e ilgi duym aya başlam ışlardı. Büyük gökbilim ci Edw in H ubble, Jules V erne'in eserleri yüzünden büyüye kapılm ıştı. H ubble, Jules V erne'in eserlerini okum ası sonucunda, üm it vaat eden bir hukuk kariyerini terk etm iş ve babasının arzularına itaatsizlik ed erek b ilim alan ınd a b ir kariyer yapm aya koyulm uştu. Son un d a, y irm in ci y ü zy ılın en büyü k g ökb ilim cisi oldu. Tanınm ış gökbilim ci ve kitapları satış rekorları kıran yazar Cari Sağan, hayal gücünün Edgar Rice Burroughs'un M ars rom anla rındaki John Carter tarafından tutuşturulduğunu gördü. O da, günün birinde tıpkı John Carter gibi M ars çöllerini keşfetm enin hayallerini kuruyordu. A lbert Einstein öldüğünde ben henüz bir çocuktum , fakat insanların onun yaşam ı ve ölüm ü hakkında alçak sesle konuş tuklarını hatırlıyorum . Ertesi gün gazetelerde onun m asasını ve üzerinde duran en büyük, yarım kalm ış eserinin m üsveddesini gösteren bir fotoğrafım görm üştüm . Z am anım ızın en büyük bilim insanının tam am layam ayacağı kadar önem li olan şeyin ne olabileceğini kendi kendim e sordum . M akale, Einstein'm ger çekleştirilm esi olanaksız bir rüyanm peşinde koştuğunu savu nuyordu. Bu problem o kadar zordu ki, bir ölüm lü tarafından bitirilebilm esi olanaksızdı. O m üsveddenin hangi konu hakkın da olduğunu öğrenm ek, yıllarım ı aldı: M uhteşem , birleştirici bir "h er şeyin kuram ı". O nun -yaşam ım n son otuz yılını kapsayanrüyası, kendi hayal gücüm ü odaklam akta bana yardım cı oldu. Einstein'm çalışm alarım tam am lam ak, fizik yasalarm ı tek bir kuram içinde birleştirm ek için harcanacak çabalarda karınca kararınca bir pay sahibi olm ak istiyordum .
ÖNSÖZ
Xİ
Yaşım ilerledikçe anlam aya başladım ki, Flash G ordon her ne kadar dizinin kahram anı olsa ve her seferinde kızı kurtarsa da aslm da TV dizisinin işe yaram asını sağlayan bir bilim adamıydı. Zam anla, ortaya konulan bilim sel kurallar çerçevesinde bu hikâyelerin gerçekleştirilm esinin tam am en olanaksız olduğunu, yaln ızca hayal gü cün ün bir ürünü old u kların ı anladım . Büyüm ek, bu tür fantezileri bir kenara bırakm ak anlam ına gel m ekteydi. Bana söylendiğine göre gerçek hayatta insanın ger çekleştirilem eyecek olanı terk etm esi ve yapılm ası m üm kün olana sarılm ası gerekliydi. Bununla beraber, eğer olanaksıza duyduğum hayranlığı devam ettireceksem , bunun anahtarını fizik dünyası üzerinden bulacağım sonucuna ulaşm ıştım . İleri düzey fizik alanında sağ lam bir zem ine sahip olm adıkça, geleceğin teknolojileri konu sunda m üm kün olup olm adıklarını anlam aksızm sonsuza kadar spekülasyon yapacaktım . İleri düzeyde m atem atiğe göm ülm eye ve kuram sal fiziği öğrenm eye ihtiyacım olduğunu anladım. Ve öyle de yaptım . Lisedeyken bilim fuarı projesi olarak annem in garajında bir atom parçalayıcı yapm ıştım . W estinghouse şirketine giderek 200 kilo atık transform atör çeliği topladım . Bir N oel tatili boyunca lise futbol sahasının çevresine 35 kilom etre uzunlukta bakır tel sardım . Sonuç olarak, 6 kilovat güç harcayan (evim in toplam tüketim i) ve D ünya'nm m anyetik alanından 20,000 kere daha güçlü bir m anyetik alan üreten 2,5 m ilyon elektron voltluk bir betatron parçacık hızlandırıcı yapm ıştım . A m aç, antim adde yaratm aya yetecek güçte bir gam a ışını dem eti üretmekti. Bilim fuarı projem beni Ulusal Bilim Fuarı'na götürdü ve sonuçta H arvard'dan bir burs kazanm a rüyam ı gerçekleştirdi. A rtık bir kuram sal fizikçi olma ve rol m odelim olan A lbert Einstein'm ayak izlerini takip etme hedefim i gerçekleştirebile cektim. Bugün, fizik yasalarının sınırlarını keşfederek kendi hikâye lerini keskinleştirm ek için yardım cı olm am ı isteyen bilim kurgu yazarlarından ve senaryo yazarlarm dan e-postalar almaktayım.
xii
ÖNSÖZ
"OLANAKSIZ", GÖRECELİDİR Bir fizikçi olarak, "olan aksız" kelim esinin genellikle göreceli bir ifade olduğunu öğrenm iş bulunuyorum . Ö ğrenciliğim sırasın da, bir derste öğretm enim in duvardaki dünya haritasına yürü düğünü ve Güney A m erika ile A frika'nın kıyı çizgilerini göster diğini hatırlarım . "İk i kıyı çizgisinin", dem işti, "neredeyse bir yap boz bulm acası gibi birbirine uym ası garip bir rastlantı değil m i?" Söylediğine göre bazı bilim insanları bunların belki de bir zam anlar büyük bir anakaranın parçaları olduğunu öne sürm ek teydiler. Fakat bu, saçm alıktı. H içbir kuvvet, devasa iki kıtayı b irb irin d en ayıram azdı. Bu d üşün cen in olanaksız olduğu muhakkaktı. O yıl daha sonra dinozorları inceledik. "G arip değil m i", dem işti öğretm enim iz, "d ü n y a y a m ilyonlarca yıl boyunca hâkim olan dinozorlar günün birinde ortadan yok oluverdi". N eden hep birlikte öldüklerini hiç kim se bilm iyordu. Bazı paleontologlar belki de uzaydan gelen bir m eteorun onları öldürdü ğünü düşünm ekteydi, fakat bu olanaksızdı, daha çok bilim kurgu dünyasına ait bir görüştü. Bugün bilm ekteyiz ki, anakaralar plaka tektoniği vasıtasıyla hareket etm ektedir ve büyük olasılıkla 65 m ilyon yıl önce dokuz kilom etre çapında devasa bir m eteor, dinozorları ve D ünya üze rindeki yaşam ın çoğunu yok etm iştir. Kendi kısacık yaşam süre cim boyunca olanaksız görünen şeylerin yerleşik bilim sel ger çeklere dönüştüğünü tekrar tekrar gördüm . Bu durum da, günün birinde kendim izi bir noktadan diğerine ışm layabileceğim izi veya bizi ışık yıllarıyla ifade edilen uzaklıktaki yıldızlara götürecek bir uzay gem isi yapabileceğim izi düşünm ek, olanak sız mıdır? N orm al koşullar altında böyle m arifetler, günüm üz fizikçile ri tarafından olanaksız olarak kabul edilir. Bunlar önüm üzdeki birkaç yüzyıl içinde m üm kün olabilir mi? Veya önüm üzdeki on bin yıl içinde, teknolojim iz daha fazla geliştiğinde? Başka bir deyişle, bizden bir m ilyon yıl daha ileride bir uygarlıkla bir şekilde karşılaşacak olursak, onlar için gündelik olay olan tekno lojiler bize "sih ir" gibi gelebilir mi? Bu, işin özünde bu kitabın
ÖNSÖZ
Xiii
başından sonuna kadar sorulan ana sorulardan biridir; bir şey günüm üzde "olan aksız" olduğu için, gelecek yüzyıllar veya m il yonlarca yıl boyunca da olanaksız mı kalacaktır? Geçtiğim iz yüzyılda gerçekleşen dikkat çekici bilim sel ilerle m eler, özellikle kuantum kuram ının ve genel göreliliğin yaratıl m ası göz önüne alınacak olursa, hayal ürünü bu teknolojilerden bazılarının eğer gerçekleşebilirse ne zam an gerçekleşeceği üze rinde kabaca tahm inde bulunm ak, artık m üm kündür. Sicim kuram ı gibi daha da gelişm iş kuram larm ortaya çıkışıyla birlik te, zam anda yolculuk ve paralel evrenler gibi bilim kurgu sınır larında dolaşan kavram lar dahi fizikçiler tarafından günüm üz de yeniden değerlendirilm ektedir. 150 yıl önceye dönerek zam a nın bilim insanları tarafından "olan aksız" ilan edilen ve artık günlük yaşam ım ızın bir parçası haline gelm iş bulunan teknolo jik ilerlem eleri düşünün. Jules Verne tarafından 1863 yılında yazılan Yirm inci Yüzyılda Paris adlı bir rom an, kilit altında alın mış, yüz yılı aşkın bir süre unutulm uş ve torununun çocuğu tarafından tesadüfen keşfedilerek ilk kez 1994 yılında yayım lan mıştı. Bu rom anda Verne, 1960 yılında P aris'in nasıl görünebile ceğini öngörm ektedir. Rom an, aralarında belgegeçer m akineleri, dünya çapında bir iletişim ağı, cam gökdelenler, gazla çalışan otom obiller ve yerden yukarıda hareket eden yüksek hızlı tren lerin de olduğu, on dokuzuncu yüzyılda kesinlikle olanaksız kabul edilen teknolojilerle doludur. Bilim dünyasım n içinde göm ülü olduğu, çevresindeki bilim insanlarının fikirlerinden yararlandığı için V erne'in böylesine şaşırtıcı doğrulukta öngörülerde bulunabilm esi, hiç de şaşırtıcı değildir. Bilim in tem ellerini derin bir şekilde anlam ası, onun böyle şaşırtıcı öngörülerde bulunm asm a olanak sağlamıştır. N e yazık ki, on dokuzuncu yüzyılın en büyük bilim insanla rından bazıları karşıt bir tutum takınm ış ve çok sayıda teknolo jiyi kesinlikle olanaksız ilan etmiştir. V iktorya dönem inin belki de en önde gelen b ilim in san ların d an olan Lord K elvin, (W estm inster kilisesinde Isaac N ew ton'un yanında gömülüdür) uçak gibi "h avad an ağır" cihazların uçm asının olanaksız oldu ğunu söylem işti. X ışınlarının bir aldatm aca olduğunu ve radyo-
x iv
Ö N SÖ Z
nun bir geleceğinin olm adığını düşünm ekteydi. A tom un çekir değini keşfeden Lord Rutherford, bir atom bom bası yapm a ola sılığını reddetm iş, bunu saçm alık olarak nitelem işti. O n doku zuncu yüzyıl kim yacıları, kurşunu altına çevirebilen efsanevi felsefe taşı arayışını bilim sel bir çıkm az sokak olarak ilan etm iş ti. O n dokuzuncu yüzyıl kim yası kurşun gibi elem entlerin değişm ezliği tem eline dayanıyordu. Bununla beraber, günüm ü zün atom parçalayıcıları sayesinde kurşun atom larını kuram sal olarak altına dönüştürebilm ekteyiz. Günüm üzdeki televizyon ların, bilgisayarların ve internetin yirm inci yüzyıl başlarında ne kadar inanılm az görüneceğini bir düşünün. Yakın geçm işe kadar kara delikler bilim kurgu olarak kabul edilm ekteydi. Einstein dahi, 1939 yılında kara deliklerin asla m eydana gelem eyeceğini "k an ıtlay an " bir m akale yazm ıştı. Buna karşın günüm üzde H ubble Uzay Teleskopu ve Chandra X-Işını Gözlem evi, uzayda binlerce kara delik bulunduğunu ortaya çıkartm ıştır. Bu teknolojilerin "olan aksız" olarak kabul edilm esinin nede ni, fiziğin ve bilim in tem el yasalarının on dokuzuncu yüzyılda ve yirm inci yüzyılın başlarında bilinm iyor olm asıdır. O sıralar da başta atom düzeyindekiler olm ak üzere bilim sel anlayışın içindeki m uazzam boşluklar dikkate alınacak olursa, bu tür gelişmelerin olanaksız olarak kabul edilmesine şaşmamak gerekir.
OLANAKSIZIN ARAŞTIRILMASI Şu işe bakın ki, olanaksızın ciddi şekilde araştırılm ası bilim de sık sık yeni ve tüm üyle beklenm edik dünyalarm ortaya çıkm ası na yol açmıştır. Örneğin, bir "devrid aim m akinesi" için yüzyıl lar boyunca boş yere yapılan sonuçsuz çalışm alar, fizikçileri böyle bir m akinenin olanaksız olduğu sonucuna yönlendirm iş, onları enerjinin sakinim i ve term odinam iğin üç yasası konula rında varsayım larda bulunm ak zorunda bırakm ıştır. Böylece, devridaim m akineleri inşa etm ek için yapılan sonuçsuz arayış lar, term odinam ik gibi kısm en buhar m akinesinin, m akine çağı-
ÖNSÖZ
xv
run ve m odern sanayi toplum unun tem elini oluşturan tüm üyle yeni bir alanın açılm asına yardım cı olm uştur. O n d okuzuncu y ü zy ılın sonların d a b ilim in san ları, D ünya'nm bir m ilyar yaşında olm asının olanaksız olduğuna karar verdiler. Lord Kelvin, ergim iş durum daki D ünya'nın 20 ila 40 m ilyon yılda soğuyacağını açık ve kesin şekilde ilan ede rek D ünya'nın m ilyarlarca yaşm da olm ası gerektiğini öne süren jeologlara ve Darw in yanlısı biyologlara karşı çıktı. O lanaksızın m üm kün olduğu, M adam Curie ve diğer birçok kişi tarafından nükleer kuvvetin keşfedilm esi ve D ünya'nm radyoaktif bozunma sonucunda ısınan çekirdeğinin m ilyarlarca yıl boyunca ergi m iş durum da nasıl kalabileceğinin gösterilm esi sayesinde en sonunda kanıtlanabildi. O lan aksızı göz ard ı etm en in sorum lu lu ğu , bize aittir. 1920'lerde ve 1930'larda m odern roket bilim inin kurucusu olan Robert Goddard, roketlerin dış uzaya asla çıkam ayacağını düşü nenlerin yoğun eleştirileri ile karşılaşm ıştı. Bunlar, onun uğraş larını alaycı bir üslupla G oddard'ın Çılgınlığı şeklinde adlandır m aktaydılar. 1921 yılında N ew Y ork Tim es editörleri, Dr. G oddard'm çalışm alarını yerden yere vuruyorlardı: "Profesör Goddard, etki ile tepki arasm daki farkı ve tepki doğurm ak için vakum dan daha iyi bir şeye ihtiyaç olduğunu bilm em ektedir. Görünüşe göre, her gün liselerde kepçeler dolusu verilm ekte olan tem el bilgilerden yoksundur." Editörler çok sinirliydi, çünkü dış uzayda tepkiye yol açacak hava bulunm adığı için roketler olanaksızdı. N e yazık ki G oddard'm "olan aksız" roket lerinin ne anlam a geldiğini anlayan bir devlet başkanı vardı A dolf Hitler. II. D ünya Savaşı sırasında A lm anya'm n olanaksız ölçüde gelişm iş V2 roketleri ile sürdürdüğü bom bardım an, Londra'ya ölüm ve yıkım yağdırıyor, onu neredeyse dize getiri yordu. O lanaksız olanın incelenm esi, dünya tarihinin akışım da değiştirm iş olabilir. 1930'larda bir atom bom basının "olanaksız" olduğuna, buna Einstein da dâhil olm ak üzere, yaygın bir şekil de inanılm aktaydı. Einstein'm E = m c2 denklem i uyarınca atom çekirdeğinin derinliklerinde m uazzam m iktarda enerjinin yat-
XVi
ÖNSÖZ
m akta olduğu fizikçiler tarafından bilinm ekteydi, fakat tek bir çekirdekten açığa çıkan enerji m iktarı, dikkate alınam ayacak kadar azdı. Fakat atom fizikçisi Leo Szilard, Fi. G. W ells'in 1914 yılında yazdığı ve içinde atom bom basının geliştirileceğini öngördüğü The W orld Set Free (Özgür Bırakılan Dünya) adlı rom anı hatırladı. W ells, kitabm da atom bom basının gizem inin 1933 yılınd a bir fizikçi tarafınd an çözü leceğini yazıyordu. Szilard, bu kitaba tesadüfen 1932 yılında rastladı. Rom andan ilham alan Szilard, tam da yirm i yıl kadar önce W ells'in öngör düğü gibi tek bir atom un gücünü zincirlem e bir tepkim e vasıta sıyla arttırm ayı düşündü. Böylece, tek bir uranyum çekirdeğinin parçalanm ası sonucunda açığa çıkan enerji, trilyonlarca kez büyütülebilirdi. Daha sonra Szilard, bir dizi önem li deneyin baş lam asına ve Einstein ile Başkan Franklin Roosevelt arasında atom bom basının yapılm asına yol açan M anhattan Projesi'nin başlam asını sağlayacak gizli pazarlıklar yapılm asına önayak olmuştu. O lanaksız olanın incelenm esinin fizik ve kim yanın sınırlarını zorlayarak yepyeni bakış açılarına yol açtığm ı ve fizikçileri "o la naksız" kelim esiyle ne dem eye çalıştıklarını yeniden tanım lam a ya zorladığını tekrar tekrar görm ekteyiz. Bir zam anlar Sir W illiam O sler'in söylediği gibi, "B ir çağda dünya görüşü olan şeyler, bir sonraki çağda saçm alıklara dönüşm üş, dünün ahm ak lığı ise yarının bilgeliği olm uştur." Pek çok fizikçi, T. Fi. W hite'm Bir Zam anlarm ve Geleceğin K ralı rom anındaki m eşhur "Y asaklanm ış olm ayan her şey zorunludur" hükm ünü benim sem ektedir. Fizikte bunun kanıt larını daim a görm ekteyiz. Yeni bir olguyu açıkça engelleyen bir fizik yasası m evcut olm adığı takdirde, bu olgunun var olduğu nu eninde sonunda öğreniriz (Bu, yeni atom altı parçacıkların aranm ası sırasında pek çok kez m eydana gelm iştir. Yasaklanan şeylerin sınırlarını yoklayan fizikçiler, sık sık hiç beklem edikleri bir anda yeni fizik yasaları keşfetm işlerdir). T. FF. W hite'm ifade sinin doğal sonucu olarak şu pekâlâ söylenebilir: "O lanaksız olm ayan her şey, zorunludur!" Ö rneğin, evrenbilim ci Stephen H aw king, zam anda yolculu ğun olanaksızlığını kanıtlam ak am acıyla "kronoloji korum a var
ÖNSÖZ
xvii
sayım ı" adını verdiği yeni bir fizik yasası bulm aya çalışm ıştı. Ne yazık ki, yıllar süren yoğun çalışm aların ardından bu ilkeyi kanıtlam ayı başaram adı. Aslına bakılacak olursa, tam aksine, fizikçiler zam anda yolculuğu engelleyecek bir yasanın günü m üz m atem atiğinin ötesinde olduğunu artık gösterm ektedirler. Günüm üzde, zam an m akinelerinin yapılm asına engel olacak herhangi bir yasa bulunm adığı için, fizikçiler bu m akinelerin olasılığını çok ciddiye alm ak zorunda kalm ışlardır. Bu kitabın amacı, on yıllar veya yüzyıllar içerisinde sıradan hale gelebilecek hangi teknolojilerin günüm üzde "olan aksız" olarak kabul edildiğini gözden geçirm ektir. Daha şim diden, "olan aksız" teknolojilerden birinin olası olduğu kanıtlanm aktadır: Işınlam a kavram ı (hiç olm azsa atom lar düzeyinde). Daha birkaç yıl önce dahi fizikçiler, bir nesneyi bir yerden diğerine gönderm enin veya ışınlam anın kuantum fiziği yasalarına aykırı olduğunu söylem ekteydiler. Doğrusunu isterseniz, Uzay Yolu televizyon dizisinin yazarları fizikçilerden gelen eleştirilerden o denli rahatsız olm uşlardı ki, ışınlayıcıları nı açıklam ak için, senaryolarına "H eisenberg dengeleyicileri"ni eklem ek zorunda kalm ışlardı. Bugün, yakın geçm işte yapılan buluşlar sayesinde fizikçiler atom ları bir odanın bir ucundan diğer ucuna veya fotonları Tuna N ehri'nin bir yakasından diğe rine ışm layabilm ektedir.
G eleceğ i Ö n g ö r m ek Ö ngörülerde bulunm ak daim a birazcık tehlikelidir, özellikle yüzlerce veya binlerce yıl ilerisi için. Fizikçi Niels Bohr, "Ö n gö rüde bulunm ak çok zordur. Ö zellikle gelecek konusunda" sözü nü çok beğenirdi. A ncak, Jules V erne'in yaşadığı zam an ile günüm üz arasında tem el bir fark bulunm aktadır. Günüm üzde fiziğin tem el yasaları esas itibarıyla anlaşılm aktadır. Günüm ü zün fizikçileri, büyüklüğüne göre protonun iç yapısından şişen evrene varıncaya kadar kırk üç basam ak uzanan tem el yasaları anlam aktadırlar. Bunun sonucu olarak fizikçiler, gelecekteki
x v iii
ÖNSÖZ
teknolojilerin geniş bir bakış açısıyla neye benzeyeceğini makul bir güvenilirlik düzeyi ile ifade edebilir ve bu teknolojilerden yalnızca beklenm edik olanlar ile gerçekten olanaksız olanlar arasında ayrım yapabilirler. Dolayısıyla, "olan aksız" olan şeyleri bu kitapta üç kategoriye ayırm aktayım . B irin cisini I. sınıf olanak sızlıklar diye ad landırıyoru m . Bunlar, günüm üzde olanaksız olan fakat bilinen fizik yasalarına aykırı olm ayan teknolojilerdir. Dolayısıyla bu yüzyılda veya belki de gelecek yüzyılda değişikliğe uğram ış şekilde m üm kün olabilirler. Bunlar arasında ışınlam a, antim adde m otorları, uzaduyum un (telepati) bazı türleri, psikokinezi ve görünm ezliği saym ak m üm kündür. II. sınıf olanaksızlıklar olarak adlandırdıklarım ise, ikinci kategoriyi oluşturur. Bunlar, bizim fiziksel dünyaya ilişkin algı layışım ızın en kenarında bulunan teknolojilerdir. Eğer günün birinde gerçekleşm eleri m üm kün olsa bile, gelecek binlerce veya m ilyonlarca yıl içinde gerçekleşebilirler. Zam an m akineleri, hiper uzayda yolculuk olasılığı ve solucan delikleri içinden yol culuk, bu kategoride sayılabilir. Son kategoriye III. sınıf olanaksızlıklar adını verdim . Bunlar, bilinen fizik yasalarına aykırı düşen teknolojilerdir. Şaşırtıcı görünse de, böylesine olanaksız teknolojilerin sayısı çok azdır. Eğer günün birinde m üm kün oldukları ortaya çıkacak olursa, fiziği anlayışım ızda tem el bir değişim i tem sil edeceklerdir. Bilim insanlarının aslında bizim ki gibi ilkel bir uygarlık için olanaksız olduğunu kastediyor olm akla beraber, bilim kurguda bulunan o kadar çok teknolojiyi tam am en olanaksız oldukları gerekçesiyle göz ardı ettiklerini dikkate alarak, bu sınıflandır m anın önem li olduğunu düşünüyorum . Ö rneğin uzaylılarn ziyaretleri, yıldızlar arasındaki m esafelerin böylesine büyük olm ası nedeniyle genellikle olanaksız kabul edilir. Uygarlığım ız için yıldızlar arası yolculuk açık bir şekilde olanaksız olm akla beraber, bizim kinden yüzlerce veya binlerce, hatta m ilyonlarca yıl ilerideki bir uygarlık için m üm kün olabilir. D olayısıyla, böylesi "olanaksızlıkları" derecelendirm enin önem i büyüktür. Şu
ÖNSÖZ
X IX
andaki uygarlığım ız için olanaksız olan teknolojilerin başka türde uygarlıklar için de olanaksız olm ası şart değildir. N eyin m üm kün, n eyin olanak sız olduğu kon u su nd aki ifad elerin bizim kilerden binlerce, m ilyonlarca yıl ileride olan teknolojileri de hesaba katm ası gerekir. Bir zam anlar Cari Sağan, "B ir uygarlığın bir m ilyon yaşında olm ası ne anlam a gelir? Radyo teleskoplara ve uzay gem ilerine birkaç on yıldır sahibiz; teknolojik uygarlığım ız ancak birkaç yüz yıl yaşında . . . bizler bir tüylü m aym undan veya bir m akak tan ne kadar ileriysek, m ilyonlarca yaşındaki gelişm iş bir uygar lık da bizden o kadar ileridir" dem işti.’ Kendi araştırm alarım a, Einstein'ın "h er şeyin kuram ı" rüya sını tam am lam aya çalışacak şekilde profesyonelce odaklanırım . Zam anda yolculuğun m üm kün olup olm adığı, bir kara deliğin m erkezinde ne bulunduğu veya Büyük Patlam a'dan önce ne olduğu gibi, günüm üz bilim inin en zor "olan aksız" soruların dan bazılarını yanıtlayabilecek bir "n ih ai kuram " üzerinde çalış m ayı, kişisel açıdan heyecan verici buluyorum . Olanaksız olan la, bir öm ür boyu devam eden aşk m aceram la ilgili hâlâ hayaller kurm aktayım ve bu olanaksızlıkların günün birinde günlük hayatın içinde yer alıp alm ayacağını, alırsa bunun ne zam an ger çekleşebileceğini m erak etm ekteyim .
Teşekkürler
B
U K İTAPTA Kİ m alzem e pek çok alanları ve disiplinleri, ayrıca önde gelen pek çok bilim insanının çalışm alarm ı kap sam aktadır. U zun görüşm eler, danışm alar ve enteresan, ilgi uyandırıcı konuşm alar için zam anlarını cöm ertçe veren aşağıda ki kişilere teşekkür etm eyi bir borç bilirim: Leon Lederm an, N obel Ö dülü sahibi, Illinois Teknoloji Enstitüsü M urray Gell-M ann, N obel Ödülü sahibi, Santa Fe Enstitüsü ve Cal Tech M üteveffa H enry Kendall, N obel Ödülü sahibi, M IT Steven W einberg, N obel Ö dülü sahibi, U niversity of Texas, A ustin D avid G ross, N obel Ö dü lü sahibi, K avli K uram sal Fizik Enstitüsü Frank W ilczek, N obel Ö dülü sahibi, M IT Joseph Rotblat, N obel Ö dülü sahibi, St. Bartholom ew H astanesi W alter Gilbert, N obel Ö dülü sahibi, H arvard Üniversitesi G erald Ed elm an, N obel Ö dü lü sahibi, Scrip p s A raştırm a Enstitüsü Peter Doherty, N obel Ö dülü sahibi, St. Jude Çocuk Araştırm a H astanesi
x x ii
TEŞEKKÜRLER
Jared Diam ond, Pulitzer Ö dülü sahibi, U CLA Stan Lee, M arvel Com ics ve Ö rüm cek A dam 'm yaratıcısı Brian Greene, Colum bia Ü niversitesi, The Elegant Universe kita bının yazarı Lisa Randall, Harvard Ü niversitesi, W arped Passages kitabının yazarı Law rence Krauss, Case W estern Ü niversitesi, The Physics of Star Trek kitabının yazarı J. Richard G ott III, P rinceton Ü niversitesi, Tim e Travel in Einstein's Universe kitabının yazarı Alan Guth, fizikçi, M IT, The Inflationary U niverse kitabının yazarı John Barrow, fizikçi, Cam bridge Ü niversitesi, Im possibility kita bının yazarı Paul Davies, fizikçi, Superforce kitabının yazarı Leonard Susskind, Fizikçi, Stanford Ü niversitesi Joseph Lykken, fizikçi, Ferm i Ulusal Laboratuvan M arvin M insky, M IT, The Society of M inds kitabının yazarı Ray Kurzw eil, m ucit, The Age of Spiritual M achines kitabının yazarı Rodney Brooks, M IT Yapay Zekâ Laboratuvari Direktörü H ans M oravec, Robot kitabının yazarı K en Crosswell, gökbilim ci, M agnificent Universe kitabının yaza rı D on Goldsm ith, gökbilim ci, Runaw ay U niverse kitabının yazarı N eil de Grasse Tyson, H ayden Planetaryum direktörü, New York City Robert Kirschner, gökbilim ci, H arvard Ü niversitesi Fulvia M elia, gökbilim ci, A rizona Üniversitesi Sir M artin Rees, Cam bridge Ü niversitesi, Before the Beginning kitabının yazarı M ichael Brow n, gökbilim ci, Cal Tech Paul Gilster, Centauri Dream s kitabının yazarı M ichael Lem onick, Tim e dergisinin kıdem li bilim editörü Tim othy Ferris California Ü niversitesi, C om ing of Age in the M ilky W ay kitabının yazarı
TEŞEKKÜRLER
x xiii
M üteveffa Ted Taylor, A BD nükleer savaş başlıklarının tasarım cısı Freem an Dyson, İleri A raştırm alar Enstitüsü, Princeton John H organ, Stevens Teknoloji Enstitüsü, The End of Science kitabının yazarı M üteveffa Carl Sagan, Cornell Üniversitesi, Cosm os kitabının yazarı A nn Druyan,Carl Sağan'm dul eşi, Cosm os Stüdyoları Peter Schw arz, fütürist, Global Business N etw ork şirketinin kurucusu A lvin Toffler, fütürist, The Third W ave kitabının yazarı David Goodstein, Cal Tech dekan yardım cısı Seth Lloyd, MIT, Program m ing the U niverse kitabının yazarı Fred W atson, gökbilim ci, Star Gazer kitabının yazarı Sim on Singh, The Big Bang kitabının yazarı Seth Shostak, SETİ Enstitüsü George Johnson, N ew Y ork Tim es bilim yazarı Jeffrey H offm an, M IT, N A SA astronotu Tom Jones, N A SA astronotu Alan Lightm an, M IT, Einstein's Dream s kitabının yazarı Robert Zubrin, M ars D erneğinin kurucusu Donna Shirley, N A SA M ars program ı John Pike, GlobalSecurity.org Paul Saffo, fütürist, G eleceğin Enstitüsü Louis Friedm an, Gezegenler Derneği eş kurucusu D an iel W erth h eim er, SE T I@ h om e, C alifo rn ia Ü n iv ersitesi, Berkeley Robert Zim m erm an, Leaving Earth kitabının yazarı M arcia Bartusiak, E instein's Unfinished Sym phony kitabının yazarı M ichael H. Salam on, N A SA 'nm Einstein'm Ö tesinde program ı G eo ff A nd ersen, A BD H ava K u v v etleri A kadem isi, The Telescope kitabm ın yazarı Yıllar boyunca yaram da yer alan, bütün kitap çalışm alarım da yol gösteren tem silcim Stuart K richevsky'ye ve titrem eyen eli,
X X IV
TEŞEKKÜRLER
güvenilir yargıları ve editörlük deneyim i ile bu kadar çok sayı da kitabım a kılavuzluk eden editörüm Roger Scholl'a da teşek kür etm ek isterim . A yrıca, N ew York City C ollege'deki ve N ew York City College Lisansüstü Eğitim M erkezi'ndeki m eslektaş larım a, özellikle tartışm alar için zam anlarını cöm ertçe bağışla yan V. P. N air ve D an G reenberg'e de teşekkür ediyorum.
I
1. Sınıf Olanaksızlıklar
Kuvvet Alanları I. Tanınmış, fa k a t yaşı ilerlem iş b ir bilim insanı b ir şeyin müm kün olduğunu söylediği zaman hemen hemen kesinlikle h a klıd ır. Bir şeyin olanaksız o ld u ğunu söylediği zaman, çok büyük olasılıkla yan ıl m aktadır. II. M üm kün olanların sın ırla rın ı keşfetm enin te k yolu, on ları aşıp azıcık olanaksızın içine doğru g ir m ektir. III. Y eterince gelişm iş hiçbir te k n o lo jiy i sihirden a y ırt etm ek m üm kün değildir. - ARTHUR C. C LA R KE'IN ÜÇ YASASI
" -L V .A LK A N LA RI K A LD IRIN !" Bu, sayısız Uzay Yolu m acerasında yıldız gem isi Atılgan'ı düşm an ateşinden korum ak üzere kuvvet alanlarının açılm ası için K aptan K irk'ün m ürettebata verdiği ilk em irdir. Atılgan'daki kuvvet alanları o kadar önem lidir ki, çarpışm a nın gidişaü kuvvet alanının ne kadar dayandığına bağlı olarak ölçülebilir. Kuvvet alanlarının enerjisi azaldıkça Atılgan, gövde sine gelen yıkıcı darbelerden giderek artan şekilde zarar görür ve sonunda dize gelm ek, kaçınılm az olur. Peki, kuvvet alanı nedir? Bilim kurguda bu sorunun yamtı yanıltıcı şekilde basittir: Lazerleri ve roketleri yolundan saptıran ince, görünm ez, fakat aşılm ası olanaksız bir engel. İlk bakışta bir kuvvet alam o kadar basit görünür ki, bir savaş alanına kalkan
4
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
olarak yapılm ası, kaçınılm azm ış gibi gelir. İnsan, cesur bir giri şim cinin savunm a nitelikli bir kuvvet alanı keşfinin duyurusu nu her an yapm asını bekler. Fakat gerçek, çok daha karm aşıktır. Edison'un am pulü çağdaş uygarlıkta nasıl bir devrim e yol açtıysa, bir kuvvet alanı da yaşam larım ızı her yönden derin şekilde etkileyebilir. Ordu, düşm an füzelerine ve m erm ilerine karşı aşılm ası olanaksız bir kalkan yaratm ak, yenilm ez olm ak için kuvvet alanından yararlanabilir. K öprüler, otoyollar ve sokaklar, kuram sal olarak yalnızca bir düğm eye basılarak inşa edilebilir. Çölde tam am en kuvvet alanlarından yapılm ış gökde lenleriyle koskoca şehirler bir anda yeşertilebilir. Şehirlerin üze rine örtülecek kuvvet alanları, şehir sakinlerine atm osferik etki leri -h ızla esen rüzgârlar, kar fırtınaları, k asırgalar- istedikleri gibi değiştirm e olanağı sağlayabilir. O kyanusların altında, bir kuvvet alanının güvenli kubbesinin içinde şehirler inşa edilebi lir. Cam, çelik ve beton, tüm üyle ortadan kaldırılabilir. Bununla beraber, gariptir am a bir kuvvet alanı, laboratuvarda yaratılm ası belki de en zor olan cihazlardan biridir. Aslına bakılacak olursa, bazı fizikçiler özellikleri değiştirilm ediği tak dirde bunun gerçekten olanaksız olduğunu düşünm ektedirler.
M ic h a e l F a r a d a y Kuvvet alanı kavram ı, on dokuzuncu yüzyılın büyük İngiliz bilim insanı M ichael Faraday'm çalışm alarından ortaya çıkmıştır. Faraday, işçi sım fı bir ailenin (babası bir dem irciydi) oğlu ola rak doğdu ve bir ciltçi çırağı olarak 1800'lerin başlarına kadar yaşam m ı kıt kanaat geçinerek sürdürdü. G enç Faraday, iki yeni kuvvetin, elektrik ve m anyetizm anın gizem li özelliklerini açığa çıkartan m uazzam buluşları hayranlıkla izlem ekteydi. Faraday, bu konular üzerinde bulabildiği her şeyi adeta yalayıp yuttu ve Londra'daki Kraliyet Enstitüsü'nde Profesör Elum phrey Davy tarafm dan verilen dersleri izledi. G ünün birinde Profesör D avy'nin gözleri bir kim ya deneyi sırasında ciddi şekilde yaralandı ve Farad ay'ı kendisine sekreter
KUVVET ALANLARI
5
olarak tuttu. Faraday, Kraliyet Enstitüsü'nde bilim insanlarının güvenini yavaş yavaş kazanm aya başladı ve genellikle hafife alınm akla beraber kendi önem li deneylerini yapm asına izin verildi. Geçen yıllar içinde Profesör Davy, deneysel çevrelerde yükselen bir yıldız olan ve en sonunda D avy'nin ününü gölgede bırakan genç asistanının sergilediği deha karşısında giderek artan bir kıskançlık hissetm eye başladı. D avy'nin 1829 yılında ölüm ünün ardından Faraday, koskoca şehirlere enerji sağlaya cak ve dünya uygarlığının gidişatını değiştirecek olan jeneratör lerin yaratılm asına yol açan nefes kesici bir dizi buluşu yapm ak için serbest kaldı. Faraday'ın en büyük keşiflerinin anahtarı, onun "kuvvet alanları" idi. Bir m ıknatıs üzerine dem ir tozları dökerseniz, dem ir tozlarının bütün uzayı kaplayan örüm cek ağı benzeri bir desen oluşturduğunu görürsünüz. Bunlar, Faraday'm elektrik ve m anyetizm adaki kuvvet alanlarının uzayda ne şekilde yayıl dığını grafiksel olarak gösteren kuvvet çizgileridir. Eğer örneğin D ünya'ran m anyetik alanları çizilecek olsa, çizgilerin kuzey kutup bölgesinden çıktığı ve daha sonra güney kutup bölgesin de tekrar D ünya'ya girdiği görülür. A ynı şekilde, fırtınalı bir havada bir paratoner direğinin elektrik alanı çizilecek olsa, kuv v et çizg ilerin in d ireğin u cu nd a yoğu n laştığ ı görülecektir. Faraday'a göre boş uzay hiç de boş değildi, uzaktaki nesneleri hareket ettirebilecek kuvvet çizgileriyle doluydu. (Faraday, fakirlik içinde geçen gençliği dolayısıyla m atem atik alam nda cahildi, bu nedenle defterleri denklem lerle değil, bu kuvvet çiz gilerinin elle çizilm iş resim leriyle doluydu. İşe bakın ki, m ate m atik alam ndaki eğitim sizliği, kuvvet çizgilerinin bugün her hangi bir fizik kitabında bulunabilecek güzellikte çizim lerini yaratm asına yol açm ıştır. Bilim de fiziksel bir resim , çoğu zam an onu tarif etm ek için kullanılan m atem atikten daha fazla önem taşır.) Tarihçiler, Faraday'm kuvvet alanlarım , bilim in tüm ündeki en önem li kavram lardan birini keşfetm eye giden yola nasıl gir diği hakkında tahm inlerde bulunm aktadır. A slm a bakılacak olursa, çağdaş fiziğin tamamı, Faraday'm alanlarının dili ile yazıl
6
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
mıştır. 1831 yılında, kuvvet alanları konusunda uygarlığı sonsu za kadar değiştiren önem li buluşunu yaptı. Bir gün, bir çocuğun m ıknatısını telden yapılm ış bir bobinin üzerinde hareket ettirir ken, telde hiç dokunm aksızm bir elektrik akım ı üretebildiğim fark etti. Bu, bir m ıknatısın gözle görünm eyen alanının boşluğu aşarak teldeki elektronları itebileceği, bir akım doğurabileceği anlam ına gelm ekteydi. Faraday'm daha önceleri işe yaram az, tem belce karalam alar olarak kabul edilen "ku v v et alanları", aslında cisim leri hareket ettirebilen ve güç üreten, gerçek, etkin kuvvetlerdi. Bugün, bu sayfayı okum ak için kullandığınız ışık, enerjisini büyük olasılık la Faraday'm elektrom anyetizm a alanındaki keşfinden sağla m aktadır. D önen bir m ıknatıs, bir teldeki elektronları iten bir kuvvet alanı yaratarak onların bir elektrik akım ı halinde hareket etm elerine yol açar. Teldeki bu elektrik, daha sonra bir am pulü yakm ak için kullanılabilir. Aynı ilke, dünyadaki şehirlere enerji sağlayan elektriği üretm ek için de kullanılm aktadır. Ö rneğin bir barajdan akm akta olan su, bir türbinin içindeki m uazzam bir m ıknatısın dönm esine ve bir teldeki elektronları iterek yüksek voltaj kabloları üzerinden evlerim ize gönderilen bir elektrik akım ı oluşturulm asına neden olm aktadır. Başka bir deyişle, M ichael Faraday'm kuvvet alanları, elek trikli buldozerlerden günüm üzün bilgisayarlarına, internete ve iPod'Iara varıncaya kadar çağdaş uygarlığı harekete geçiren kuvvetlerdir. Faraday'm kuvvet alanları, bir buçuk yüzyıldan beri fizikçi lere esin kaynağı olm uştur. Einstein, bunlar tarafm dan öylesine esinlenm işti ki, kütleçekim kuram ını kuvvet alanlarından yola çıkarak yazm ıştı. Ben de Faraday'm çalışm alarından esinlenm iş tim. Yıllar önce, sicim kuram ım Faraday'm kuvvet alanları cin sinden yazm ış ve başarılı olduğum için sicim alan kuram ının kurucusu olm uştum . Fizikte birisi "B ir kuvvet çizgisi gibi düşü n ü r" dediği zam an bu, büyük bir övgü ifade eder.
KUVVET ALANLARI
7
DÖRT KUVVET Son iki bin yıl boyunca fiziğin en büyük başarılarından biri, evrene hâkim olan dört kuvvetin izole edilerek tam m lanm ası olm uştur. Bunların hepsi, Faraday'm getirdiği alan dili vasıta sıyla tarif edilebilir. Bununla beraber, ne yazık ki hiçbiri kuvvet alanları için bilim kurgu eserlerinin çoğunda anlatılan özellikle re sahip değildir. Bu kuvvetler, şöyle sıralanabilir: 1. Kütleçekimi: ayaklarım ızın yeryüzünde dur m asını sağlayan, D ünya'nm ve yıldızların parça lanm asını engelleyen, güneş sistem ini ve galaksiyi bir arada tutan sessiz kuvvettir. K ütleçekim i olm a saydı, gezegenin dönm esi dolayısıyla D ünya'dan uzaya saatte 1.500 kilom etre hızla savrulurduk. Sorun, kütleçekim inin bilim kurgu rom anlarında bulunan kuvvet alanlarına kıyasla tam am en ters özellikler taşıyor olm asıdır. K ütleçekim i itici değil çekicidir, göreli olarak son derece zayıftır ve m uaz zam astronom ik uzaklıklardan etki eder. Başka bir d eyişle kü tleçekim i, bilim kurgu rom anlarında okuduğum uz veya bilim kurgu film lerinde seyret tiğim iz yassı, ince, içinden geçilm esi olanaksız duvarın hem en hem en tersidir. Ö rneğin, bir kuş tüyünü yere çekm ek için Dünya gezegeninin tümü gerekir, fakat tüyü bir parm ağım ızla kaldırm ak suretiyle D ünya'nm kütleçekim gücüne karşı gele biliriz. Parm ağım ızın hareketi, 6 trilyon kere trilyon kilogram dan daha ağır bütün bir gezegenin yerçe kim ini yenebilir. 2. Elektromanyetizma (EM): şehirlerim izi aydınla tan kuvvettir. Lazerler, radyo, TV, çağdaş elektro nik cihazlar, bilgisayarlar, internet, elektrik, m an yetizm a - bunların hepsi elektrom anyetik kuvvetin sonucudur. Bu belki de insanların dizginlediği en yararlı kuvvettir. Kütleçekim inden farklı olarak,
8
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
hem çekici, hem de itici olabilir. Bununla beraber, elektrom anyetizm anın bir kuvvet alanı olm asını engelleyen birkaç neden bulunm aktadır. Birincisi, kolaylıkla etkisi yok edilebilir. Ö rneğin plastikler ve başka yalıtkanlar, güçlü bir elektrik veya m anye tik alanın içine kolaylıkla girebilir. Bir m anyetik alanın içine fırlatılan bir plastik parçası, doğruca içind en geçebilir. İkin cisi, elektrom an yetizm a büyük m esafelerden etki eder ve bir düzlem üzeri ne kolaylıkla odaklanam az. EM kuvvetin yasaları, Jam es C lerk M axw ell d en klem leri tarafın d an tanım lanm ıştır ve görünüşe göre bu denklem ler çözüm olarak kuvvet alanlarına izin verm em ekte dirler. 3 ve 4. Zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler: Zayıf kuv vet, rad yoak tif bozun m an ın ku vv etid ir. Bu, D ünya'nm radyoaktif olan m erkezini ısıtan kuvvet tir. Bu, volkanların, deprem lerin ve kıta hareketle rinin arkasındaki kuvvettir. Güçlü kuvvet, atom un çekirdeğini bir arada tutar. G üneş'in ve yıldızların enerjisi, görevi evreni aydınlatm ak olan nükleer kuvvetten kaynaklanır. Sorun, nükleer kuvvetin kısa m enzilli bir kuvvet olm ası, genellikle çekirdek kadar uzaklıkta etkili olm asıdır. Çekirdeğin özel liklerine böylesine bağım lı olduğu için, kontrol edilm esi son derece zordur. H âlihazırda bu kuvve ti kontrol etm ek için sahip olduğum uz tek yol, atom parçalayıcılar kullanarak atom altı parçacıkla rı ortaya çıkartm ak veya atom bom balarım patlat maktır. Bilim kurguda kullanılan kuvvet alanlarının bilinen fizik yasaları ile uyum lu olm ayabilm esine karşm , ortada hâlâ böyle bir kuvvet alanı yaratm ayı olası kılabilecek yasal boşluklar bulunm aktadır. İlk olarak, hâlâ laboratuvarda görülem eyen beşinci bir kuvvet var olabilir. Böyle bir kuvvet, astronom ik uzaklıklardan değil, örneğin yalnızca birkaç santim etre uzaklık
KUVVET ALANLARI
9
tan etki ediyor olabilir. (Bununla beraber, böyle beşinci bir kuv vetin varlığını ölçm ek için yapılan ilk ölçüm ler, olum suz sonuç lar verm iştir.) İkinci olarak, bir kuvvet alanının bazı özelliklerini taklit etm ek için bir plazm a kullanm ak m üm kün olabilir. Plazm a, "M add enin dördüncü durum udur." Katilar, sıvılar ve gazlar, m addenin alışılagelm iş üç durum unu oluşturur, fakat evrende m addenin en fazla karşılaşılan durum u, iyonize olm uş atom lar dan m eydana gelen bir gaz olan plazm adır. Plazm anm atom ları parçalara ayrıldığı ve atom un elektronları kopartıldığı için, atom lar elektriksel yük kazanırlar ve elektrik veya m anyetizm a alanları vasıtasıyla kolayca kontrol edilebilirler. Plazm alar evrende bulunan görülebilir m addenin en yaygın şekli olup, G üneş'i, yıldızları ve yıldızlar arası gazı m eydana getirir. Plazm alar bizim için pek tanıdık değildir, çünkü D ünya üzerinde çok nadir bulunurlar, fakat onları şim şekler, güneş ve plazm a televizyonunuzun ekranı şeklinde görebiliriz.
P lazm a P e n c e r e l e r Yukarda anlatıldığı gibi, eğer bir gaz yeterince yüksek bir sıcak lığa kadar ısıtılarak bir plazm a yaratılacak olursa, bu plazm a elektrik ve m anyetik alanlar vasıtasıyla şekillendirilebilir. Ö rne ğin, bir tabaka veya pencere şekli kazandırılabilir. Ü stelik bu "p lazm a penceresi", bir vakum u norm al havadan ayırm ak için kullanılabilir. K uram sal olarak bir uzay gem isinin içindeki havanın uzaya kaçm asını engellem ek, dolayısıyla gem inin içi ile dış uzay arasında kullanışlı, şeffaf bir arabirim kurm ak m üm kündür. Uzay Yolu televizyon dizisinde küçük m ekiklerin bulunduğu m ekik pistini dış uzayın vakum undan ayırm ak için böyle bir kuvvet alanı kullanılm ıştır. Bu, yalm zca dekorlardan tasarruf etm ek için kullanılan akıllıca bir yol değil, aynı zam anda yapıl m ası m üm kün olan bir cihazdır da.
10
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Plazm a penceresi, fizikçi A dy H erschcovitch tarafından 1995 yılın d a L ong Islan d , N ew Y o rk 'ta k i B roo kh av en U lu sal Laboratuvarı'nda icat edilm iştir. H erschcovitch, bunu elektron ışın dem etleri kullanarak m etallere kaynak yapm a sorununu çözm ek üzere geliştirmişti. Bir kaynakçının asetilen üfleci, m etal parçalan eriterek birbirine kaynatm ak için sıcak bir gaz püskür terek çalışır. Fakat bir elektron ışın dem eti, m etalleri alışılagel miş yöntem lere kıyasla daha hızlı, daha tem iz ve daha ucuz şekilde birbirine kaynatabilir. Bununla beraber, elektron ışın dem eti ile kaynak yapm anın sorunu, vakum da yapılm asının gerekiyor olmasıdır. Bu gereksinim çok rahatsız edicidir, çünkü koskoca bir oda kadar büyük olabilecek bir hacm in içinde vakum yaratılm ası anlam ına gelm ektedir. Dr. H erschcovitch, plazm a penceresini bu sorunu çözm ek am acıyla yaptı. Y alnızca 90 santim etre yüksekliğe ve 30 santi m etreden daha az bir genişliğe sahip olan plazm a penceresi, gazı 6600°C dolaylarına kadar ısıtarak elektrik ve m anyetik alan lar tarafından dışarı kaçm ası engellenerek yaratılır. Bu parçacık lar, her gazda olduğu gibi havanın vakum haznesine hücum etm esine engel olan bir basınç uygularlar, dolayısıyla havayı vakum dan ayırırlar. (Argon gazı kullanıldığı zam an, plazm a penceresi tıpkı Uzay Yolu'n u n kuvvet alanında olduğu gibi m avi renkte ışıldar.) Plazm a penceresinin uzayda yolculuk ve sanayi açısından geniş uygulam a alan ları bulunm aktadır. Ü retim süreçleri, endüstriyel am açlı m ikro üretim ve kuru aşındırm a işlem lerini gerçekleştirm ek için sık sık bir vakum a gereksinim duyarlar, ancak bir vakum içinde çalışm anm m aliyeti yüksek olabilir. Fakat, plazm a penceresi sayesinde bir düğm eye basılarak ucuz vakum elde edilm esi olanağı bulunm aktadır. İyi ama, plazm a penceresi aşılm ası olanaksız bir kalkan ola rak da kullanılabilir mi? Bir top m erm isini durdurabilir mi? G elecekte çok daha büyük, gelen m erm iyi durdurm aya veya onu buharlaştırm aya yetecek bir güce ve sıcaklığa sahip plazm a penceresi olacağı düşünülebilir. Fakat daha gerçekçi, bilim kur guda bulunanlara benzeyen bir kuvvet alanı yaratm ak için, bir
KUVVET ALANLARI
T1
den fazla teknolojinin katm anlar halinde sıralanm ış bileşim ine gereksinim duyulacaktır. H er katm an bir top m erm isini durdur m ak için tek başına yeterli olm asa da, katm anların bileşim i yeterli olabilir. Dış katm an olarak, m etalleri buharlaştırm aya yetecek düzey de yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılm ış, güçlü bir plazm a pencere si kullanabiliriz, ikinci bir tabaka, yüksek enerjili lazer ışınların dan m eydana gelen bir perde olabilir. Birbirine çapraz binlerce lazer ışını içeren bu perde, içinden geçen nesneleri ısıtarak buharlaştıran bir ızgara oluşturabilir. Bir sonraki bölüm de lazer leri daha ayrıntılı şekilde tartışacağız. , Ve bu lazer perdesinin arkasında "k arb on nanotüplerden", bireysel karbon atom larından yapılm ış, tek bir atom kalınlığın da ve çelikten çok daha güçlü borulardan m eydana gelen bir kafes bulunduğunu gözüm üzde canlandırabiliriz. Şu anda bir karbon nanotüp uzunluğu için geçerli dünya rekoru yalnızca 15 m ilim etre kadar olsa da, günün birinde istediğim iz her boyda karbon nanotüp yapabileceğim izi hayal edebiliriz. K arbon nanotüplerin bir ızgara şeklinde örülebileceğini varsayacak olursak, bunlar nesnelerin çoğunu durdurm ayı başarabilecek nitelikte, m uazzam güçlü bir süzgeç oluşturabilir. H er karbon nanotüp atom ik boyutlarda olacağı için bu süzgeç görünmez olacaktır, fakat karbon nanotüp ızgara, alışageldiğim iz herhangi bir m alzem eden daha güçlü olacaktır. Böylece, plazm a penceresi, lazer perdesi ve süzgecin bileşim i sayesinde, pek çok yöntem le aşılm ası neredeyse m üm kün olm a yan görünm ez bir duvar yaratacağım ızı hayal edebiliriz. Yine de, bu çok katm anlı kalkan dahi, bir bilim kurgu kuvvet alanının bütün özelliklerine sahip olm ayabilir, çünkü şeffaftır ve bir lazer ışınım durdurm a yeteneğine sahip değildir. Lazer top larıyla yapılan bir m uharebe sırasm da çok katm anlı kalkan, işe yaram az olacaktır. Bir lazer ışınını durdurabilm ek için kalkanın ileri düzeyde bir "fotokrom ik" özelliğine sahip olm ası gerekir. Bu, m orötesi ışınım ile karşılaşınca rengi kendi kendine koyulaşan güneş gözlüklerinde kullanılan özelliktir. Işıkla koyulaşm a, en az iki
12
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
durum da var olabilen m oleküller esasına dayalıdır. D urum ların birinde m olekül şeffaftır. Fakat m orötesi ışınım a tabi tutulduğu zam an, derhal opak özellikteki ikinci durum a geçer. G ünün birinde, lazer ışını ile karşılaştığı zam an optik özellik lerini değiştirebilen karbon nanotüpler kadar sağlam bir m adde üretm eyi başarabiliriz. Bu sayede bir kalkan, bir parçacık ışınını veya top atışını durdurabildiği kadar, bir lazer ışınını da dur durm ayı başarabilir. Bununla beraber, lazer ışınlarını durdura bilecek fotokrom ik özelliği hâlihazırda m evcut değildir.
MANYETİK KALDIRMA Bilim kurguda kuvvet alanlarının ışın tabancası atışlarını saptır m anın dışında, yerçekim ine karşı gelm ek için bir platform gör evi görm ek gibi başka bir kullanım yeri vardır. Geleceğe Dönüş film inde M ichael J. Fox bir kaykay tahtasına benzeyen, fakat sokakta uçan bir "h ov er tahtası" (uçan tahta) kullanm aktadır. Yerçekim ine karşı gelen böyle bir cihazın varlığı, bugün bildiği m iz fizik yasaları uyarınca olanaksızdır (Bölüm 10'da göreceği m iz gibi). Fakat, m anyetik özellikler açısından geliştirilm iş uçan tahtalar ve uçan otom obiller gelecekte gerçek olabilir, bize büyük nesneleri istediğim iz gibi havaya kaldırm a yeteneği vere bilir. Eğer "o d a sıcaklığındaki süper iletkenler" gelecekte ger çekleşecek olursa, m anyetik kuvvet alanlarının gücünü kullana rak nesneleri havaya kaldırm a olanağı bulabiliriz. Eğer çubuk şeklinde iki m ıknatısı kuzey kutupları birbirine bakacak şekilde yan yana yerleştirecek olursak, iki m ıknatıs bir birini iter. (Eğer m ıknatısları birinin kuzey kutbu diğerinin güney kutbuna yakm olacak şekilde yerleştirirsek, iki m ıknatıs birbirini çeker.) Aynı ilke, yani kuzey kutuplarım n birbirini itm esi, m uazzam ağırlıkları yerden kaldırm ak için kullanılabilir. Şu anda birkaç ülke, norm al m ıknatıslar kullanarak tren rayları nın hem en üzerinde uçan m anyetik kaldırm a trenleri (magnetic levitation - m aglev trenleri) inşa etm ektedirler. Bunlar, sıfır sür
KUVVET ALANLARI
13
tünm eye sahip oldukları için bir hava yastığı üzerinde uçarak rekor düzeyde hızlara erişebilm ektedir. D ünyanın ilk ticari otom atik m aglev sistem i, 1984 yılında B irleşik K rallık'ta, B irm ing ham U lu slararası H avaalan ı ile yakındaki Birm ingham Uluslararası Tren İstasyonu arasında çalışm aya başlam ıştır. M aglev trenleri ayrıca Alm anya, Japonya ve K ore'de de inşa edilm iştir, ancak bunların çoğu yüksek hızlar için tasarlanm am ıştır. Yüksek hızlarda çalışan ilk ticari maglev treni Shanghai'daki ilk örnek hat bölüm üdür ve azam i hızı saat te 431 kilom etredir. Japonların Yam anashi'deki m aglev treni alı şılagelm iş tekerlekli trenlerden dahi daha yüksek bir hıza, saat te 581 kilom etreye ulaşm ıştır. Ancak, bu m aglev cihazları son derece pahalıdır. Verim liliği arttırm ak için başvurulacak yollardan biri, m utlak sıfır yakınla rına kadar soğutulduğu zam an elektriksel direncini tüm üyle kaybeden süper iletkenler kullanm ak olabilir. Süper iletkenlik, 1911 yılında H eike Onnes tarafından keşfedildi. Bazı m addeler m utlak sıfıra 20°K 'den daha yakın olacak şekilde soğutulacak olursa, bütün elektriksel dirençlerini kaybederler. Genellikle, bir m etali soğutursak, direnci yavaş yavaş azalır. (Bu direncin nede ni, atom ların rastgele titreşm elerinin elektronların bir telden geçişini zorlaştırm asıdır. Sıcaklık azaltıldığı zam an bu rastgele hareketler azalır, dolayısıyla elektronlar daha az dirençle karşı laşır.) Fakat Onnes, bazı m alzem eler kritik bir sıcaklığa eriştikle ri zam an dirençlerinin ani bir şekilde sıfıra düştüğünü görerek şaşırdı. Fizikçiler, bu sonucun önem ini derhal kavradı. Enerji hatları, elektriği uzun m esafeler boyunca naklederken önem li m iktarda enerji kaybına neden olurlar. Fakat eğer direnç ortadan kaldırı labilecek olsaydı, elektrik enerjisi neredeyse bedavaya nakledilebilirdi. A slında, eğer elektrik akım ı bir tel bobinde dolaştırılacak olsa, bu dönüş enerjide hiçbir azalm a olm aksızın m ilyonlarca yıl sürerdi. Üstelik, bu m uazzam elektrik akım larından yararlana rak küçük bir çabayla inanılm az güçte m ıknatıslar yapılabilirdi. Bu m ıknatıslarla çok büyük yükleri kolayca kaldırabilirdik.
14
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bütün bu m ucizevi güçlerine karşın süper iletkenliğin soru nu, büyük m ıknatısları süper soğutulm uş sıvı dolu kapların içine daldırm anın çok m asraflı olm asıdır. Sıvıları süper soğuk durum da tutm ak için gerek duyulan devasa soğutm a santralle ri, süper iletken m ıknatısları erişilem eyecek kadar pahalı hale getirmektedir. Fakat bir gün fizikçiler, yarı iletken fizikçilerinin kutsal kâse sini, yani "o d a sıcaklığında süper iletkeni" yaratm ayı başarabi lirler. O da sıcaklığında süper iletkenlerin laboratuvarda icat edilm esi, ikinci bir sanayi devrim inin kıvılcım ını ateşleyebilir. A rabaları ve trenleri kaldırm a gücüne sahip güçlü m ıknatıslar, ekonom ik açıdan elverişli hale gelebilir. O da sıcaklığında süper iletkenler sayesinde Geleceğe Dönüş, Azınlık Raporu ve Uzay Yolu'nda görülen uçan arabalar gerçeğe dönüşebilir. İlke olarak, süper iletken m ıknatıslardan yapılm ış bir kem er takarak yerden zahm etsizce kalkm am ızın m üm kün olm ası gere kir. Böyle bir kem erle, Süperm en gibi havada uçabiliriz. Oda sıcaklığında süper iletkenler o denli dikkat çekicidir ki, çok sayı da bilim kurgu rom anında (örneğin Larry N iven tarafından 1970 yılında yazılan Ringw orld dizisinde) görülm ektedirler. O n yıllar boyunca fizikçiler, oda sıcaklığında süper iletkenle ri sonuçsuz şekilde aram ışlardır. M alzem eleri rastgele birbiri ardına test ederek yapılan bu işlem , son derece zahm etli bir işlem dir. Fakat 1986 yılında m utlak sıfırın 90 derece üstünde veya 90°K dolaylarında süper iletken hale geçen, "yü k sek sıcak lık süper iletkenleri" olarak adlandırılan yeni bir m adde sınıfı bulund u ve bu b u lu ş, fizik d ünyasınd a h eyecan yarattı. Bentlerin kapakları açılm ış gibiydi. Fizikçiler, süper iletken ala nında yeni bir dünya rekoru kırm ak için aylarca birbirleriyle yarıştılar. Kısa bir süre için, oda sıcaklığında yarı iletkenler sanki bilim kurgu rom anlarının sayfalarından fırlayıp oturm a odaları m ıza düşecekm iş gibi görünm üştü. Ancak, birkaç yıl boyunca yıldırım hızıyla devam eden yüksek sıcaklık yarı iletkeni arayışı giderek yavaşladı. Şu anda yüksek sıcaklık süper iletkeni alanında dünya reko ru, 138°K (-135°C) sıcaklıkta süper iletken hale geçen cıva tal
KUVVET ALANLARI
15
yum baryum kalsiyum bakır oksit adlı bir m addeye aittir. Bu görece yüksek sıcaklık, hâlâ oda sıcaklığından çok uzaktır. Fakat bu 138°K rekoru, yine de önem lidir. N itrojen 77°K 'de sıvılaşır ve sıvı nitrojenin m aliyeti hem en hem en norm al süt kadardır. Dolayısıyla, norm al sıvı nitrojen, bu yüksek sıcaklık süper ilet kenlerini epeyce ucuz şekilde soğutm ak için kullanılabilir. (Tabii ki oda sıcaklığı süper iletkenlerinin hiçbir soğutm aya gereksini m i olm ayacaktı). Şu anda ortada bu yüksek sıcaklık süper iletkenlerin özellik lerini açıklayan bir kuram ın olm ayışı, utanç vericidir. Aslına bakılacak olursa, yüksek sıcaklık süper iletkenlerinin nasıl m ey dana geldiğini açıklayacak girişken fizikçiyi bir N obel Ödülü beklem ektedir. (Bu yüksek sıcaklık süper iletkenleri, belirgin katm anlar halinde dizilm iş atom lardan m eydana gelm ektedir. Pek çok fizikçi, seram ik m alzem edeki bu katm anlaşm anın, elek tronların her katm an içinde serbestçe hareket etm esine olanak sağlayarak bir süper iletken yarattığını öne sürm ektedir. Fakat bunun tam olarak nasıl yapıldığı, hâlâ gizem ini korum aktadır). Bu bilgi eksikliği nedeniyle fizikçiler yeni yüksek sıcaklık süper iletkenleri arayışlarında ne yazık ki rastgele yöntem ini kullanm aktadırlar. Bu, efsanevi oda sıcaklığında süper iletkenin yarın keşfedilebileceği, gelecek yıl keşfedilebileceği veya asla keşfedilem eyeceği anlam ına gelir. Hiç kim se böyle bir m adde nin bulunup bulunam ayacağını, bulunursa ne zam an bulunabi leceğini bilm em ektedir. Fakat eğer oda sıcaklığında süper iletkenler keşfedilecek olursa, ticari uygulam alardan oluşan bir tsunam i dalgası ortaya çıkabilir. D ünya'm n m anyetik alanından (0,5 Gauss şiddetindedir) bir m ilyon kat güçlü mıknatıslar günlük hayatımıza girebilir. Süper iletkenliğin ortak bir özelliğine M eissner etkisi adı verilir. Eğer bir m ıknatısı bir süper iletkenin üstüne yerleştirecek olursanız, m ıknatıs sanki görünm eyen bir kuvvet tarafından kaldırılıyorm uş gibi yükselir. (M eissner etkisinin nedeni, m ıkna tısın süper iletken içerisinde bir "ayn a görüntüsü" mıknatıs yaratan bir etki yapm ası ve orijinal m ıknatıs ile ayna görüntüsü ’ m ıknatısın birbirlerini itm esidir. Başka bir bakış açısına göre ise,
16
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
m anyetik alanlar bir süper iletkenin içine girem ez. Aksine, m an yetik alanlar dışarı atılır. Dolayısıyla, eğer bir m ıknatıs bir süper iletkenin üstüne tutulursa, süper iletken kuvvet çizgilerini dışa rı atacak, kuvvet çizgileri m ıknatısı yukarı itecek ve onun yük selm esini sağlayacaktır). Gelecekte M eissner etkisinden yararlanılarak yolların bu özel seram ik ile yapılacağını düşünün. Sonra, kem erlerim ize veya lastiklerim ize yerleştirilecek m ıknatıslar, gideceğim iz yere her hangi bir sürtünm e veya enerji kaybı olm aksızın sihirli bir şekil de, uçarak gitm em ize olanak sağlayabilir. M eissner etkisi, yalnızca m etaller gibi m anyetik m alzem eler üzerinde işe yarar. Ancak, süper iletken m ıknatısları param ıknatıs ve diam ıknatıs adı verilen, m anyetik olm ayan m alzem eleri yerden yükseltm ek için kullanm ak da m üm kündür. Bu m adde lerin kendilerine ait m anyetik özellikleri yoktur; bunlar yalnızca harici bir m anyetik alanın varlığı sırasında m anyetik özellik kazanırlar. Param ıknatıslar harici bir m ıknatıs tarafından çekilir, diam ıknatıslar ise harici bir m ıknatıs tarafından itilir. Ö rneğin su, bir diam ıknatıstır. Canlıların hepsi sudan yapıl mış oldukları için, güçlü bir m anyetik alanın var olm ası duru m unda yerden yükselebilirler. Bilim insanları, yaklaşık 25 Tesla (Dünya'nm m anyetik alanının 30.000 katı) değerinde bir m anye tik alanın içinde kurbağa gibi küçük hayvanları kaldırm ayı başarm ışlardır. Fakat eğer oda sıcaklığında süper iletkenler ger çek olursa, m anyetik olm ayan büyük cisim leri de diam anyetik özelliklerinden yararlanarak kaldırm ak m üm kün olabilecektir. Sonuç olarak, bilim kurguda yaygın şekilde anlatılan kuvvet alanları, evrenin dört kuvvetinin tanım ına uym am aktadır. Yine de plazm a pencerelerinden, karbon nanotüplerden ve fotokro m ik m alzem eden m eydana gelen çok katm anlı bir kalkan kulla narak kuvvet alanlarının özelliklerinden çoğunu taklit etm ek m üm kün olabilir. Ancak, böyle bir kalkanın geliştirilm esi on yıl lar, hatta bir yüzyıl uzakta olabilir. Ve eğer oda sıcaklığı süper iletkenleri bulunacak olursa, bilim kurgu film lerinde olduğu gibi güçlü m anyetik alanlar kullanılarak arabaların ve trenlerin yerden kaldırılm ası m üm kün olabilir.
KUVVET ALANLARI
17
Bu düşüncelerin ışığı altında, kuvvet alanlarını I. sınıf ola naksızlık -y an i günüm üzün teknolojisi ile olanaksız, fakat bir yüzyıl kadar sonra şu ya da bu şekilde gerçekleşm esi m üm kü nolarak sınıflandırıyorum .
2 Görünmezlik Hayaliniz bulanık olduğu zaman gözlerinize güvenemezsiniz. - M A R K TW AIN
Z A Y YOLU IV: Eve Yolculuk m acerasında bir Klingon gem i si, Atılgan m ürettebatı tarafından kaçırılır. Federasyon Yıldız Filosu'nun yıldız gem ilerinden farklı olarak, Klingon İm paratorluğu'nun yıldız gem ilerinde onları ışığa veya radara karşı görünm ez kılan gizli bir "gizlem e cihazı" vardır, bu yüz den Klingon gem ileri Federasyon gem ilerine arkadan gizlice yanaşarak onları tuzağa düşürebilm ektedir. Bu gizlem e cihazı, G ezegenler Federasyonu'na karşı K lingon İm paratorluğu'na stratejik bir üstünlük sağlam aktadır. Böyle bir cihaz gerçekten m üm kün m üdür? Görünm ezlik, Görünmez Adam rom anının sayfalarından H arry Potter kitapla rındaki görünm ezlik pelerinine veya Yüzüklerin Efendisi film le rindeki yüzüğe varıncaya kadar çok uzun zam andan beri bilim kurgu ve fantezi dünyasının m ucizelerinden biri olm uştur. Bununla beraber, fizikçiler en az bir yüzyıldır görünm ezlik pele rinlerinin olasılığını reddetm ekte, bunların olanaksız olduğunu açıkça ifade etm ektedirler: Bunlar optik yasalarına aykırıdır ve m addenin bilinen durum larından hiçbirine uym am aktadırlar. Fakat bugün, olanaksız olan m üm kün olabilir. "M etam alzem eler" alanında kaydedilen yeni ilerlem eler, optik konusundaki
G Ö RÜNM EZLİK
19
ders kitaplarında ciddi değişiklikler yapılm asını zorunlu hale getirm ektedir. Bu tür m alzem elerin işe yarayan prototiplerinin laboratuvarda başarıyla yapılması, medyamn, sanayinin ve ordu nun ilgisini görünür olanı görünm ez kılm a konusuna çekm iştir.
TARİH BOYUNCA GÖRÜNMEZLİK Görünm ezlik, antik m itolojinin belki de en eski konularından biridir. Kayıtlı tarihin başlangıcından bu yana, karanlık bir gece de yalnız başına olan insanlar, uzun zam an önce ölm üş insanla rın karanlığın içine gizlenen ruhları tarafından korkutulm uştur. Yunanlı kahram an Perseus, kötü M edusa'yı öldürm ek için bir görünm ezlik kaskından yararlanm ıştır. O rdunun generalleri, görü n m ezlik
sağlayan
b ir
cih azın
rü yasın ı
görm ektedir.
Görünm ez olan kişi, düşm an hatlarını kolaylıkla geçerek düş m anları gafil avlayabilir. Suçlular, m uhteşem soygunlar gerçek leştirm ek için görünm ezlikten yararlanabilir. G örünm ezlik, Platon'u n etik ve ahlak kuram ında m erkezî bir rol oynam ıştır. Platon, Devlet adlı kitabında, G yges'in yüzü ğü efsanesini anlatır. Fakir fakat nam uslu L idya'lı çoban Gyges, gizli bir m ağaraya girer ve içinde altın yüzük takm ış bir ceset bulunan bir m ezarla karşılaşır. Gyges, bu altın yüzüğün sihirli güçlere sahip olduğunu, kendisini görünm ez yapabildiğini keş feder. Bu fakir çoban, çok geçm eden bu yüzüğün kendisine sağ ladığı güç ile kendinden geçer. Gyges, kralın sarayına gizlice gir dikten sonra gücünü kullanarak kraliçeyi ayartır ve onun da yardım ıyla kralı öldürür ve Lidya'm n yeni kralı olur. P laton'un çıkartm ak istediği ders, hiçbir insanın keyfince çalm a ve öldürm e yeteneğine sahip olm anın çekiciliğine karşı koyam ayacağıdır. Bütün insanlar, ayartılabilir. Ahlak, dışardan dayatılan bir sosyal kurgudur. Bir insan, dürüstlük ve nam uslu luk konusundaki itibarını korum ak am acıyla toplum içinde ken disini ahlaklı gösterebilir, fakat görünm ezlik gücünü bir kere ele geçird iğind e b öy le b ir gücü ku llanm ak, d ayanılm az olur. (Bazıları, J. R. R. Tolkien'in takana görünm ezlik sağlayan yüzü
20
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ğün aynı zam anda bir kötülük kaynağı olduğu Yüzüklerin Efendisi üçlem esine bu ahlak hikâyesinin ilham verdiğini düşün mektedir.) Görünm ezlik, bilim kurguda da çok yaygın kullanılan bir konudur. 1930'larm Flash Gordon dizisinde Flash, Acım asız M ing'in idam m angasından kurtulm ak için görünm ezlikten yararlanır. H arry Potter rom anlarında ve film lerinde H arry, H ogw arts K alesi'nde gizlice dolaşm asına olanak sağlayan özel bir pelerine bürünür. H. G. W ells, bir tıp öğrencisinin dördüncü boyutun gücünü tesadüfen keşfettiği ve görünm ezlik kazandığı klasikleşm iş Görünmez Adam rom anında bu m itolojiye elle tutulabilir bir şekil kazandırm ıştır. N e yazık ki, öğrenci bu harikulade gücü kişisel yarar elde etm ek için kullanarak bir adi suçlar dalgası yaratm ış, sonunda çaresiz şekilde polisten kaçm aya çabalarken ölm üştür.
M a x w e l l D e n k l e m l e r i v e i ş i ğ i n G iz e m i Fizikçilerin optik yasalarını köklü şekilde anlam aları, ancak on dokuzuncu yüzyıl fiziğinin devlerinden birinin, İskoç fizikçi Jam es Clerk M axw ell'in çalışm alarından sonra m üm kün olm uş tur. M axw ell, bir bakım a M ichael Faraday'm tam tersiydi. Faraday'ın üstün deneysel sezgileri olm asına fakat herhangi bir resm i eğitim i bulunm am asına karşın, Farad ay'm bir çağdaşı olan M axwell, bir yüksek m atem atik uzm anıydı. İki yüz yıl önce Isaac N ew ton'un çalışm alarını yaptığı C am bridge'de m ükem m el bir m atem atiksel fizik öğrencisiydi. Newton, cisim lerin uzay ve zam anda son derece küçük deği şikliklere nasıl düzgün bir şekilde uğradığım tanım layan "d ife ransiyel denklem ler" diliyle ifade edilen kalkülüs'ü icat etti. O kyanus dalgalarının, sıvıların, gazların ve top güllelerinin hareketleri, diferansiyel denklem lerin diliyle ifade edilebilirdi. M axwell açık ve net bir hedefle, Farad ay'm devrim yaratan bul gularını ve onun kuvvet alanlarım doğru diferansiyel denklem lerle ifade etm e hedefiyle yola çıktı.
G Ö RÜNM EZLİK
21
M axw ell, Faraday'm elektrik alanları ile m anyetik alanların b irb irin e d ön ü şebileceği y olu n d ak i k eşfiy le işe başladı. Faraday'm kuvvet alanı tariflerini aldı ve onları diferansiyel denklem lerin açık ve kesin diliyle yeniden yazarak m odern bili m in en önem li denklem dizilerinden birini ortaya çıkarttı. Bunlar, acım asız görünüşlü sekiz adet diferansiyel denklem den oluşan bir dizidir. Dünyadaki her fizikçi ve m ühendis, üniversi tede elektrom anyetizm ayı öğrenirken bunlar üzerinde ter dök m ek zorundadır. Sonra M axwell, kendi kendisine kader sorusunu sordu: Eğer m anyetik alanlar ve elektrik alanları birbirlerine dönüşebiliyorsa, hiç bitm eyen bir şekilde sürekli olarak birbirlerine dönüştük leri takdirde ne olur? M axw ell, bu elektrik-m anyetik alanların okyanus dalgalarm a çok benzeyen bir dalga yaratacağını gördü. Bu dalgaların hızını hesapladığı zam an, ışık hızına eşit olduğu nu görerek şaşırdı. Bu gerçeği keşfettiği zam an, 1864 yılında, bir kehanette bulundu: "B u hız ışık hızına öylesine yakın ki, ışığın kendisinin . . . bir elektrom anyetik düzensizlik olduğunu düşün m ek için güçlü nedenlerim iz vardır." Bu, insanlık tarihinin belki de en büyük keşiflerinden biriydi. Işığın gizemi, en sonunda açığa çıkm ıştı. M axw ell birdenbire, gün doğuşunun parlaklığından batan güneşin pırıltısına, gökku şağının göz alıcı renklerine ve yıldızların oluşturduğu gök kub beye varıncaya kadar her şeyin kâğıt üzerine karalam akta oldu ğu dalgalar tarafın d an tanım lan abileceğin in farkına vardı. G ünüm üzde anlıyoruz ki, elektrom anyetik spektrum un tam am ı -rad ard an televizyona, m orötesi ışığa, görünür ışığa, X ışınları na, m ikrodalgalara ve gam a ışınlarına k a d a r- titreşen Faraday kuvvet alanları olan M axw ell dalgalarından başka bir şey değil dir. M axw ell denklem lerinin önem i konusunda yorum yapan Einstein, bunların "N ew ton'd an bu yana fiziğin yaşadığı en büyük ve en yararlı" buluşlar olduğunu yazm ıştı. (N e yazık ki on dokuzuncu yüzyılın en büyük fizikçilerinden biri olan M axw ell, genç yaşta, 48 yaşında, m uhtem elen annesini de aynı yaşta öldüren hastalıktan, m ide kanserinden öldü. Eğer
22
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
daha uzun yaşasaydı, denklem lerinin doğruca Einstein'm göre lilik kuram ına götüren uzay-zam an sapm alarını kapsadığını görebilecekti. Eğer M axw ell daha uzun yaşasaydı göreliliğin A m erikan İç Savaşı sırasında keşfedilm esinin olası olduğu insa na şaşırtıcı gelebilir). M axw ell'in ışık kuram ı ve atom kuram ı, optik ve görünm ezlikle ilgili basit açıklam alar getirm ektedir. Katı bir cism in içinde atom ların tıkış tıkış yerleşm iş olm asına karşın, bir sıvı veya gazın içinde m oleküller birbirlerinden çok daha aralıklı şekilde bulunm aktadır. Katiların çoğu opaktır, çünkü ışık ışınları kati larda bir tuğla duvara benzeyen atom ların yoğun yapısının için den geçem ez. Buna karşın, atom ları arasında görülebilir ışığın dalga boyundan daha büyük bir boşluk var olan sıvıların ve gaz ların çoğu şeffaftır, çünkü ışık bu boşluktan çok daha kolay geçebilir. Ö rneğin su, alkol, am onyak, aseton, hidrojen peroksit benzin ve benzerleri ile oksijen, hidrojen, nitrojen, karbon dioksit, m etan gibi gazların hepsi şeffaftır. Bu kuralın bazı önem li istisnaları bulunm aktadır. Pek çok kristal hem katıdır, hem de şeffaftır. Fakat bir kristalin atom ları, düzenli aralıklara sahip sıralardan m eydana gelen düzgün bir kafes şeklinde düzenlenm iştir. Yani, bir kristalin kafesinde bir ışık dem etinin geçebileceği pek çok yol bulunur. Dolayısıyla bir kristal, her ne kadar herhangi bir katı cisim kadar sıkı bir yapıya sahip olsa da, ışık yine de kristalin içinden geçm ek için kendisi ne bir yol bulabilir. Belirli bazı koşullar altında, atom ları farklı bir şekilde dizildi ği takdirde katı bir cisim şeffaf hale gelebilir. Bu, bazı m alzem e leri yüksek bir sıcaklığa kadar ısıtıp sonra hızla soğutm ak sure tiyle sağlanabilir. Ö rneğin cam , atom larm m farklı bir şekilde dizilm iş olm ası nedeniyle sıvılara ait özelliklerin çoğuna sahip olan bir katıdır. Bazı şekerlem eler de bu yöntem le şeffaf hale gelebilir. Şurası m uhakkak ki görünm ezlik, M axw ell denklem leri vası tasıyla atom düzeyinde ortaya çıkan bir özelliktir ve bu ne denle, alışılagelm iş yöntem lerle taklit edilm esi olanaksız olm asa dahi son derece zordur. H arry P otter'ı görünm ez hale getirm ek
GÖ RÜNM EZLİK
23
için birisinin önce onu sıvılaştırm ası, buhara dönüşünceye kadar kaynatm ası, kristal yapı kazandırm ası, sonra da tekrar soğutm a sı gerekecektir ki, bunların hepsinin bir sihirbaz tarafından dahi olsa gerçekleştirilm esi epeyce zahm etli olacaktır. Görünm ez uçaklar yapm ayı başaram ayan askerler, ona en yakın şeyi yapm aya çalıştılar: U çakları radara görünm ez kılan hayalet teknolojisini yaratm ak. H ayalet teknolojisi, bir dizi hile yaratm ak am acı ile M axw ell denklem lerinden yararlanm akta dır. Bir hayalet savaş uçağı, insan gözü tarafından m ükem m el şekilde görülebilir, fakat düşm anın radar ekranındaki görüntü sü yalnızca büyük bir kuş büyüklüğündedir. (H ayalet teknoloji si, aslında bir hileler yum ağından ibarettir. U çağın içindeki m al zem eleri değiştirerek, çelik içeriğini azaltıp onun yerine plastik ler ve reçineler kullanarak, gövdesindeki açıları değiştirerek, egzoz borusunu yeniden konum landırarak ve daha bunun gibi pek çok iş yaparak düşm an radarının uçağa çarpan ışınlarının her yöne dağılm asını, böylece düşm anın radar ekranına asla geri dönm em esini sağlam ak m üm kündür. Bir savaş uçağının tam a m en görünm ez olm asını hayalet teknolojisi ile bile sağlam ak m üm kün değildir: Bu yöntem , teknik açıdan radar dalgalarını m üm kün olduğu kadar dağıtm ış ve yaym ıştır).
METAMALZEMELERVE GÖRÜNMEZLİK Fakat son zam anlarda görünm ezlikle ilgili belki de en fazla üm it vaat eden gelişm e, cisim leri günün birinde gerçekten görünm ez hale getirebilecek olan ve "m etam alzem e" olarak adlandırılan tuhaf bir m alzem edir. Şu işe bakın ki bir zam anlar m etam alzem elerin yaratılm ası, optik yasalarına karşı geldiği için olanaksız olarak düşünülm ekteydi. Ancak, 2006 yılında D urham 'daki (K uzey C arolina) D u ke Ü n iv ersitesi'n d en ve L on d ra'd ak i Im périal C ollège'den araştırm acılar, geleneksel akla başarılı şekilde m eydan okudular ve bir cism i m ikrodalga ışınım ına karşı görünm ez kılm ak için m etam alzem eleri kullandılar. H âlâ üstesinden gelinm esi gereken pek çok sorun var olsa da, artık
24
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
tarihte ilk defa elim izde alelade cisim leri görünm ez kılm ak için bir plan bulun m aktadır. (Bu araştırm an ın p arasal desteği P en tag on 'u n D efense A d vanced R esearch P rojects A gency [DARPA] tarafından sağlanmıştır.) M icro so ft'u n eski baş tek n olo ji sorum lu su N athan M hyrvold'un söylediğine göre, m etam alzem elerin sahip olduğu devrim niteliğindeki potansiyel "op tik konusuna ve elektroni ğin neredeyse bütün yönlerine yaklaşım şeklim izi değiştirecek tir . . . Bu m etam alzem elerin bazıları, daha birkaç on yıl önce bize m ucize gibi görünecek m arifetleri başarabilir". N edir bu m etam alzem eler? Bunlar, doğada bulunm ayan optik özellikler taşıyan m addelerdir. M etam alzem eler, bir m ad denin içerisine elektrom anyetik dalgaların alışılm ışın dışında şekillerde bükülm esine yol açan m inicik im plantlar yerleştiril mesi ile yaratılm aktadır. Duke Ü niversitesi'nde bilim insanları yassı, eşm erkezli çem berler şeklinde dizilm iş (bir elektrikli fırı nın bobinlerine şöyle ya da böyle benzeyen) bakır şeritlerin içine m inik elektronik devreler göm m üştür. Sonuçta seram ik, teflon, elyaflı kom pozitler ve m etal bileşenler içeren ileri teknoloji ürünü bir karışım elde edilm iştir. Bakırın içindeki bu m inik im plantlar, m ikrodalga ışınım ının yolunu belirli bir şekilde bükm e ve yönlendirm esine olanak sağlayacaklardır. Büyük bir kaya bloğunun etrafından akan bir nehir düşünün. Suyun kaya çevresinde hızla dönebilm esi nedeniyle kayanın varlığı nehrin akıntısını bükm üştür. A ynı şekilde, m etam alzem eler m ikrodal gaların gidiş yolunu sürekli olarak değiştirebilir, öyle ki dalga lar m esela bir silindirin etrafından dolaşıp tem el olarak silindi rin içinde bulunan her şeye m ikrodalgalar açısından görünm ez lik kazandırabilir. Eğer m etam alzem e bütün yansım aları ve göl geleri ortadan kaldırabilirse, bir cism i o ışınım şekli için tam a m en görünm ez hale getirebilir. Bilim insanları, bakır elem anlarla kaplanm ış on adet fiberglas halkadan m eydana gelen bir cihaz kullanarak bu ilkeyi başarılı şekilde gösterm işlerdir. Cihazın içindeki bakırla kaplanm ış hal kalardan biri sadece çok küçük bir gölge verm iş, m ikrodalga ışı nım a karşı neredeyse görünm ez olm uştur.
GÖRÜNMEZCİK
25
M etam alzem elerin özünde, onların "kırılm a indisi" adı veri len bir şeyi değiştirebilm e yetenekleri bulunur. Kırılm a, ışığın şeffaf m alzem e içinden geçerken bükülm esidir. Elinizi suyun içine sokup baktığınızda veya gözlük kullanarak bir cam a baktı ğınızda, suyun ve camm normal ışığı saptırdığım ve ışığın bükül düğünü görürsünüz. Suyun veya cam ın içinde ışığın bükülm esinin nedeni, yoğun ve şeffaf bir ortam a girince ışığın yavaşlam asıdır. M utlak bir vakum un içinde ışığın hızı daim a aynı kalır, fakat cam veya suyun içinde yol alan ışık trilyonlarca atom un içinden geçm ek zorundadır, dolayısıyla hızı düşer. (Işık hızının ortam içindeki daha yavaş ışık hızına bölünm esine kırılm a indisi adı verilir. Işık cam ın içinde yavaşladığı için, kırılm a indisi daim a 1 ,0 'dan büyüktür). Ö rneğin kırılm a indisi vakum için 1,00, hava için 1,0005, cam için 1,5 ve elm as için 2,4 olarak belirlenm iştir. Genellikle ortam ne kadar yoğun olursa, kırılm a indisi de o kadar büyük olur. Serap, kırılm a indisi için tanıdık bir örnektir. Sıcak bir günde seyahat ediyorsanız ve doğruca ufka bakacak olursanız, yolun pırıldar gibi göründüğünü, parlayan bir göl görüntüsü yarattığı nı görebilirsiniz. Çölde insanlar bazen ufukta uzak şehirlerin ve dağların ana hatlarını görebilir. Bunun nedeni, yoldan veya çöl den yükselen sıcak havanın çevredeki norm al, daha soğuk hava dan daha düşük bir yoğunluğa ve dolayısıyla kırılm a indisine sahip olm ası ve bu nedenle uzaktaki cisim lerden yansıyan ışığın zem inde kırılarak gözlerinize ulaşm ası, uzaktaki cisim leri görüyorm uşsunuz gibi bir yam lsam aya yol açm asıdır. Kırılm a indisi, genellikle sabit bir sayıdır. D ar bir ışık dem e ti, cam dan geçtiği sırada bükülür ve sonra düz bir çizgi üzerin de gitm eye devam eder. Fakat bir an için kırılm a indisini istedi ğiniz şekilde kontrol edebildiğinizi, öyle ki cam m her noktasın da sürekli olarak değiştirilebildiğinizi varsayalım . Işık, bu yeni m alzem enin içinde hareket ederken kırılıp yeni yönlere sapabi lir, m addenin içinde yılan gibi kıvrılarak dolaşan bir yol çizebilir. Eğer birisi bir m etam alzem enin içindeki kırılm a indisini, ışık bir cism in etrafından dolaşacak şekilde kontrol edebilirse, o cisim görünm ez olur. Bunu sağlam ak için m etam alzem enin
26
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
negatif kırılm a indisine sahip olm ası gerekir ki, optik konulu bütün ders kitapları bunun olanaksız olduğunu söylem ektedir. (M etam alzem eler kuram ı ilk olarak 1967 yılında Sovyet fizikçi Victor V eselago tarafından bir m akalede ele alınmış ve negatif kırılm a indisi ve ters D oppler etkisi gibi garip özelliklere sahip olduğu gösterilm iştir. M etam alzem eler öylesine tuhaf ve akıl alm azdır ki, bir zam anlar üretilm elerinin olanaksız olduğu düşünülm ekteydi. Fakat son birkaç yıldır m etam alzem elerin laboratuvarda üretilm esi başarılm ış, bu da tereddüt içindeki fizikçileri optik konusundaki bütün ders kitaplarını gözden geçirm ek zorunda bırakm ıştır.) M etam alzem eler üzerinde çalışan araştırm acılar, görünm ez lik pelerinlerinin piyasaya ne zam an çıkacağım öğrenm ek iste yen gazeteciler tarafından sürekli olarak rahatsız edilm ektedir. Yanıt ise, yakın bir gelecekte değil şeklindedir. Duke Ü niversitesi'nden David Sm ith, şöyle diyor: "M u h a birler, sizi arıyor ve yalnızca bir sayı söylem enizi istiyorlar. Ayların sayısını, yılların sayısını. Zorluyorlar, zorluyorlar, zor luyorlar ve en sonunda pekâlâ diyorsunuz, belki de on beş yıl sonra. Sonra karşınızda bir manşet, tam am m ı? H arry P otter'in pelerini için on beş yıl lazım ." İşte bu yüzden, artık belirli bir takvim verm ekten kaçınılıyor. Harry Potter veya Uzay Yolu hay ranlarının beklem esi gerekebilir. Fizikçilerin çoğunun kabul etti ği gibi gerçek bir görünm ezlik pelerini fizik yasaları içerisinde m üm kün olsa da, bu teknolojinin yalnızca m ikrodalga ışınım ı ile değil de görülebilir ışık altında çalışabilecek şekilde geliştirilm e si için aşılm ası gereken zorlu teknik sorunlar bulunm aktadır. Genel olarak, m etam alzem enin içine göm ülen dahili yapıla rın ışınım ın dalga uzunluğundan daha küçük olm ası gerekir. Ö rneğin m ikrodalgalar yaklaşık 3 santim etre uzunlukta bir dalga boyuna sahip olabilir, dolayısıyla m ikrodalgaların izlediği yolu bükm esi beklenen bir m etam alzem enin içine 3 santim etre den küçük im plantlar göm ülm esi gerekir. Fakat, bir nesneyi dalga uzunluğu 500 nanom etre (nm) olan yeşil ışıkta görünm ez hale getirm ek için, m etam alzem enin içine sadece 50 nanom etre kadar uzunluğa sahip yapıların göm ülm esi gereklidir ve nano-
G Ö RÜNM EZLİK
27
metreler, nanoteknolojiye gereksinim duyan atom ölçeğindeki uzunluklardır. Bir nanom etre, bir m etrenin m ilyarda biri kadar bir uzunluktur. Tek bir nanom etrenin içine yaklaşık beş atom sığabilir. Bu, bir görünm ezlik pelerini yaratm a girişim lerim iz sırasında karşılaştığım ız belki de en önem li sorundur. M eta m alzem enin içindeki atom ların ışığı bir yılan gibi bükebilm esi için atom ların tek tek yönetilm esi gerekecektir.
GÖRÜLEBİLİR IŞIK İÇİN METAMALZEMELER Yarış devam ediyor. Laboratuvarda m etam alzem elerin üretildiğine dair açıkla m anın yapılm asından bu yana, bu alanda yeni ilham lar ve her birkaç ayda bir ortaya çıkan şaşırtıcı yeniliklerle dolu bir hare ketlilik süregelm ektedir. H edef açıktır: Yalnızca m ikrodalgaları değil, görülebilir ışığı da bükebilecek m etam alzem eler yarat mak. Bu konuda birkaç öneri m evcuttur ve hepsi de gelecek vaat etm ektedir. Ö nerilerden birisi m evcut teknolojileri kullanm ak, yani yeni m etam alzem eler yaratm ak için yarı iletken sanayiinden bilinen bazı teknikleri ödünç alm ak şeklindedir. Bilgisayar m inyatürleş tirm enin m erkezinde "fotolitografi" adı verilen bir teknik bulu nur ve dolayısıyla bilgisayar devrim ini yönlendirir. Bu teknolo ji, m ühendislerin başparm ağım zdan daha büyük olm ayan bir silikon yongaya yüz m ilyonlarca m inik transistor sığdırm asına olanak sağlar. Bilgisayarların gücünün her on sekiz ayda bir iki katm a çık m asının (buna M oore Yasası adı verilir) nedeni, bir silikon yonga üzerine giderek daha küçülen bileşenler "oym ak" için bilim insanlarının m orötesi ışınım kullanm asıdır. Bu yöntem , rengârenk tişörtler yaratm ak için kalıp kullanm a yöntem ine çok benzer. (Bilgisayar m ühendisleri ince bir yonga ile işe başlar ve bunun üzerinde çeşitli m alzem elerden son derece ince katm an lar oluştururlar. Sonra, yonganın üzerine şablon görevi görecek plastik bir m aske yerleştirilir. Bu m aske, devrenin tem el iskeleti
28
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ni oluşturacak tellerin, transistörlerin ve bilgisayar bileşenleri nin karm aşık yapışım içerir. A rdm dan yonga, çok kısa bir dalga boyuna sahip olan m orötesi ışınım ile banyo edilir ve bu ışınım, deseni ışığa hassas olan yonga üzerine aktarır. Yongayı özel gaz lar ve asitlerle işlem ek suretiyle m askenin üzerindeki karm aşık devreler m orötesi ışınım a m aruz bırakılan yonganın yüzeyine oyulur. Bu süreç, transistörlerin şekillerini m eydana getiren yüz m ilyonlarca m inik oyuk içeren bir yonga yaratır.) H âlihazırda bu oym a işlem i ile yaratılabilecek en küçük bileşenler, yaklaşık 30 nm (veya yaklaşık 150 atom) büyüklüktedir. Bu silikon yongası oym a teknolojisinin görülebilir ışık ala nında çalışan ilk m etam alzem eyi yaratm ak için bir grup bilim insanı tarafından kullanılm ası, görünm ezlik arayışında bir kilo m etre taşı oluşturdu. A lm anya'dan ve A BD Enerji Bakanlı ğı'ndan bilim insanları, 2007 yılı başlarında tarihte ilk kez kırm ı zı ışıkta çalışan bir m etam alzem e ü rettik lerin i duyurdu. "O lanak sız" olan, çok kısa bir sürede yapılm ıştı. Iow a'daki Am es Laboratuvarı'ndan fizikçi Costas Soukoulis, A lm an ya'd ak i K arlsru h e Ü n iv ersitesi'n d en Stefan Linden, M artin VVegener ve G unnar D olling ile birlikte, 780 nm dalga uzunluğundaki kırm ızı ışık için -0,6 indise sahip bir m etam alze me yaratm ayı başardılar. (Daha önceleri, bir m etam alzem e tara fından bükülen ışınım alanında dünya rekoru 1.400 nm, yani görülebilir ışık aralığının dışında, kızılötesi aralığındaydı.) Bilim insanları, işe bir cam plaka ile başladılar, sonra bunun üzerine ince bir güm üş tabakası, sonra m agnezyum florür, sonra tekrar gümüş kaplayarak yalnızca 100 nm kalınlığında bir florür "san d viçi" yaptılar. Sonra, Standard oym a teknikleri kullanarak sandviç üzerinde kare şeklinde m ikroskobik deliklerden oluşan büyük bir dizge yarattılar ve balık ağm a benzeyen bir ızgara deseni elde ettiler. (Delikler yalnızca 100 nm büyüklükte, yani kırm ızı ışığın dalga boyundan çok daha küçüktü.) Sonra bu m al zem enin içinden bir kırm ızı ışık dem eti geçirerek indisini ölçtü ler ve -0,6 olduğunu gördüler. Bu fizikçiler, bu teknoloji için pek çok kullanım alanı öngör m ektedir. Dr. Soukoulis, m etam alzem elerin "gü n ü n birinde
G Ö RÜNM EZLİK
29
görülebilir ışık aralığında çalışan bir tür düz m erceğin geliştiril m esini sağlayabileceğini" söylem ektedir. "B öyle bir m ercek, geleneksel teknolojiye kıyasla üstün bir çözünürlük sağlayacak, ışığın bir dalga boyundan çok daha küçük ayrıntıları yakalaya caktır." Böyle bir "sü p er m ercek" için akla ilk gelen uygulam a, canlı bir insan hücresi gibi m ikroskobik nesnelerin fotoğrafını eşsiz bir netlikte çekm ek veya rahim içindeki bir bebeğin hasta lıklarını teşhis etm ek olabilir. İdeal olarak, bir DN A m olekülü nün bileşenlerinin fotoğraflarını, hantal X ışını kristalografisi kullanm ak zorunda kalm adan çekm e olanağı bulunabilir. Bu bilim insanları, şim diye kadar yalnızca kırm ızı ışık için bir negatif kırılm a indisi gösterebilm iş bulunm aktadırlar. Bir sonra ki adım ları, bu teknolojiyi kırm ızı ışığı bir nesnenin tam am en etrafında döndürerek onu o ışığa görünm ez kılacak bir m eta m alzem e yaratm ak için kullanm ak olacaktır. G elecekte bu doğrultuda yaşanacak gelişm eler, "fotonik kris taller" alanında ortaya çıkabilir. Fotonik kristal teknolojisinin hedefi, bilgiyi işlem ek için elektrik yerine ışığı kullanan bir yonga yaratm aktır. Bu, bir yonga plakasının üstüne her birinin kırılm a indisi farklı olacak m inik bileşenler oym ak için nanoteknoloji kullanılm asını gerektirir. Işık kullanan transistörler, elek trik kullananlara kıyasla birkaç avantaja sahiptir. Örneğin, foto nik kristallerde ısı kaybı çok daha azdır. (Gelişmiş silikon yon galarında üretilen ısı, bir yum urtayı kızartm aya yetecek düzey dedir. Bu nedenle sürekli olarak soğutulm aları gerekir, aksi tak dirde bozulurlar ve onları soğutm ak çok m aliyetlidir). H iç de şaşırtıcı olm ayan bir şekilde, fotonik kristal bilim i m etam alzem elere ideal şekilde uygundur, çünkü her iki teknoloji de ışığın kırılm a indisinin nano ölçekte kontrol edilm esi üzerine kurul m uştur.
P l a z m o n İ k Y o l u İ le G ö r ü n m e z l î k A ltta kalm ak istem eyen bir başka grup, 2007 yılı ortalarmda görülebilir ışığı "p lazm o n ik" adı verilen tam am en farklı bir tek
30
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
noloji kullanarak büken bir m etam alzem e yarattığm ı duyurdu. C alifornia Teknoloji E n stitü sü 'nd en fizikçiler H enri Leeze, Jennifer Dionne ve H arry A tw ater, görülebilir ışığın daha zor bir bölüm ü olan m avi-yeşil bölgesi için negatif indise sahip bir m etam alzem e yarattıklarım duyurdu. Plazm onik'in hedefi, ışığı "sıkıştırarak" özellikle m etallerin yüzeyinde nesnelerin bir nano ölçekte kontrol edilm esini sağla maktır. M etallerin elektriği iletebilm esinin nedeni elektronların m etal atom larına gevşek bir şekilde bağlı olm ası, bu yüzden m etal katm anının yüzeyinde serbestçe hareket edebilm eleridir. Ancak, bazı koşullar altında, m etal yüzeye bir ışık dem eti çar pınca elektronlar orijinal ışık dem eti ile hep bir ağızdan titreşe rek m etal yüzey üzerinde elektronların dalgaya benzer bir hare ket yapm asına (buna plazm onlar adı verilir) yol açabilir, dalga ya benzeyen bu hareketler de orijinal ışık dem etine uygun olur. Daha da önem lisi, bu plazm onlar orijinal ışık dem eti ile aynı fre kansa sahip olacak (yani aynı bilgiyi taşıyacak) fakat dalga uzunluğu çok daha küçük olacak şekilde "sıkıştırılabilir". İlke olarak bu sıkıştırılm ış dalgalar, nano teller üzerine tıka basa dol durulabilir. Tıpkı fotonik kristallerde olduğu gibi, plazm onik'in nihai hedefi elektrikle değil de ışıkla çalışan bilgisayar yongala rı yaratm aktır. Cal Tech grubu, m etam alzem elerini aralarında plazm onik dalgaları yönlendirebilen bir "d alg a kılavuzu" görevi yapan bir silikon-nitrojen yalıtkan (yalnızca 50 nm kalınlıkta) bulunan iki güm üş tabakası kullanarak yapm ıştı. Lazer ışığı, m etam alzem e üzerinde bulunan iki yarıktan girip çıkm aktaydı. Işığın m eta m alzem enin içinden geçerken büküldüğü açı incelenm ek sure tiyle, ışığın negatif bir indisle büküldüğü doğrulanabiliyordu.
M e t a m a l z e m e l e r in G e l e c e ğ i Elektrikle değil de ışıkla çalışan transistörlere karşı hâlihazırda duyulan yoğun ilgi nedeniyle, m etam alzem elerde kaydedilen ilerlem eler gelecekte daha da hızlanacaktır. Dolayısıyla görün-
G Ö RÜNM EZLİK
31
m ezlik alanındaki araştırm alar, silikon yongalarm yerini alacak bir şey yaratm ak için yürütülen fotonik kristal ve plazm onik araştırm alarının düm en suyunda devam edebilir. Silikon tekno lojisine bir alternatif bulm ak için zaten yüz m ilyonlarca dolar harcanm aktadır, m etam alzem e araştırm aları da bu araştırma çabalarından yararlanacaktır. Bu alanda her birkaç ayda bir ortaya çıkan buluşlar dikkate alm acak olursa, bazı fizikçilerin önüm üzdeki birkaç on yıl için de kullanılabilir nitelikte bir görünm ezlik kalkanı yapılabilece ğini tahm in etm esi şaşırtıcı olm ayacaktır. Bilim insanları, örne ğin önüm üzdeki birkaç yıl içinde bir cism i görülebilir ışığın belli bir frekansı için en az iki boyutta tam am en görünm ez hale geti rebilecek m etam alzem eler yaratabileceklerine inanm aktadır. Bunu yapm ak için m inik im plantlarm düzgün dizgeler şeklinde değil, ışığın bir nesnenin etrafından dolaşm asını sağlayacak gelişm iş desenler şeklinde dizilm esi gerekecektir. Ardından, bilim insanlarının ışığı yalnızca iki boyutlu yassı düzlem lerde değil, üç boyutta bükebilecek m etam alzem eler yaratm ası gerekecektir. Fotolitografi yassı silikon yonga plakala rı yapm ak için m ükem m elleştirilm iştir, fakat üç boyutlu m eta m alzem elerin yaratılm ası, yonga plakalarının karm aşık bir şekilde üst üste yığılm asını gerektirecektir. Bunun ardından bilim insanları bir tek değil, pek çok frekan sı bükebilen m etam alzem eler yaratm a sorununu çözm ek zorun da kalacaklardır. Bu belki de en zor görev olacaktır, çünkü şim diye kadar üretilen m inik im plantlarm hepsi ışığı yalnızca belli bir frekansta bükebilm ektedir. Bilim insanları, her biri belirli bir frekansı bükebilen katm anlardan oluşan m etam alzem eler yarat m ak zorunda kalabilirler. Bu sorunun çözüm ü henüz bulunm a mıştır. Yine de, eninde sonunda bir görünm ezlik kalkanı yapıldığı zam an, kullanışsız bir cihaz olabilir. H arry Potter'm pelerini ince, esnek bir kum aştan yapılm ıştı ve örtünen herkesi görün m ez hale getiriyordu. Fakat, bunun m üm kün olabilm esi için kum aş dalgalandıkça içindeki kırılm a indisinin sürekli şekilde
32
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
değişiyor olm ası gerekir, bu da uygulam ada pek m üm kün değildir. G erçek bir görünm ezlik "p elerin i", hiç olm azsa başlan gıçta, büyük olasılıkla m etam alzem elerden m eydana gelen içi dolu bir silindirden m eydana gelm elidir. Bu sayede, silindirin içindeki kırılm a indisi sabit kalabilir. (Daha gelişm iş m odeller zam anla esnek olan, bükülebilen ve ışığın m etam alzem eler için de yine de doğru yollardan akm asını sağlayan m alzem eler içe recektir. Bu şekilde, pelerinin içindeki herkes, biraz hareket ser bestisine sahip olacaktır). Bazıları, görünm ezlik kalkanındaki bir hataya işaret etm iştir: İçerdeki kişi, görünm eden dışarıya bakam az. H arry Potter'm havada yüzerm iş gibi duran gözleri dışında her yerinin görün m ez olduğunu canlandırın hayalinizde. G örünm ezlik pelerinin deki göz delikleri, dışarıdan bakınca kesinlikle görülebilecektir. Eğer H arry Potter tam am en görünm ez idiyse, görünm ezlik pelerininin altında kör bir şekilde oturm ak zorunda kalırdı. (Olası çözüm lerden biri, göz deliklerinin yakınm a iki m inik cam plaka yerleştirm ek olabilir. Bu cam plakalar "ışın bölücü" olarak görev yaparak üzerlerine düşen ışığın küçücük bir kısm ını ayı rabilir ve bu ışığı gözlere gönderebilir. Böylece, pelerine çarpan ışığın büyük bir kısm ı onun etrafından dolaşarak içerdeki insanı görünm ez hale getirebilir, fakat az m iktarda ışık saptırılarak gözlere ulaşabilir). Bu zorluklar ne kadar göz korkutucu olsa da, bilim insanları ve m ühendisler önüm üzdeki on yıllar içerisinde bir tür görün m ezlik kalkam yapılabileceği konusuna iyim serlikle yaklaşm ak tadırlar.
G ö r ü n m e z l îk v e N a n o t e k n o l o jî Daha önce bahsettiğim gibi, görünm ezliğin anahtarı nanoteknolojide, yani bir m etrenin m ilyarda biri büyüklüğündeki atom ik boyutlu yapıları kontrol etm ekte yatıyor olabilir. N anoteknolojinin doğum u, N obel Ö dülü sahibi Richard Feynm an tarafından 1959 yılında yapılan ve şaka yollu bir şekil
GÖ RÜ N M EZLİK
33
de "D ip te Ç ok Yer V ar" adını verdiği m eşhur bir konuşm aya kadar uzanır. O konuşm ada Feynm an, bilinen fizik yasaları çer çevesinde en küçük boyutlu m akinelerin neye benzeyebileceğim anlatm ıştı. M akinelerin atom ik büyüklüklere erişilinceye kadar giderek daha küçük boyutlarda yapılabileceğini ve ondan sonra da atom ların başka m akineler yaratm ak için kullanılabileceğini anlıyordu. Kasnaklar, levyeler ve tekerlekler gibi atom ik m aki neleri yapm ak son derece zor olm akla beraber, pekâlâ fizik yasa larının içinde kaldıkları sonucuna varıyordu. N anoteknoloji yıllarca uykuda kaldı, çünkü o zam anların teknolojisi atom ları bireysel olarak kontrol etm eye yeterli değil di. Fakat sonra, 1981 yılında, fizikçiler taram alı tünellem e m ik roskobunu icat ederek büyük bir ilerlem e kaydettiler ve bu icat, Zürich'teki IBM laboratuvarında çalışm akta olan bilim insanları Gerd Binnig ile H einrich Rohrer'a N obel Fizik Ö dülü'nü kazan dırdı. Birdenbire fizikçiler, atom kuram ını eleştirenlerin bir zam an lar olanaksız olduğuna inandığı bir şeyi, tıpkı kim ya kitapların da olduğu şekilde dizilm iş bireysel atom ların nefes kesici "resim lerin i" elde etm e olanağına kavuşm uşlardı. Bir kristal veya m etalin içinde sıraya dizilm iş atom ların harikulade fotoğ raflarını çekm ek, artık m üm kündü. Bilim insanları tarafından kullanılan ve m olekülü m eydana getiren atom ların karm aşık dizilim ini gösteren kim yasal form üller, artık çıplak gözle görü lebiliyordu. Üstelik, taram alı tünellem e m ikroskobu, atom ların bireysel olarak kontrol edilm esine olanak sağlamıştı. Bireysel atom lar kullanılarak "IB M " harfleri oluşturulm uş, bu da bilim dünyasında bayağı bir çalkalanm aya neden olmuştu. Bilim insanları, bireysel atom lar üzerinde çalışırken artık kör değildi ler, onları gerçekten görebiliyor ve onlarla oynayabiliyorlardı. Taram alı tünellem e m ikroskobu, görünüşte çok basittir. Sivri bir sonda, incelenecek m alzem enin üzerinde tıpkı plağın üzerinde kayan bir pikap iğnesi gibi yavaş yavaş dolaştırılır. Sondanın ucu öylesine sivridir ki, tek bir atom dan m eydana gelmiştir. Sondanın üstüne küçük bir elektrik yükü verilir ve akım sonda nın üzerinden akar, m alzem enin içinden geçerek alttaki yüzeye
34
1 . SINIF OLANAKSIZLIKLAR
gider. Sonda bireysel bir atom un üzerinden geçerken sondadan geçen akım m şiddeti değişir ve bu değişim ler kaydedilir. İğne bir atom un üzerinden geçerken akım yükselip alçalır ve böylece atom un hatları şaşırtıcı bir ayrıntı düzeyi ile belirlenm iş olur. Pek çok geçişin ardından, akım da m eydana gelen değişikliklerin krokisi çizilerek bir katm anı m eydana getiren bireysel atom ların görkem li resim lerini elde etm ek m üm kün olur. (Taram alı tünellem e m ikroskobu, kuantum fiziğinin garip bir yasası sayesinde m üm kün olm uştur. N orm al olarak elek tronlar sondadan çıkıp m addenin içinden geçerek alttaki yüzeye ulaşacak kadar enerjiye sahip değildir. Fakat, belirsizlik ilkesi nedeniyle, N ew toncu kuram tarafından yasaklansa dahi akım daki elektronların engelin içinden "tü n el" açm ası veya onun içine girm esi için küçük bir olasılık bulunm aktadır. Dolayısıyla, sondadan akan akım, m alzem edeki m inik kuantum etkilerine karşı hassastır. K uantum kuram ının etkilerini ilerideki bölüm lerde daha ayrıntılı olarak anlatacağım ). Ayrıca sonda, bireysel atom ları hareket ettirebilecek, bireysel atom lardan "m akin eler" yaratacak kadar da hassastır. A rtık tek noloji o denli ilerlem iştir ki, bir atom küm esi bilgisayar ekranın da görüntülenebilm ekte ve sonra da bilgisayarın im leci hareket ettirilerek atom lar istediğiniz herhangi bir şekilde yerinden oynatılabilm ektedir. Ç ok sayıda atom u sanki Lego parçalarıyla oynarm ış gibi istediğiniz şekilde yerleştirebilirsiniz. Bireysel atom ları kullanarak alfabedeki harfleri yazm ak yerine, m esela bireysel atom lardan m eydana gelen bir abaküs yapm ak da m üm kündür. Atom lar, düşey yarıklara sahip bir yüzey üzerine dizilir. Bu düşey yarıkların içine karbon Buckyball'lar (bireysel karbon atom larından m eydana gelen ve futbol topunu andıran bir şekle sahip bir m adde) sokuşturulabilin Sonra bu karbon toplar her yarıkta yukarı aşağı hareket ettirilerek bir abaküs m eydana getirilm iş olur. Atom ik cihazları elektron dem etleri kullanarak oym ak da m üm kündür. Ö rneğin Cornell Ü n iv ersitesin d e bilim insanları, silikon kristalini uyararak insan saçının yirm ide biri kalınlıkta
G Ö RÜNM EZLİK
35
dünyanın en küçük gitarını yapm ışlardır. H er biri yüz atom kalınlıkta altı teli vardır ve teller, bir atom ik kuvvet m ikroskobu kullanılarak çalm abilm ektedir. (Bu gitar gerçekten m üzik çalabi lir, fakat ürettiği frekanslar insan kulağının sınırlarının çok üze rindedir). Bu nanoteknolojik "m akin elerin " çoğu, hâlihazırda sadece oyuncaktırlar. Dişlilere ve rulm anlara sahip daha karm aşık m akinelerin yapılm ası için zam ana gerek vardır. Ancak, pek çok m ühendis, gerçek atom m akinelerini üretebileceğim iz zam anın gelm ekte olduğuna büyük bir güven duym aktadır. (Doğada atom m akineleri bulunur. H ücreler, m inicik tüylerini titreştirebildikleri için suda serbestçe yüzebilirler. Fakat tüy ile hücre ara sındaki bağlantı incelendiği zam an, onun aslında tüyün her yöne hareket etm esine olanak sağlayan bir atom m akinesi oldu ğ u görülür. D olayısıyla, nanoteknolojiyi geliştirm enin anahtar larından biri, atom m akineleri konusunda m ilyarlarca yıl önce uzm anlaşm ış olan doğayı taklit etm ektir).
H o l o g r a m l a r v e G ö r ü n m e z l îk Birisini kısm en görünm ez hale getirm enin diğer bir yolu da, o kişinin arkasındaki zem inin fotoğrafını çekm ek ve sonra o zem i nin görüntüsünü doğruca kişinin elbiselerine veya önündeki bir ekrana düşürm ektir. Ö nden bakıldığı zam an, sanki o kişi şeffaf hale gelmiş, ışık bir şekilde o kişinin vücudundan geçm iş gibi görünür. Tokyo Ü niversitesi'ndeki Tachi Laboratuvarı'ndan N aoki Kaw akam i, "o p tik kam uflaj" adı verilen bu süreç üzerinde yoğun şekilde çalışm aktadır. O nun söylediğine göre bu süreç, "p ilo t kabininin altından pisti görm eye çalışan pilotlara veya otom obilini park ederken çam urluğun öbür tarafını görmeye çalışan sürücülere yardım cı olacaktır." K aw akam i'nin "p eleri n i", bir sinem a perdesi gibi davranan ışık iletici m inik boncuk larla kaplıdır. Bir video kam era, pelerinin arkasının fotoğrafını çeker. Sonra bu görüntü, pelerinin ön tarafm ı aydm latan bir
36
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
video projektörüne gönderilir, böylece sanki ışık o kişinin için den geçmiş gibi görünür. O ptik kam uflaj pelerininin prototipleri laboratuvarda yapıl m ış bulunm aktadır. Ekrana benzeyen bu pelerini giyen bir kişi ye doğrudan bakacak olursanız o kişi sanki ortadan kaybolm uş gibi gelir, çünkü yalnızca kişinin arkasm daki görüntüyü görür sünüz. Fakat gözlerinizi birazcık oynatacak olursanız pelerinin üzerindeki görüntü değişm ez, o zam an ortada bir hile olduğunu anlarsınız. Daha gerçekçi bir optik kam uflajın üç boyutlu bir görüntü yanılsam ası yaratm ası gerekir. Bu da hologram ları gün dem e getirir. H ologram , lazerler tarafınd an y aratılan üç boyutlu bir görüntüdür. (Yıldız Savaşları'n d a Prenses Leia'nm üç boyutlu görüntüsü gibi). Eğer arka plandaki m anzaranın fotoğrafı özel bir holografik kam era ile çekilecek ve sonra bu holografik görüntü kişinin ön tarafına yerleştirilen özel bir holografik ekran üzerine yansıtılacak olursa, o kişiyi ortadan kaybetm ek m üm kündür. O kişinin önünde duran bir seyirci, arka plandaki m an zaranın üç boyutlu görüntüsünü içeren holografik ekranı göre cek, kişiyi görm eyecektir. Sanki o kişi ortadan kaybolm uş gibi görünecektir. O kişinin yerinde arkadaki m anzaranın üç boyut lu bir görüntüsü bulunacaktır. G özlerinizi hareket ettirseniz dahi, gördüğünüzün hileli olduğunu anlayam azsınız. Bu üç boyutlu görüntüler, lazer ışığının "eşev reli" olm ası, yani bütün dalgalarm m ükem m el bir birlik içinde titreşm esi nedeniyle m üm kün olm aktadır. H ologram lar, eşevreli bir lazer ışınını iki parçaya bölerek üretilm ektedir. Işının yarısı, bir fotoğ raf film i üzerine düşer. D iğer yarısı bir nesneyi aydınlatır, yan sır ve sonra aynı fotoğraf film i üstüne düşer. Bu iki ışın film üze rinde birbirine karıştıkları zam an orijinal üç boyutlu dalga üze rinde bulunan bilginin tam am ını kodlayan bir karışm a deseni yaratılır. Banyo edilen film üzerinde pek fazla bir görüntü yok tur, yalnızca kıvrım lar ve çizgilerden oluşan karm akarışık bir örüm cek ağm a benzem ektedir. Fakat film in üzerine bir lazer ışını düşürüldüğü zam an, orijinal nesnenin üç boyutlu tam bir görüntüsü birdenbire büyülü bir şekilde ortaya çıkar.
GÖ RÜNM EZLİK
37
Bununla beraber, holografik görünm ezliğe ilişkin aşılm ası zor teknik sorunlar da bulunm aktadır. Zorluklardan biri, sani yede en az 30 resim çekm e yeteneğine sahip bir holografik kam era yaratm aktır. Bir başka sorun da, bütün bilgiyi saklam ak ve işlem ektir. Son olarak, gerçekçi görünm esi için bu görüntü nün bir ekrana düşürülm esi gereklidir.
D ö r d ü n c ü B o y u t V a s it a s iy l a G ö r ü n m e z l i k Görünmez Adam adlı rom anında görünm ez olm ak için H. G. W ells tarafından daha da gelişm iş bir yol belirtildiğini, bunun da dördüncü boyutu n gü cünd en yararlanm aktan geçtiğini belirtm em iz gerekir. (Kitabın ilerleyen bölüm lerinde üst boyut ların varlığı olasılığını daha ayrıntılı şekilde tartışacağım ). A caba üç boyutlu evrenim izden ayrılıp onu dördüncü bir boyu tun izlem e noktasından gözlem leyebilir m iyiz? İki boyutlu bir kâğıt üzerinde uçan üç boyutlu bir kelebek gibi, altım ızdaki evrende yaşayan herhangi bir kişi için görünm ez olurduk. Bu fikrin sorunlarından biri, daha üst boyutların varlığının henüz kanıtlanm am ış olm asıdır. Üstelik, daha üst bir boyuta yapılacak kuram sal bir seyahat, m evcut teknolojim izle erişilebilecek olan lardan çok daha fazla enerji gerektirecektir. Görünm ezlik kazan m ak için uygulanabilir bir yol olarak bu yöntem , açıkça bugün kü bilgi ve yeteneklerim izin ötesindedir. G örünm ezliği elde etm ek için şim diye kadar atılan m uazzam adım lar dikkate alınacak olursa, I. sınıf bir olanaksızlık olduğu açıktır. Ö nüm üzdeki birkaç on yıl içinde veya kesinlikle bu yüz yılda görünm ezlik bir şekilde harcıâlem bir nitelik kazanacaktır.
Fazerler ve Ölüm Yıldızları
Radyonun b ir geleceği y o k tu r. Havadan ağır uçan akineler olanaksızdır. X ışın larının b ir aldatmaca olduğu anlaşılacaktır. - FİZİKÇİ LORD KELVİN
A to m bombası asla patlam ayacaktır. Bir patlayıcı uzmanı olarak söylüyorum . - A M İR A L W IL L IA M LEARY
4 - 3 - 2 - 1 , ATEŞ! Ö lüm Yıldızı, aym kendisi kadar büyüklükte m uazzam bir silahtır. Prenses Leia'nm doğup büyüdüğü çaresiz Alderaan gezegenine yakın m esafeden ateş eden Ö lüm Yıldızı, onun devasa bir patlam ayla yanm asına yol açar, gezegen enkazının güneş sistem ine dağılm asına neden olur. Bir m ilyar ruh acı için de bağırarak 'g ü ç'te galaksinin her yanında hissedilen bir titre şim oluşturur. A ncak, Yıldız Savaşları destam ndaki Ö lüm Yıldızı silahı acaba gerçekten m üm kün m üdür? Böyle bir silah, bir lazer topu batar yasını bütün bir gezegeni buharlaştıracak şekilde yönlendirebi lir m i? Luke Skyw alker ve Darth V ader tarafm dan kullanılan, ışık dem etlerinden yapılm ış olan ve sertleştirilm iş çeliği kesebi-
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
39
len m eşhur ışın kılıçlarına ne dersiniz? Uzay YoZu'ndaki fazerler gibi ışın tabancaları, gelecek nesillerin yasa koruyucuları ve askerleri için söz konusu olabilir mi? Bu orijinal, şaşırtıcı özel efektler Yıldız Savaşları'n ı seyreden m ilyonlarca sinem a seyircisinin gözlerini kam aştıracak kadar güzel şeyler olsa da, bazı eleştirm enler tarafından bunların hep sinin eğlenceli şeyler olduğu, fakat açıkça olanaksız olduğu söy lenerek ciddi şekilde eleştirilm işti. Çok, çok uzak galaksilerde olsa dahi, gezegen patlatan, ay büyüklüğünde ışın tabancaları nın saçm a olduğunu, katılaştırılm ış ışık dem etlerinden yapılm ış kılıçların da farklı olm adığm ı dillerine ’dolam ışlardı. Özel efekt lerin ustası George Lucas, bu sefer kendini fena kaptırmıştı. Belki inanm ası zor olabilir, fakat gerçekte bir ışık dem etinin içine sıkıştırılabilecek ham enerji için fiziksel bir sınır bulunm a m aktadır. Bir Ö lüm Yıldızı veya ışın kılıçları yapılm asını engel leyecek hiçbir fizik yasası m evcut değildir. A slına bakılacak olursa, gezegen patlatan gam a ışınım ı ışınları, doğada bulun m aktadır. Uzakta, uzayın derinliklerinde bulunan bir gama ışını kaynağından gelecek devasa bir ışınım patlam asının şiddeti, sadece Büyük Patlam a tarafından geçilecek kadar büyüktür. Bir gam a ışın kaynağının hedef odağında bulunacak kadar şanssız herhangi bir gezegen, gerçekten kızaracak veya parçalara ayrıla caktır.
T a r i h B o y u n c a İ ş in Sİ l a h l a r i Enerji ışınlarını kontrol altına alm ak aslında yeni bir şey değil dir, kökleri antik m itolojiye ve bilim e kadar gider. Yunanlıların tanrısı Zeus, ölüm lülerin üzerine gönderdiği yıldırım larla tanın m ıştı. İskandinavyalIların tanrısı Thor, yıldırım gönderebilen M jolnir adlı sihirli bir balyoza, H intlilerin tanrısı İndra ise ener ji ışınları atabilen sihirli bir m ızrağa sahipti. M uhtem eldir ki, ışınlardan pratik bir silah olarak yararlanm a düşüncesi, belki de bütün antik zam anların en büyük bilim insa nı olan, N ew ton ve L eibn iz'den iki bin yıl önce cebirin kaba bir
40
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
şeklini keşfetm iş olan A rşim et'in çalışm alarından esinlenilm iş tir. M.Ö. 214 yılında yapılan İkinci Kartaca Savaşı sırasında Rom alı G eneral M arcellus'un kuvvetlerine karşı yapılan efsan evi bir çarpışm a sırasında A rşim et'in Siraküza K rallığı'nın savunm asına yardım cı olduğuna ve güneş ışığını düşm an gem i lerinin yelkenleri üzerine odaklayarak onları ateşe veren m uaz zam güneş yansıtıcısı bataryaları yarattığına inanılm aktadır. (Günüm üzde hâlâ bilim insanları arasında bunun uygulanabilir bir ışın silahı olup olm adığı konusunda süregelen bir tartışm a m evcuttur, çeşitli bilim insanı ekipleri bu işi kopyalam aya çalış mış ve değişen sonuçlar elde etm işlerdir). Işın tabancaları, bilim kurgu sahnesine H. G. W ells'in 1889 yılında yazdığı dünya klasiği Dünyalar Savaşı'nda M ars'tan gelen uzaylıların üç ayaklı sehpalar üzerine yerleştirilm iş silah lar vasıtasıyla ısı enerjisi ışınları göndererek koskoca şehirleri toptan yok etm esi ile girm iştir. II. Dünya Savaşı sırasında, dün yayı ele geçirm ek için teknolojinin en son gelişm elerinden yarar lanm aya daim a istekli olan N aziler, aralarında yoğun ses dalga larını odaklam ak için parabolik aynalardan yararlanan bir ses cihazının da bulunduğu çeşitli ışm silahları üzerinde denem eler yapm ışlardır. O daklanm ış ışık ışın ları k u llan ılarak y aratılan silahlar, kam u oyun u n hayal gücüne bir lazerin k u llan ıld ığı ilk H ollyw ood film i olan Goldfinger isim li Jam es Bond film i ile gir miştir. (Efsanevi İngiliz casusu m etal bir m asaya bağlanm ıştır ve güçlü bir lazer ışmı ağır ağır yaklaşm akta, bacaklarının arasın daki m asayı eritm ekte, onu ortadan ikiye bölm ekle tehdit etmektedir). F izikçiler, optik y asaların a aykırı h arek et ettikleri için W ells'in rom anında anlatılan ışm silahlarına başlangıçta burun kıvırdılar. M axw ell denklem leri uyarınca, etrafım ızda gördüğü m üz ışık hızla dağılır ve eşevresizdir (yani, değişik frekanslarda ve fazlarda çeşitli dalgalardan m eydana gelen bir karışım dır). Bir zam anlar, lazer ışınlarında olduğu gibi eşevreli, odaklanm ış, tekdüze ışık dem etleri yaratm anın olanaksız olduğuna inanıl maktaydı.
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
41
KUANTUM DEVRİMİ K uantum kuram ının ortaya çıkışı ile bunların hepsi değişti. Yirm inci yüzyılın başlarında artık açıkça görülm ekteydi ki, N ew ton'un yasaları ve M axw ell denklem leri gezegenlerin hare ketlerini ve ışığın davranışlarını açıklam akta ne kadar şahane bir şekilde başarılı olursa olsun, bütün bir olaylar sınıfını açıklayam am aktaydılar. M alzem elerin elektriği neden ilettiğini, m etalle rin neden belirli sıcaklıklarda ergidiğini, gazların ısıtılınca neden ışık yaydığını, bazı m addelerin düşük sıcaklıklarda neden süper iletkenlere dönüştüğünü ye bunun gibi, hepsi de atom un iç dinam iklerini anlam ayı gerektiren bir sürü olayı açık lam akta fena halde başarısız oluyorlardı. Zam an, bir devrim için çok uygundu. İki yüz elli yıllık N ew ton fiziği devrilm ek üzerey di, yeni bir fiziğin doğum sancıları başlam ıştı. 1900 yılında M ax Planck A lm anya'da enerjinin N ew ton'un zannettiği gibi sürekli olm adığını, "k u an ta" adı verilen küçük, birbirinden ayrı paketlerden m eydana geldiğini önerdi. Sonra, 1905 yılında Einstein ışığın sonradan "fo to n " olarak adlandırılan bu m inik ayrı paketlerden (veya kuantadan) m eydana geldiği savını öne sürdü. Bu güçlü fakat basit fikir ile Einstein fotoelek trik etkiyi, üzerine ışık tutulunca neden m etallerden elektron yayıldığını açıklam a olanağı bulm uştu. Fotoelektrik etki ve fotonlar, günüm üzde televizyonun, lazerlerin, güneş hücreleri nin ve m odern elektroniğin büyük bir kısm ının tem elini oluştur m aktadır. (Einstein'm foton kuram ı öylesine devrim niteliğin deydi ki, norm al koşullarda Einstein'm büyük bir destekçisi olan M ax Planck dahi ilk anda inanam am ıştı. Planck, bir yazısında Einstein'dan bahsederken "B azen hedefi şaşırm ış olabilm esi ... ışık kuantaları konusundaki varsayım ında olduğu gibi, aslında onun haksız olduğunu gösterm ez" diyordu). Sonra, 1913 yılında Danim arkalI fizikçi N iels Bohr bize ato m un tam am en yepyeni, m inyatür bir güneş sistemini andıran bir resm ini verdi. Ancak, dış uzaydaki bir güneş sistem inin aksi ne, elektronlar çekirdeğin etrafında yalnızca farklı yörüngelerde veya kabuklarda hareket edebilirler. Elektronlar bir kabuktan
42
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
daha az enerji taşıyan daha küçük bir kabuğa "sıçradıkları" zam an, bir enerji fotonu açığa çıkm aktaydı. Bir elektron bağım sız bir enerji fotonunu yuttuğu zam an, daha fazla enerji taşıyan daha büyük bir kabuğa "sıçrıyord u ". Kuantum m ekaniğinin gelişi ve Erw in Schrödinger, W erner H eisenberg ve daha pek çoklarının yaptığı devrim yaratan çalış m alar sayesinde 1925 yılında atom hakkında neredeyse tam am lanm ış bir kuram ortaya çıktı. Kuantum kuram ına bakılırsa elek tron bir parçacıktı, fakat kendisiyle bağlantılı bir dalgaya sahip ti, böylece hem parçacık, hem de dalga benzeri özellikler taşı m aktaydı. Dalga, Schrödinger dalga denklem i adı verilen ve atom ların aralarında Bohr tarafından öne sürülen "sıçram alar" da bulunan özelliklerinin hesaplanm asına olanak sağlayan bir denklem e uygun davranm aktaydı. 1925 yılından önce atom lar hâlâ gizem li nesneler olarak kabul edilm ekteydi, hatta düşünür Ernst M ach gibi pek çok kişi tarafın d an
var
olm ayabileceklerine
d ahi
inanılm aktaydı.
İsteyenler, 1925 yılından sonra atom un dinam iklerinin içine ger çekten bakabilir ve özelliklerini gerçekten öngörebilirdi. Şaşırtı cı gelebilir, fakat eğer elinizde yeterince büyük bir bilgisayar varsa, kim yasal elem entlerin özelliklerini kuantum kuram ının yasalarından türetm eniz m üm kündü. Tıpkı N ew ton fizikçileri nin ellerinde yeterince büyük bir hesap m akinesi olduğu takdir de evrendeki bütün gök cisim lerinin hareketlerini hesaplayabil m eleri gibi, kuantum fizikçileri de ilkesel olarak evrendeki bütün kim yasal elem entlerin özelliklerini hesaplayabileceklerini iddia etm ekteydiler. Eğer elinizde yeterli büyüklükte bir bilgisa yar varsa, bir insanın dalga fonksiyonunu da baştan sona kadar yazabilirdiniz.
Ma s e r l e r v e La z e r l e r 1953 yılında B erkeley'deki California Ü niversitesi'nden Profesör Charles Tow nes ve çalışm a arkadaşları, ilk eşevreli m ikrodalga
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
43
ışınım ım ürettiler. Bu ışınım a "m a ser"* adı verildi. Profesör, Rus fizikçiler N ikolai Basov Ve A leksandr Prokhorov ile birlikte 1964 yılında N obel Ö dülü'nü kazandı. Çok geçm eden, sonuçları görülebilir ışığı kapsayacak şekilde genişletilerek lazerin doğ m asına yol açtı. (Bununla beraber fazer, Uzay Yolu'n d a anlatılan uydurm a bir cihazdır). Lazerde lazer ışınını çıkartacak özel bir gaz, kristal veya diyot gibi özel bir ortam la işe başlarsınız. Sonra bu ortam a dışar dan elektrik, radyo dalgaları, ışık veya kim yasal tepkim e şeklin de enerji pom palarsınız. Bu ani enerji akışı ortam daki atom ları o şekilde harekete geçirir ki, elektronlar enerjiyi yutar ve som a daha dıştaki elektron kabuklarına sıçrarlar. Uyarılm ış, harekete hazır olan bu ortam , kararsız durum da dır. O rtam ın içinden bir ışık dem eti geçirilecek olursa fotonlar her atom a çarpacak, onun birdenbire daha alt düzeye sönüm len m esine ve bu işlem sırasında daha fazla foton yaym asına neden olacaktır. Bu da daha fazla elektronun foton bırakm asına ve nihayet çok sayıda atom un çökm esi nedeniyle trilyon kere tril yonlarca fotonun ışık dem eti içine birdenbire bırakılm asına yol açacaktır. Burada önem li olan şey, bu foton çığı m eydana geldi ği sırada bazı m addelerde bütün fotonların aynı anda titreşm e si, yani eşevreli olm asıdır. (Gözünüzün önüne bir çizgi üzerine dizilm iş dom ino taşları nı getirin. En düşük enerji durum unda dom inolar m asa üstünde yatar vaziyettedir. Yüksek enerjili, harekete hazır durum daki dom inolar, ortam daki harekete hazır atom lara benzer şekilde, düşey olarak ayağa kalkarlar. Bir dom inoyu itecek olursanız, bütün bu enerjinin tıpkı bir lazer ışınında olduğu gibi birdenbi re çökm esini tetikleyebilirsiniz). Yalnızca bazı m alzem eler "la z e" işlem i yapar, yani bir foton harekete hazır (kararsız) bir atom a çarptığı zam an orijinal foton * Maser: Microvawe Amplification through Stimulated Emission of Radiation uyarılmış ışınım yayım ı vasıtasıyla mikrodalga yükseltimi. Bazı kaynaklarda farklı ifade edilmektedir: Molecular Amplification by Stimulated Emission of Radiation - uyarılmış ışınım yayımı vasıtasıyla moleküler yükseltim. (Ç.N.)
44
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
la eşevreli olan bir fotonun yayılm ası, sadece özel bazı m alzem e lerde m eydana gelir. Bu eşevreliliğin bir sonucu olarak, bu foton akım ı içindeki bütün fotonlar aynı şekilde titreşerek kurşun kalem kalınlığında bir lazer ışını yaratır. (Yaygın inanışın aksine, lazer sonsuza kadar kurşun kalem kalınlığında kalm az. Ö rneğin A y'a gönderilen bir lazer ışını, yavaş yavaş genişleyerek Ay yüzeyinde birkaç kilom etre çapında bir nokta oluşturur). Basit bir gaz lazeri, içi helyum ve neon gazı dolu bir borudan m eydana gelir. Borunun içine elektrik verildiği zam an, atom lar enerji yüklenir. Sonra, enerjinin tam am ı birdenbire serbest bıra kılacak olursa, eşevreli bir ışık dem eti üretilir. Işık dem eti, her biri bir uca yerleştirilm iş iki ayna arasında birbirine yansıtılarak güçlendirilir. A ynalardan biri tam am en opaktır, fakat diğeri her geçişte az m iktarda ışığın sızm asına izin vererek bir uçtan çıkan ışığı m eydana getirir. G ünüm üzde lazerler bakkal dükkânlarındaki kasalardan in terneti taşıyan fiber optik kablolara, lazer yazıcılar ve CD çalar lardan m odern bilgisayarlara kadar her yerde karşım ıza çıkm ak tadır. Göz am eliyatlarında, dövm elerin çıkartılm asında ve hatta kozm etik salonlarında dahi kullanılm aktadır. 2004 yılında 5,4 m ilyar dolardan fazla değere sahip lazer satışı yapılm ıştır.
La z e r l e r i n T ü r l e r i v e F ü z y o n "L aze" yapabilen yeni m alzem elerin bulunm ası ve ortam a ener ji pom palam ak için yeni yollar keşfedilm esi nedeniyle hem en hem en her gün yeni lazerler keşfedilm ektedir. Burada asıl soru, bu teknolojilerden herhangi birinin bir ışm tabancası veya ışm kılıcı yapm ak için uygun olup olmadığıdır. Ö lüm Yıldızı'nda kullanılabilecek kadar güçlü bir lazer üretm ek m üm kün m üdür? Günüm üzde, laze işlem ini yapan m alzem eye ve m alzem enin içine verilen enerjiye (yani elektrik, yoğun ışık demetleri, hatta kim yasal patlam alar) bağlı olarak lazerlerde şaşırtıcı bir çeşitlilik bulunm aktadır. Bunlar kısaca şöyle sırala nabilir:
FAZERLER VE Ö L Ü M YILDIZLARI
• Gaz lazerleri: Tanıdık gelen kırm ızı bir ışık dem eti üreten yaygın helyum -neon lazerleri bu gruptadır. Enerjileri radyo dalgaları veya elektrik tarafından sağlanır. Elelyum -neon lazerler epeyce zayıftır. Fakat karbon dioksit gaz lazerleri, ağır sanayi tarafından parçalam a, kesm e ve kaynak am acıyla kullanılabilir ve tam am en görünm ez olan m uazzam güçlerde ışık dem etleri üretebilirler. • Kimyasal lazerler: Bu güçlü lazerler, enerjilerim etilen ve nitrojen triflorürün (NF3) yanm ası gibi kim yasal tepkim elerden elde eder. Bu tür lazerler, askeri uygulam alarda kullanılabilecek kadar güçlüdür. ABD ordusunun havada ve karada kullanılan, m ilyonlarca w att güç üretebilen ve kısa m enzilli füzeleri havada vurm ak üzere tasarlanan lazerler kim yasal lazerlerdir. • Eksimer lazerler: Bu lazerler de gücünü kim ya sal tepkim elerden alm akta, genellikle bir asal gaz (yani argon, kripton veya ksenon) ile birlikte flor veya klor kullanılm aktadır. M orötesi ışık üretirler ve yarıiletken sanayiinde yongaların üzerine m inik transistörler kazım ak veya hassas Lasik göz cerra hisi uygulam ak için kullanılırlar. • Kah Hal (Solid State) lazerler: Çalışan ilk lazer, bir krom -safir yakut kristalinden m eydana gelm ek teydi. İtriyum , holm iyum , tulyum ve başka kim ya sallarla birlikte çok değişik kristaller bir lazer ışığı nı desteklem ektedir. Çok kısa süreli, yüksek enerji li lazer ışığı darbeleri üretebilirler. • Yarı iletken lazerler: Yarıiletken sanayinde yay gın şekilde kullanılm akta olan diyotlar, endüstriyel kesm e ve kaynak işlerinde kullanılan yoğun ışınla rı üretebilir. Bunlar ayrıca m arket kasalarm da, aldı ğınız m alların barkodlarm ı okum ak için de kullanı lır.
46
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
• Boya lazerleri: Bu lazerler, ortam olarak orga nik boyalar kullanırlar. Çoğunlukla bir saniyenin trilyonda biri kadar süren ultra kısa ışık darbeleri üretm ekte son derece başarılıdırlar.
La z e r l e r v e İ ş in T a b a n c a l a r ! m i ? Ticari lazerlerin m uazzam çeşitliliği ve askeri lazerlerin gücü göz önüne alınırsa, neden çarpışm alarda ve savaş m eydanların da kullanılacak ışın tabancalarına sahip değiliz? Öyle ya da böyle, ışın tabancaları bilim kurgu film lerinin standart silahıy m ış gibi görünüyor. N eden bunları gerçekleştirm ek için çalışm ı yoruz? Bunun en basit yanıtı, taşınabilir bir enerji ünitesine sahip olm ayışım ızdır. Bu iş için, devasa bir enerji santralinin gücüne sahip, fakat avucunuzda taşınabilecek kadar küçük olan m inya tür enerji ünitelerine gerek vardır. Şim dilik büyük bir ticari ener ji santralinin gücüne sahip olabilm ek için tek yol, bir tane inşa etm ektir. H âlihazırda uçsuz bucaksız m iktarlarda enerjiye sahip olabilecek en küçük taşınabilir askeri cihaz, hedefin yanı sıra sizi de yok edebilecek olan bir hidrojen bom basıdır. Laze işlem ini yapan m alzem enin kararlılığının yanında ikin ci, tali bir sorun daha bulunm aktadır. Kuram sal olarak bir lazer üzerinde yoğunlaştırılabilecek enerji m iktarı için herhangi bir sınırlam a m evcut değildir. Sorun, elde tutulacak bir lazer taban casında laze m alzem esinin kararlı olam am asından kaynaklan m aktadır. Ö rneğin kristal lazerler, üzerlerine çok fazla enerji pom palanırsa aşırı ısınıp çatlayacaklardır. D olayısıyla, çok güçlü, bir nesneyi buharlaştırabilecek veya bir düşm anı etkisiz leştirecek türde bir lazer yaratm ak için, bir patlam anın gücünün kullanılm asına gerek duyulabilir. Böyle bir durum da laze m al zem esinin kararlılığı o kadar önem li bir kısıtlam a getirmez, çünkü böyle bir lazer yalnızca bir defa kullanılacaktır. Taşınabilir bir enerji ünitesi ve kararlı bir laze m alzem esi yaratm ada karşılaşılan sorunlar nedeniyle, elde taşm an bir ışm
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZİARI
47
tabancasının yapılm ası günüm üz teknolojisi ile m üm kün değil dir. Işın tabancaları m üm kündür, fakat yalnızca bir güç kayna ğına bir kablo ile bağlı olurlarsa. Veya, elde taşm an bir cihazm gerek duyduğu yoğun enerji püskürm elerini depolayabilecek veya üretebilecek m inyatür pilleri belki de nanoteknoloji saye sinde yaratm a olanağı bulabiliriz. G örüldüğü kadarıyla hâliha zırda nanoteknoloji epeyce ilkel durum dadır. A tom düzeyinde çalışan bilim insanları, atom ik bir abaküs ve atom ik bir gitar gibi oldukça yaratıcı fakat bir işe yaram ayan atom ik cihazlar yapm a yı başarm ışlardır. Fakat nanoteknoloji, bu yüzyılın sonlarına doğru veya gelecek yüzyılda bize böyle inanılm az m iktarlarda enerjiyi depolayacak m inyatür piller verm eyi başarabilir. Işm kılıçları da aynı dertten m uzdariptir. Yıldız Savaşları film i 1970'lerde vizyona çıkıp ışm kılıçları en iyi satan çocuk oyuncak ları arasm da yer aldığı zam an, pek çok eleştirm en böyle bir ale tin asla yapılam ayacağına işaret etm işti. îlk olarak, ışığı katılaş tırm ak m üm kün değildi. Işık, daim a ışık hızında hareket ederdi; katı h ale getirilem ezd i. İkin cisi, ışık d em etleri Y ıldız Sav aşların d ak i ışm kılıçlarında olduğu gibi yolun ortasında sona erm ezdi. Işık dem etleri sonsuza kadar yola devam ederdi; gerçek bir ışm kılıcı, gökyüzüne doğru uzanırdı. Aslına bakılacak olursa, plazm alar veya süper sıcak iyonize gaz ku llan arak bir tü r ışm kılıcı yap m ak m üm kündür. Plazm alar karanlıkta parlayacak kadar ısıtılabilir ve ayrıca çeliği de kesebilirler. Bir plazm a ışm kılıcı, sapın içinden bir teleskop gibi dışarı çıkan ince, içi boş bir çubuktan m eydana gelir. Sıcak plazm alar bu borunun içine verilir ve çubuk üzerine düzenli araklılarla delinm iş deliklerden dışarı sızar. Plazm a, saptan çubuğa doğru akar ve deliklerden dışarı çıkarken çeliği eritm e ye yetecek kadar güçlü, süper sıcak bir gaz sütunu m eydana getirir. Bu cihaz, bazen plazm a üfleci olarak adlandırılm aktadır. Dolayısıyla, ışm kılıcım andıran yüksek enerjili bir cihaz yap m ak m üm kündür. Fakat, ışm tabancalarında olduğu gibi, yü k sek enerjili taşınabilir bir enerji ünitesi yaratm am z gerekecektir. Y a ışın kılıcını bir güç kaynağına bağlayacak uzun kablolara gereksinim iniz olacaktır, ya da nanoteknoloji vasıtasıyla m uaz
48
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
zam m iktarda enerji verebilecek m inik bir güç kaynağı yaratm ak zorunda kalacaksınızdır. Dem ek ki, ışm tabancaları ve ışm kılıçlarının günüm üzde bir şekilde yaratılm ası m üm kündür, bilim kurgu film lerinde görü len el silahları günüm üz teknolojisini aşm aktadır. Fakat, bu yüz yılın sonlarında veya gelecek yüzyılda m alzem e bilim inde ve nanoteknolojide sağlanacak yeni gelişm eler, bir tür ışm tabanca sının geliştirilm esini sağlayabilir, bu da I. sınıf bir olanaksızlık demektir.
B İR ÖLÜM YILDIZININ ENERJİSİ Yıldız Savaşları'nd a anlatılan şekilde bütün bir gezegeni yok ede bilecek ve evreni dehşete düşürecek bir Ö lüm Yıldızı lazer topu yaratm ak için, o zam ana kadar tasarlanan en güçlü lazerin yara tılması gerekir. Şu anda dünya üzerinde bulunan en güçlü lazer lerin bazıları, yalnızca yıldızların m erkezinde bulunan sıcaklık ları yaratm ak am acıyla kullanılm aktadır. Bunlar günün birinde yıldızların gücünü füzyon reaktörleri şeklinde dünya üzerinde kontrol altına alm ak için kullanılabilir. Füzyon m akineleri, dış uzayda bir yıldızın ilk oluşum u sıra sında m eydana gelen olayları taklit eder. Bir yıldız, yaşam ına m uazzam büyüklükte şekilsiz bir hidrojen gazı topu olarak baş lar, sonra kütleçekim i gazı sıkıştırır ve ısıtır; sıcaklıklar giderek astronom ik düzeylere ulaşır. Ö rneğin bir yıldızın derinliklerin de sıcaklıklar 50 m ilyon ila 100 m ilyon santigrat derece dolayla rına ulaşabilir, bu da hidrojen çekirdeklerinin birbiri ile çarpış m asına, ortaya helyum çekirdekleri ve bir enerji sıçram ası çık m asını sağlar. H idrojenin füzyonla helyum a dönüşm esi ve bu arada Einstein'm tanınm ış E = m c2 form ülü uyarınca az m iktar da bir kütlenin bir yıldızdaki patlam aya hazır enerjiye dönüş mesi, yıldızların enerji kaynağını oluşturur. Bilim insanları, Dünya üstündeki füzyonu hâlihazırda iki şekilde kontrol altma almaya çalışmaktadırlar. Her ikisinin geliş tirilmesinin de tahmin edildiğinden daha zor olduğu kanıtlanmıştır.
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
49
F ü z y o n İ ç i n Ey l e m s i z H a p s e t m e İlk yöntem , "eylem siz hapsetm e" (inertial confinem ent) olarak adlandırılır. Bu yöntem , G üneş'in bir parçasını laboratuvarda yaratm ak için dünyadaki en güçlü lazerleri kullanır. Bir neodim cam ı katı hal lazeri, yalnızca bir yıldızın m erkezinde bulunan yakıcı sıcaklıkları üretm ek için ideal uygunluktadır. Bu lazer sis tem leri, büyük bir fabrika boyutlarm dadır ve uzun bir tünelin içine bir dizi paralel lazer ışını gönderen bir lazer bataryasından oluşm aktadır. Bu yüksek güçlü lazer ışınları, bir kürenin etrafı na yerleştirilm iş bir dizi aynaya çarparlar; aynalar, lazer ışınları nı hidrojen bakım ından zengin (bir hidrojen bom basının etkin bileşeni olan lityum döterit gibi m alzem elerden yapılm ış) m inik bir tablet üzerine dikkatle odaklar. Tablet genellikle bir toplu iğne başı büyüklüğündedir ve ağırlığı 10 m iligram kadardır. Lazer ışığının çarpm ası, tabletin yüzeyini ateşleyerek yüze yin buharlaşm asına ve tableti sıkıştırm asına neden olur. Tablet çökerken, tabletin m erkezine ulaşan bir şok dalgası yaratılır, sıcaklık m ilyonlarca dereceye çıkar, bu da hidrojen çekirdekleri ni fü zy on yolu ile h elyu m a d ön ü ştü rm ek için yeterlidir. Sıcaklıklar ve basm çlar öylesine astronom ik değerlerdedir ki, hidrojen bom baları ve yıldızların çekirdekleri için geçerli olan "L aw son kriterleri" gerçekleşir. (Lawson kriterleri bir hidrojen bom basında, bir yıldızda veya bir füzyon m akinesinde füzyon işlem inin başlayabilm esi için belli bir sıcaklık, yoğunluk ve tu tu klan m a sü resi aralığın ın sağlan m ası g erektiğin i ifade etm ektedir). Eylem siz hapsetm e işlem i sırasm da içinde nötronların da bulunduğu m uazzam m iktarlarda enerji açığa çıkar. (Lityum döterit, 100 m ilyon santigrat derece dolaylarında sıcaklıklara ve kurşunun 20 katı dolaylarında yoğunluğa ulaşabilir). Sonra tab letten güçlü bir nötron çıkışı olur ve bu nötronlar odacığı saran m alzem enin oluşturduğu küresel kılıfa çarparak kılıfı ısıtır. Isınan kılıf suyu kaynatır, üretilen buhar bir türbini çevirm ek ve elektrik üretm ek için kullanılır. Bununla beraber, böylesine yoğun bir gücü m inicik bir küre sel tablet üzerine düzgün şekilde odaklayabilm ek, biraz sorunlu
50
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
bir işlem dir. Lazer füzyonu yaratm ak için yapılan ilk ciddi giri şim, C alifornia'da 1978 yılında çalışm aya başlayan Law rence L iv erm ore U lu sal L ab o ratu v arı'n d a (L aw rence L iverm ore N ational Laboratory - LLNL) inşa edilen yirm i ışınlı Shiva laze riydi. (Shiva, lazer sistem inin tasarım ının taklit ettiği, çok sayıda kolu bulunan H indu tanrıçasıdır). Perform ansı hayal kırıklığı yaratacak düzeyde olsa da, Shiva lazeri lazer füzyonunun teknik olarak işe yarayacağını kanıtlam aya yeterli olm uştu. Shiva lazer sistem i daha sonra yerini on kat fazla enerjiye sahip N ova laze rine bıraktı. A ncak N ova lazeri, tabletleri doğru şekilde ateşle m eyi başaram adı. Yine de, LLNL içinde 1997 yılında inşa edil m eye başlanan U lusal Ateşlem e Tesisi'ndeki (N ational Ignition Facility - NIF) çalışm aların önünü açmıştı. 2009 yılında çalışır hale gelm esi beklenen N IF, 192 lazer ışı nından m eydana gelen, 700 trilyon watt gibi m uazzam bir güce (yaklaşık 700.000 büyük nükleer santralin çıkışının tek bir enerji patlam ası şeklinde yoğunlaştırılm ış hali) sahip devasa bir m aki nedir. H idrojen bakım ından zengin tabletlerin ateşlem esini tam olarak sağlam ak üzere tasarlanm ış, teknoloji harikası bir lazer sistemidir. (Eleştirm enler bunun bariz askeri kullanım am acına işaret etm ektedirler, çünkü bir hidrojen bom bası patlam asını taklit edebilir ve belki de yeni bir nükleer silahın, füzyon işlem i ni başlatm ak için bir uranyum veya plütonyum bom basına gereksinim duym ayan saf bir füzyon bom basının yapım ına ola nak sağlayabilir). Fakat, dünya üzerindeki en güçlü lazerlere sahip olan N IF la zer füzyon m akinesi dahi Yıldız Savaşları'nâaki Ö lüm Yıldızı'm n yok etme gücünün yanına yaklaşam az. Böyle bir cihaz inşa ede bilm ek için, başka güç kaynakları araştırm am ız gerekm ektedir.
FÜZYON İÇİN MANYETİK HAPSETME Bir Ö lüm Yıldızı'na enerji sağlam ak am acıyla bilim insanlarının potansiyel olarak kullanabilecekleri ikinci yöntem , hidrojen gazım n sıcak plazm asım n m anyetik bir alan içerisine hapsedil
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
51
diği bir süreç olan "m anyetik hapsetm e"dir. Aslm a bakılacak olursa bu yöntem , ilk ticari füzyon reaktörlerinin prototipi ola bilirdi. H âlihazırda bu türdeki en gelişm iş füzyon projesi, U lu slararası T erm on ü kleer D eneysel R eak tö rü 'd ü r (International Therm onuclear Experim ental Reactor - ITER). 2006 yılında uluslararası bir ülkeler koalisyonu (Avrupa Birliği, ABD, Çin, Japonya, Kore, Rusya ve H indistan dahil) İTER'i güney Fransa'da C adarache'da inşa etm eye karar" verdi. Bu tesis, hidrojen gazım 100 m ilyon derece santigrat dolaylarına kadar ısıtm ak üzere projelendirilm işti. Tarihte tükettiğinden daha fazla enerji üreten ilk füzyon reaktörü olabilecekti. 500 saniye süre ile 500 m egaw att güç üretebilecek şekilde tasarlan m ıştır (m evcut rekor, 1 saniye süre ile 16 m egaw att'tır). İTER'in ilk plazm asını 2016 yılında üretm esi ve tam çalışır durum a 2022 yılında ulaşm ası beklenm ektedir. 12 m ilyar dolarlık bütçesi ile tarihin en pahalı üçüncü bilim sel projesidir (M anhattan Projesi ve U luslararası U zay Istasyonu'ndan sonra). İçinde hidrojen gazının dolaştığı ve yüzey çevresine m uaz zam tel bobinlerin sarılm ış olduğu İTER, büyük bir sim idi andır m aktadır. Bobinler süper iletken hale gelinceye kadar soğutul m akta, sonra içlerine m uazzam bir enerji pom palanm akta, bu sayede plazm ayı sim idin içinde tutan bir m anyetik alan yaratıl m aktadır. Sim idin içine bir elektrik akım ı verildiği zaman, gazın sıcaklığı olağanüstü düzeylere ulaşm aktadır. Bilim insanlarının İTER karşısında böylesine heyecanlanm a larının nedeni, ucuz bir elektrik kaynağı yaratm a olasılığıydı. Füzyon reaktörlerinin yakıt kaynağı, hidrojen bakım ından zen gin olan bildiğim iz deniz suyudur. Füzyon, hiç olm azsa kâğıt üzerinde, bize asla bitm eyen ucuz bir enerji kaynağı sağlayabilir. Ö yleyse neden şu anda füzyon reaktörlerim iz yok? Füzyon sürecinin haritasım n çıkartıldığı 1950'li yılların ardından, bir gelişm e sağlanm ası için neden bu kadar çok on yıl geçm esi gerekti? Sorun, hidrojen yakıtının tekdüze bir şekilde sıkıştırıl m asının in an ılm ay acak kad ar zor olm asın d a yatm aktadır. Yıldızlarda kütleçekim i hidrojen yakıtım kusursuz bir küre şek linde sıkıştırır, bu sayede gaz eşit ve tem iz bir şekilde ısıtılır.
52
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
N IF'm lazer füzyonunda tabletin yüzeyini ateşleyen eş m er kezli lazer ışını dem etlerinin m ükem m el şekilde tekdüze olm ası gerekir ve bu tekdüzeliği elde etm ek aşırı şekilde zordur. M anyetik hapsetm e m akinelerinde m anyetik alanlar hem kuzey ve hem de güney kutuplara sahiptir; bunun sonucu olarak gazı düzgün bir küre şeklinde sıkıştırm ak son derece zordur. Elde edebileceğim iz en iyi sonuç, halka şeklinde bir m anyetik alan yaratm aktır. Ancak, gazı sıkıştırm ak, bir balonu sıkm aya ben zer. Balonun bir tarafını her sıkıştırışınızda içindeki hava başka bir taraftan baloncuk yapacaktır. Balonu bütün yönlerden aynı anda eşit şekilde sıkıştırm ak, zor bir girişim olacaktır. Sıcak gaz, genellikle m anyetik şişeden dışarı sızar, giderek reaktörün duvarlarına dokunur ve füzyon sürecini durdurur. H idrojen gazının yaklaşık bir saniyeden uzun süre sıkıştırılm asının zorlu ğu, buradan kaynaklanm aktadır. H âlihazırda kullanılm akta olan fisyon nükleer enerji santrallarm ın aksine, bir füzyon reaktörü büyük m iktarlarda nükleer atık üretm eyecektir. (Her bir geleneksel fisyon santrali yılda yaklaşık olarak 30 ton son derece üst düzey nükleer atık üretir. Buna karşılık, bir füzyon m akinesinin üreteceği nükleer atık, genellikle reaktör en sonunda devre dışı bırakıldığı zam an orta ya çıkacak olan radyoaktif çelikten ibaret olacaktır). Füzyon, dünyanın enerji krizini yakın bir gelecekte kökün den çözm eyecektir; Fizik dalında N obel Ö dülü sahibi PierreGilles de Gennes, "G ü neşi bir kutunun içine yerleştireceğim izi söyleyip duruyoruz. Fikir güzel. Sorun şu ki, kutuyu nasıl yapa cağım ızı bilem iyoruz" dem ektedir. Fakat eğer her şey yolunda giderse, araştırm acılar gelecek kırk yıl içinde füzyon enerjisine, evim ize elektrik sağlayacak enerjinin ticarileşm esine giden yolun İTER tarafm dan açılabileceği konusunda üm it taşım akta dırlar. Günün birinde füzyon reaktörleri, güneşin gücünü dünya üzerinde güvenli bir şekilde serbest bırakarak enerji sorunum u zun hafiflem esini sağlayabilir. Fakat, m anyetik hapsetm eli füzyon reaktörleri dahi bir Ö lüm Yıldızı silahını çalıştırm aya yetecek enerjiyi sağlayam az. Bunun için tam am en yeni bir tasarım a gereksinim im iz olacaktır.
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
53
N ü k l e e r A t e ş l e m e l î X İ ş in i La z e r l e r i Bir Ö lüm Yıldızı lazer topunu günüm üzün bilinen teknolojisini kullanarak bir benzerini gerçekleştirm ek için bir olasılık daha vardır, o da bir hidrojen bom basıdır. N ükleer silahlarm gücünü kontrol eden ve odaklayan bir x ışınlı lazer bataryası, kuram sal olarak bütün bir gezegeni yakıp yıkabilecek bir cihazı çalıştırm a ya yetecek kadar güç üretebilir. N ükleer güç, aym ağırlıktaki bir kim yasal m adde tepkim esi ne kıyasla yaklaşık 100 m ilyon kat enerji açığa çıkm asına neden olur. Bir tenis topundan daha büyük olm ayan zenginleştirilm iş bir uranyum parçası, kütlesinin yalm zca yüzde 1 kadarı enerjiye dönüşm üş olm asm a karşın bütün bir şehri bir alev topuna çevi rebilir. Daha önce tartıştığım ız gibi, bir lazer ışm ma enerji yük lem ek için çeşitli yöntem ler vardır. Bunların açık farkla en güçlüsü, bir nükleer bom bam n açığa çıkarttığı enerjiyi kullanmaktır. X ışını lazerleri, askeri değerlerinin yanı sıra bilim sel açıdan da m uazzam bir değer taşım aktadır. Çok kısa dalga uzunlukla rı nedeniyle, atom ik m esafeleri incelem ek ve karm aşık m olekül lerin atom ik yapısını çözm ek için kullanılabilirler, bu da alışıla gelm iş yöntem lerle olağanüstü zor bir işlem dir. Atom ları hare ket halinde ve bir m olekülün içinde bulundukları norm al konum larında "görebild iğiniz" takdirde, kim yasal tepkim elerde kocam an ve yepyeni bir pencere açılm aktadır. Bir hidrojen bom bası X ışını bölgesinde m uazzam m iktarda bir enerji açığa çıkardığı için, X ışını lazerleri nükleer silahlara güç sağlam ak am acıyla da kullanılabilir. X ışını lazeri ile en yakından ilişkilendirilebilecek kişi, hidrojen bom basının babası olan fizikçi Edw ard Teller'dır. Teller, 1950'li yıllarda ABD Kongresi önünde, M anhattan P rojesi'ni yönetm iş olan Robert O ppenheim er'm politik görüşle ri nedeniyle hidrojen bom bası üzerinde çalışm alara devam etm esi açısından güvenilir olm adığı yolunda ifade veren fizikçi dir. Teller'm tanıklığı, O ppenheim er'm gözden düşm esine ve güvenlik belgesinin iptal edilm esine yol açm ıştı; önde gelen fizikçilerin çoğu, yaptığı için Teller'ı asla affetm edi.
54
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
(Teller ile tem asım , lised e oku d uğum yıllard a başladı. A ntim addenin özelliklerine dair bir dizi deney yapm ış ve San Francisco bilim fuarında büyük ödülün yanı sıra Albuquerqe, N ew M exico'daki Ulusal Bilim Fuarı'na bir seyahat kazanm ış tım. G elecek vaat eden genç fizikçilere ilgi duyan Teller ile bir likte yerel televizyona çıktım. N ihayet Teller'm H arvard'daki üniversite eğitim im in m asraflarım karşılayan H ertz M ühendi slik Bursu'nu kazandım . T eller'm B erkeley'deki evine yılda b ir kaç defa yaptığım ziyaretler sayesinde ailesini oldukça iyi tanı ma olanağı buldum ). Teller'm X ışını lazeri, tem el olarak bakır çubuklarla çevre lenm iş küçük bir nükleer bom badır. N ükleer bom banın patlatılması, yoğun X ışınlarından oluşan küresel bir şok dalgası m ey dana getirir. Enerji yüklü bu ışınlar, daha sonra laze edici m alze me görevi görerek X ışınlarının gücünü yoğun dem etler halinde odaklayan bakır çubukların arasından geçer. Bu X ışını dem etle ri, daha sonra düşm anın savaş başlıklarına yönlendirilebilir. Şüphesiz, böyle bir cihaz yalnızca bir kez kullanılabilir, çünkü nükleer bom banın patlam ası X ışını lazerinin kendi kendisini yok etm esine yol açacaktır. N ükleer enerjili X ışını lazerinin ilk denem esine Cabra testi adı verilm işti ve 1983 yılında yer altındaki bir tünelde gerçekleş tirildi. Bir hidrojen bom bası patlatılm ış ve onun eşevresiz X ışın ları eşevreli bir X ışını lazer dem eti oluşturacak şekilde odaklan mıştı. Ö nceleri bu testin başarılı olduğu düşünülm üştü ve ger çekten de 1983 yılında Başkan Ronald R eagan'a tarihi bir konuş m a yaparak bir "Y ıld ız Savaşları" savunm a kalkanı inşa etme niyetim duyurm ak için ilham verm işti. Böylece, düşm an ICBM (Kıtalararası Balistik Füzenlerini vurm ak için nükleer enerjili X ışını lazeri gibi cihazlardan oluşan bir dizge inşa etm ek üzere bugün dahi devam eden m ilyarlarca dolarlık bir çalışm a başla tılmıştı. (Sonradan yapılan incelem eler, C abra testi sırasında ölçüm yapm ak için kullanılan algılayıcının hasar gördüğünü ortaya koym uştu, dolayısıyla okunan değerlere güvenilem ezdi). Böylesine tartışm alı bir cihaz, günüm üzde ICM B (Kıtalar arası Balistik Füze) savaş başlıklarını vurm ak için kullanılabilir
FAZERLER VE Ö LÜ M YILDIZLARI
55
m i? Belki. Fakat düşm an, bu tür silahların etkisini ortadan kal dırm ak için çeşitli basit, ucuz yöntem ler kullanabilir (Örneğin düşm an, radarı şaşırtm ak için m ilyonlarca ucuz sahte hedef fır latabilir, X ışınlarını dağıtm ak için savaş başlıklarına bir dönüş hareketi verebilir veya X ışınm a karşı korum ak için kim yasal bir kaplam a kullanabilir). Veya düşm an, bir Yıldız Savaşları savun m a kalkanının içine sızm ak için savaş başlıklarını seri şekilde üretebilir. Yani nükleer enerjili bir X ışını lazeri, günüm üzde bir füze savunm a sistem i olarak kullanışlı değildir. Fakat, yaklaşan bir asteroide karşı kullanm ak veya bir gezegeni bütünüyle ortadan kaldırm ak üzere bir Ö lüm Yıldızı'nın yaratılm ası m üm kün ola bilir mi?
B ÎR ÖLÜM YILDIZININ FİZİĞİ Yıldız Savaşları'nd a olduğu gibi, bir gezegeni bütünüyle yok ede bilecek silahlar yaratılabilir mi? K uram sal olarak yanıt, 'evet'tir. Bunlar birkaç şekilde yaratılabilir. İlk olarak, bir hidrojen bom bası vasıtasıyla açığa çıkabilecek enerji için hiçbir fiziksel sınır bulunm am aktadır. Bu iş şöyle ger çekleşir. (Bir hidrojen bom basının ayrıntılı planları ABD hükü m eti tarafından bugün dahi en üst düzeyde gizli olarak kabul edilm ektedir, fakat genel çizgiler gayet iyi bilinm ektedir). Bir hidrojen bom bası, aslında pek çok aşam ada inşa edilir. Bu aşa m alar art arda doğru şekilde dizildiği takdirde, hem en hem en istenen her büyüklükte bir nükleer bom ba üretilebilir. İlk aşam a, standard fisyon bom basıdır. H iroşim a bom basın da olduğu gibi, yoğun bir X ışını çıkışı sağlam ak am acıyla Uranyum 235'in gücü kullanılır. A tom bom bası patlam asının her şeyi parçalam asından saniyenin çok küçük bir kesri kadar önce, genleşen X ışını küresi patlam ayı durdurur ve hem en arkasından (çünkü ışık hızında hareket etm ektedir) içinde hid rojen bom basının etkin bileşeni olan lityum döteritin bulunduğu bir kabın üzerine yeniden odaklandırılır. (Bunun tam olarak ne şekilde yapıldığı, hâlâ gizlidir). Lityum döterite çarpan X ışınla
56
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
rı onun çökm esine ve m ilyonlarca derece sıcaklığa ulaşm asına neden olur ve bu birincisinden çok daha güçlü ikinci bir patla m aya yol açar. Bu hidrojen bom basından çıkan X ışınları, daha sonra ikinci bir lityum döterit parçasının üzerine odaklanarak üçüncü bir patlam a yaratır. Bu şekilde, lityum döteriti yan yana dizebilir ve hayal dahi edilem eyecek büyüklükte bir hidrojen bom bası yaratabiliriz. Aslına bakılacak olursa şim diye kadar yapılan en büyük hidrojen bom bası 1961 yılında Sovyetler Birliği tarafından patlatılan iki kadem eli bir bom baydı ve kuram sal olarak 100 m ilyon ton TN T (veya H iroşim a bom bası nın beş bin katı güçlü) bir patlam a yaratabilecek kapasitede olm asına karşın, 50 m ilyon ton TN T gücüne sahipti. Buna karşın, bütün bir gezegeni patlatm ak, tam am en farklı bir güç gerektirir. Bunun için Ö lüm Y ıldızının uzaya böyle X ışınlarından binlercesini gönderm esi ve bunların hepsinin aynı anda patlatılm ası gerekirdi. (Karşılaştırm a yapm ak için, soğuk savaş sırasında ABD ve Sovyetler B irliği'nin her birinde otuzar bin nükleer bom ba yapıldığını göz önünde bulundurm alısınız). Böylesine m uazzam sayıda X ışınının bileşik enerjisi, bir gezege nin yüzeyini yakıp yıkacak güçte olurdu. Dolayısıyla, binlerce yıl gelecekte kurulu bir Galaksi İm paratorluğu'nun böyle bir silah yaratm ası kesinlikle m üm kün olabilirdi. Çok gelişm iş bir uygarlık için ikinci bir seçenek daha bulun m aktadır: Ö lüm yıldızını yaratm ak için bir gam a ışını patlam a sının enerjisini kullanm ak. Böyle bir Ö lüm Yıldızı, Büyük Patlam a'nm hem en altında şiddete sahip olan bir radyasyon açığa çıkartacaktır. G am a ışını patlam aları dış uzayda doğal haliyle bulunurlar, fakat gelişm iş bir uygarlığın bu gücü kontrol altına alabileceğini düşünm ek yanlış olmaz. Bir yıldızın çökerek bir hipernovaya dönüşm eden hem en önce dönüşünü kontrol altına alm ak, gam a ışını patlam asının uzayın herhangi bir nok tasına odaklanm asına olanak sağlayacaktır.
FAZERLER VE Ö L Ü M YILDIZLARI
57
G a m a İ ş i n i Pa t l a m a s i Gam a ışını patlam aları aslında ilk olarak 1970Tİ yıllarda, ABD ordusu "atom flaşlarım " (bir nükleer bom banın yetkisiz olarak patlatılm asınm kanıtı) algılam ak üzere Vela uydusunu fırlatm a sından sonra görülm üştür. Fakat Vela uydusu, atom flaşlarım algılam ak yerine uzayda m eydana gelen m uazzam bir radyas yonu tespit etm iştir. Bu keşif, başlangıçta Pentagon'da bir pani ğe yol açmıştır: Sovyetler, dış uzayda yeni bir nükleer silahın denem elerini m i yapm aktaydı? Daha sonra, bu radyasyon patla m alarının gökyüzünün bütün yönlerinden düzgün şekilde gel m ekte olduğu, yani aslında Sam anyolu galaksisinin dışm dan gelm ekte olduğuna karar verilm işti. Fakat bunlar eğer galaksi dışından gelm ekte iseler, gerçekten astronom ik boyutlarda, görülebilir evrenin tam am ını aydınlatm aya yetecek şiddette gücü açığa çıkartıyor olm aları gerekirdi. Sovyetler Birliği 1990 yılında parçalandığı zam an Pentagon m uazzam m iktarda astronom ik verinin üzerindeki gizlilik kay dını kaldırarak gökbilim cileri şaşkm a çevirdi. G ökbilim ciler bir denbire yeni, gizem li, ders kitaplarının yeni baştan yazılm asını gerektirecek nitelikte bir olayla yüz yüze olduklarının farkm a vardılar. Gam a ışını patlam aları yalnızca birkaç saniye ila birkaç daki ka arasında sürdüğü için, fark edilm eleri ve incelenm eleri için karm aşık bir algılayıcı sistem inin kullanılm ası gerekir. İlk ola rak, uydular ilk radyasyon patlam asını algılayarak patlam anın tam koordinatlarım D ünyaya gönderir. Bu koordinatlar, daha sonra gam a ışını patlam asının tam üzerine kilitlenecek olan optik veya radyo teleskoplara gönderilir. Çoğu ayrıntının açıklanm ası hâlâ gerekli olm akla beraber, gam a ışını patlam alarının kökenine ilişkin kuram lardan biri, bunların m uazzam güçte "h ipern ovalar" olduğu, kayboldukları zam an yerlerini kocam an kara deliklerin aldığı şeklindedir. G örünüşe göre, gam a ışını patlam aları, oluşum halindeki cana var kara deliklerdir.
58
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Fakat kara delikler, tıpkı dönen bir topaç gibi iki radyasyon "pü skürtü sü " yapar, biri kuzey kutbundan, diğeri ise güney kutbundan. Uzaktaki bir gam a ışını patlam asında görülen rad yasyon, belli ki püskürtülerden D ünya'ya dönük olan biridir. Eğer gam a ışını patlam asının püskürtüsü D ü nya'yı hedefliyor olsayd ı ve gam a ışını patlam ası g alak tik çevrem izde (D ünya'dan birkaç yüz ışık yılı uzakta) olsaydı, gücü gezegeni m izdeki bütün yaşam ı yok etm eye yeterli olurdu. Gam a ışını patlam asının X ışını dalgası ilk olarak Dünya üze rindeki bütün elektronik cihazları yok edecek bir elektrom anye tik darbe üretirdi. X ışını ve gam a ışınları içeren yoğun ışın dem eti, ozon tabakasını yok ederek D ünya'nm atm osferine zarar verecek kadar güçlü olurdu. Daha sonra gama ışını püs kürtüsü, Dünya yüzeyindeki sıcaklıkları yükseltm eye başlar, sonunda bütün gezegeni sarıp sarm alayacak m uazzam yangın fırtınalarına yol açardı. Gam a ışını patlam ası Yıldız Savaşları'nda olduğu gibi bütün gezegeni gerçekten patlatm ayabilirdi, fakat kesinlikle bütün yaşam ı yok eder, geride kavrulm uş, çıplak bir gezegen bırakırdı. Bizden yüz binlerce yıl ilerdeki bir uygarlığın böyle bir kara deliği hedef yönünde gönderm esinin m üm kün olacağı düşünü lebilir. Bu, gezegenlerin ve nötron yıldızlarının yörüngelerinin gezegen çökm eden hem en önce doğru yönde saptırılm ası ile sağlanabilir. Bu saptırm a, yıldızın dönm e ekseninin belli bir yönlendirm eye yol açacak şekilde değiştirilm esi şeklinde ola caktır. Ölm ekte olan bir yıldız, hayal edilebilecek en büyük ışm tabancasına dönüştürülebilir. Özetle, taşınabilir veya elde tutulabilir ışın tabancaları ve ışm kılıçları yapm ak için güçlü lazerlerin kullanılm ası, I. sınıf bir ola naksızlık olarak kabul edilebilir - yakın gelecekte veya belki de bir yüzyıl içinde gerçekleşebilecek bir şey. Fakat, dönen bir yıl dızı bir kara deliğe dönüşm eden önce nişanlam ak ve onu bir Ö lüm Yıldızı'na dönüştürm ek, II. sınıf bir olanaksızlık olarak kabul edilm elidir - fizik yasalarına aykırı olm adığı açık (böyle gama ışını patlam aları m evcuttur), fakat binlerce, m ilyonlarca yıl ilerdeki gelecekte m üm kün olabilecek bir şeydir.
Işınlama İkilem le karşılaşm ış olmamız ne kadar harika b ir şey. Şimdi ilerlem e kaydetm ek İçin biraz üm it taşıya biliriz. - NIELS BOHR
Ben fiz ik yasalarını değiştirem em Kaptan! - SCOTTY, U Z A Y Y O L l/’ NU N BAŞM ÜHENDİSİ
I
ŞIN LA M A veya bir insanı ya da nesneyi bir anda bir yerden başka bir yere gönderm e yeteneği, uygarlığın akışını değişti rebilecek ve ülkelerin kaderini etkileyebilecek bir teknolojidir. Savaşm anın kurallarını geriye dönülm ez şekilde değiştirebilir: O rdular birliklerini düşm an hatlarının gerisine ışınlayabilir veya daha basiti, düşm anın lider kadrosunu kendi yanlarına ışınlayıp onları esir edebilir. G ünüm üzün ulaşım sistem i -otom obillerden gem ilere, trenlerden u çak lara- dem ode olabilir; kendim izi işyerim ize, m allarım ızı m arketlere basit bir şekilde ışınlayabiliriz. Kendim izi istediğim iz yere ışınlayabileceğim iz için, tatil yolcu luklarının zahm eti ortadan kalkar. Işınlam a, her şeyi değiştire cektir. Işınlam adan bahsedildiğini gördüğüm üz en eski m etinler, ruhların insanları kapıp götürdüğü İncil gibi dini m etinlerdir. Y en i A h it'teki İşler b aşlık lı b ölü m d en yap ılan bu alın tı, Filipu s'un G azze'd en A sdot'a ışınlandığını im a ederm iş gibi görünm ektedir: "Su d an çıktıkları zam an Rabbin Ruhu Filipus'u hem en oradan uzaklaştırdı. Filipus'u bir daha görm eyen hadım
60
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
sevinç içinde yoluna devam etti. Filipus ise kendini Aşdot K enti'nde buldu. Sezariye'ye varm caya dek bütün kentleri dola şarak M üjde'yi duyurdu." (İşler 8:36-40) Işınlam a, her sihirbazın çantasında var olan bir num aradır: Bir şapkadan tavşan, kollardan iskam bil kâğıtları, birinin kulağı nın arkasından para çıkartm ak gibi. Son zam anlarda gerçekleş tirilen daha iddialı sihirbazlık oyunlarından biri, şaşkın bir seyirci kitlesinin gözleri önünde bir fili ortadan kaybetm eyi başarm aktaydı. Bu gösteride tonlarca ağırlıktaki koskoca bir fil, bir kafesin içine yerleştiriliyordu. Sonra fil, sihirbazın bir değnek hareketiyle seyircileri hayretler içinde bırakarak ortadan yok oluyordu. (Elbette fil gerçekten kaybolm am aktaydı. H ile, ayna lar kullanılarak gerçekleştiriliyordu. K afesin her çubuğunun arkasına uzun, ince, düşey aynalar yerleştirilm işti. Bu düşey ayna şeritlerinin her biri, tıpkı bir kapı gibi hareket ettirilebiliyordu. Sihirbazlık num arasının başında bu ayna şeritlerinin hepsi çubukların arkasına ayarlanm ıştı, aynalar görünm üyor, fil görünüyordu. A ncak, aynalar seyircilere doğru 45 derece dön dürüldüğü zam an fil kaybolm uş, seyirciler de kafesin yanından yansıyan görüntüyü seyretm eye başlam ıştı).
IŞINLAMA VE BİLİM KURGU Işınlam a düşüncesinin bilim kurguda karşım ıza ilk kez çıkışı, Edw ard Page M itchell'in 1877 yılında yayım lanan "V ücu du O lm ayan A dam " adlı hikâyesinde görülm ektedir. Bu hikâyede bir bilim insanı, bir kedinin atom larım birbirinden ayırarak tel graf teli üzerinden gönderm eyi başarm ıştır. N e yazık ki, bilim insanı kendisini ışınlam aya çalışırken pil bitm iştir. Sadece başı, başarılı şekilde ışm lanm ıştır. Adını Sherlock H olm es rom anlarıyla duyurm uş olan Sir Conan Doyle, ışınlam a kavram ına karşı büyük bir hayranlık duym aktaydı. Yıllar boyunca detektif rom anları ve kısa hikâye ler yazdıktan sonra, Sherlock H olm es serisinden yorulm aya baş lam ış ve en sonunda Profesör M oriarty ile birlikte bir şelaleden
IŞINLAMA
61
aşağıya atlam asını sağlayarak detektifini öldürm üştür. Ancak, kam uoyunun feryadı o derece güçlü olm uştur ki, D oyle detekti fi hayata döndürm ek zorunda kalm ıştır. Sherlock H olm es'i öld ü rem ey eceğ ini an layan D oyle, bu n u n y erin e Sh erlock H olm es'in tam tersi olan Profesör C hallenger'in m aceralarını anlatan tam am en yeni bir seri yaratm aya karar verm iştir. H er ikisi de kıvrak birer zekâya ve gizem leri çözm e yolunda keskin birer göze sahiptir. Ancak, Bay H olm es'in karm aşık olayları çöz m ek için soğuk, tüm dengelim li m antık kullanm asına karşın, Profesör Challenger ruhlar dünyasının karanlık dünyasına ve aralarında ışınlam anın da bulunduğu paranorm al (normal ötesi) olaylara yolculuklar yapm aktadır. The Disirıtegration Machine adını taşıyan 1927 tarihli hikâyede profesör, bir insanı atom ları na ayırabilen ve daha sonra başka bir yerde yeniden bir araya getiren bir m akine icat eden bir adam la karşılaşm aktadır. Ancak Profesör Challenger, m ucidin eğer yanlış ellere düşerse bu ica dın bir düğm eye basarak içinde m ilyonlarca insanın yaşadığı koskoca şehirleri yok edebileceğini söyleyerek övünm esi karşı sında dehşete kapılır. Profesör Challenger, daha sonra m akineyi kullanarak m ucidi atom larına ayırır ve onu tekrar bir araya getirm eden laboratuvardan ayrılır. Hollyw ood, ışınlam ayı daha yakın bir geçm işte keşfetmiştir. 1958 yılında çekilen The Fly adlı film , ışınlam anın korkunç bir şekilde ters gitm esi durum unda nelerin olabileceğini görsel ola rak incelem ektedir. Bir bilim insanı kendisini bir odanın bir ucundan diğerine başarılı şekilde ışınlarken, atom ları ışınlam a kabinine kaza eseri giren bir sineğin atom larıyla karışır, böylece bilim inşam, garip bir şekilde m utasyona uğrar, yarı insan yarı sinek bir canavara dönüşür. (Film, 1986 yılında başrolde Jeff G oldblum ile tekrar çekilm iştir). Işınlam a, Uzay Yolu serisi ile kendine popüler kültürde bir y er buldu. Uzay Yolu'n u n y aratıcısı G ene R odenberry, Param ount Stüdyolarının bütçesi uzay gem ilerinin kalkışı ve uzak gezegenlere inişi için gereken yüksek m aliyetli özel efekt lerin kullanılm asına izin verm ediği için diziye ışınlam ayı getir
62
I . SINIF OLANAKSIZLIKLAR
di. Atılgan'm m ürettebatını gidecekleri yere basit bir şekilde ışın lam ak, daha ucuza m al oluyordu. Yıllar geçtikçe, bilim insanları tarafından ışınlam anın olası olup olm adığı üzerine sayısız itiraz üretilm iştir. Birini ışınlam ak için, canlı bir vücuttaki her bir atom un yerini tam olarak bilm e niz gerekir, bu da m uhtem elen H eisenberg belirsizlik ilkesini ihlal edecektir. (Bir elektronun hem kesin yerini ve hem de hızı nı aynı anda bilem ezsiniz ilkesi). Eleştirenler karşısında bir reve rans yapan Uzay Yolu prodüktörleri, sanki kuantum fiziği yasa larının ışınlayıcıya eklenecek bir cihaz sayesinde yok edilm esi m üm kü n olabilirm iş gibi, ışın lam a od asına "H eisen b erg K om pensatörleri" eklem işlerdi. Fakat işlerin gidişine bakılacak olursa, bu H eisenberg Kom pensatörlerine duyulan gereksinim biraz zam ansız olabilir. İlk eleştirm enler ve bilim insanları yanı lıyor olabilirler.
IŞINLAMA VE KUANTUM KURAMI N ew toncu ku ram a göre, ışın lam a k esin likle olanaksızdır. N ew ton yasaları, m addenin m inik, sert bilardo toplarından m eydana geldiği görüşü üzerine kuruludur. N esneler itilinceye kadar hareket etm ez; nesneler birdenbire ortadan kaybolm az ve başka bir yerde ortaya çıkmaz. Fakat kuantum kuram ında parçacıklar bunu yapabilir. 250 yıl boyunca hüküm süren N ew ton yasaları, W erner H eisenberg, Erw in Schrödinger ve çalışm a arkadaşlarının 1925 yılında kuan tum kuram ım geliştirm eleri sonucunda tahttan inm ek zorunda kalm ışlardı. Fizikçiler, atom ların garip özelliklerini incelerken elektronların dalgalar gibi davrandıklarını ve atom un içindeki karm an çorm an görünüm lü hareketler sırasında kuantum sıçra m aları yaptıklarım keşfettiler. Bu kuantum dalgaları ile en yakından ilgili olan kişi, bütün fizik ve kim yanın en önem li denklem lerinden birini, adım taşı yan tanınm ış dalga denklem ini yazm ış olan V iyanalı fizikçi Erw in Schrödinger'dir. Lisansüstü eğitim de onun m eşhur denk
IŞINLAMA
63
lem ini çözm ek için bütün bir yarıyıl süren dersler verilm ekte, bu denklem in derin sonuçlarını inceleyen kitaplar fizik kütüphane lerinin duvarlarını doldurm aktadır. İlke olarak kim yanın tümü, bu denklem in çözüm lerine indirgenebilir. 1905 yılında Einstein ışık dalgalarının parçacık benzeri özel liklere sahip olabileceğini, yani foton adı verilen enerji paketleri olarak tarif edilebileceklerini gösterm işti. Fakat 1920 yılm a gelindiğinde Schrödinger, bunun tersinin de gerçek olabileceği ni, yani parçacıkların tıpkı elektronlar gibi dalga benzeri davra nışlar sergileyebileceğini anlam aya başladı. Bu görüş, ilk olarak Fransız fizikçi Louis de Broglie tarafından ortaya atılm ış ve ona bu tahm ini dolayısıyla N obel Ödülü kazandırm ıştı. (Biz bunu üniversitem izde lisans öğrencilerine gösteririz. Televizyonlarda yakın bir zam an öncesine kadar yaygın bir şekilde bulunm akta olanlara benzer bir katod ışm ı tüpünün içinde elektronları ser best bırakırız. Elektronlar m inicik bir deliğin içinden geçerler, bu nedenle elektronların TV ekranına çarptığı yerde m inicik bir nokta görm eyi beklersiniz. H albuki ekranda gördüğünüz şey, eğer noktanın içinden nokta büyüklüğünde bir parçacık değil de bir dalga geçm iş olsaydı görm eyi bekleyeceğiniz gibi eş m erkez li, dalgaya benzeyen halkalardır). G ünün birinde Schrödinger, dersinde bu m erak uyandırıcı olayı incelem ekteydi. Fizikçi arkadaşı Peter Debye bir soru ile ona m eydan okudu: Eğer elektronlar dalgalarla tanım lanıyorsa, dalga denklem leri nedir? N ew ton'un m atem atiği icat etm esinden bu yana fizikçiler dalgaları dalga denklem leri vasıtasıyla tanım layabilm ekteydi ler, dolayısıyla Schrödinger, D ebye'nin m eydan okum asını kabul ederek elektron dalgalarm m diferansiyel denklem ini yaz m aya başladı. Schrödinger o ay tatile çıktı ve geri döndüğü zam an, denklem elindeydi. M axw ell'in daha önce Faraday'm kuvvet alanlarım alıp içinden M axw ell ışık denklem lerini çıkart tığı gibi, Schrödinger de Broglie'nin m adde dalgalarını alm ış ve elektronlar için Schrödinger denklem lerini ortaya çıkartmıştı. Bilim tarihçileri, m odern fizik ve kim yanın görünüm ünü sonsuza kadar ve tam am ıyla değiştiren tanınm ış denklem ini
64
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
keşfettiği zam an Schrödinger'in tam olarak ne yapm akta oldu ğunu bulabilm ek için epeyce çaba harcam ışlardır. Görünüşe göre Schrödinger serbest aşka inanm aktaydı ve seyahatlerinde kendisine sıklıkla eşi ve m etresleri eşlik ederdi. Hatta, çok sayı da âşığı için hatıra defterinde ayrıntılı kayıtlar tutm uş, her m ace rasını geniş bir şekilde şifreyle anlatm ıştı. Günüm üz tarihçileri, den klem in i keşfettiğ i sırad a kız ark ad aşların d an b iri ile Alplerdeki Villa H erw ig'de olduğuna inanm aktadırlar. Schrödinger, denklem ini hidrojen atom u için çözm eye başla dığı zam an, daha önceki fizikçiler tarafından hidrojenin dikkat le listelenen enerji düzeylerinin doğru olduğunu görerek hayret etm işti. Daha sonra, atom un N iels Bohr tarafından elektronların çekirdek etrafında döner durum da çizilen (ve m odern bilimi sim gelem eye çalışırken reklam larda ve sim gelerde bugün dahi kullanılan) eski resm inin aslında yanlış olduğunun ayırdma vardı. Bu yörüngelerin yerini, çekirdeği çevreleyen dalgalar almalıydı. Schrödinger'in çalışm aları, fizik dünyası içinde de şok dalga ları yarattı. Fizikçiler birdenbire atom un içine bakm a, elektron kabuklarının m eydana getiren dalgaları ayrıntılı şekilde incele m e ve bu enerji düzeyleri için verilere kusursuz şekilde uyan öngörüler elde etm e olanağına kavuşm uşlardı. Fakat, geriye bugün dahi fizik dünyasınm akim dan çıkm a yan bir soru kalm ıştı. Eğer elektronu bir dalga ile tanım lam ak m üm kün ise, o takdirde dalgalanm a neydi? Bu soru, dalgaların aslında olasılık dalgaları olduğunu söyleyen fizikçi M ax Born tarafından yanıtlanm ıştı. Bu dalgalar, size yalnızca belirli bir elektronu herhangi bir zam anda herhangi bir yerde bulabilm e olasılığını söylem ekteydi. Başka bir deyişle, elektron bir parçacık tır, fakat bu parçacığı bulabilme olasılığı, Schrödinger'in denklemi sayesinde mümkündür. D alga ne kadar büyükse, parçacığı o nok tada bulm a olasılığı da o kadar büyüktür. Bu gelişm eler, evvelce bize kesin öngörüler ve kuyruklu yıl dızlardan top güllelerine kadar çeşitli parçacıklar için ayrıntılı yörüngeler veren fiziği şans ve olasılık ile tanıştırm aktaydı.
IŞINLAM A
65
Bu belirsizlik, sonunda H eisenberg'in belirsizlik ilkesini, yani bir elektronun hem konum unu ve hem de tam hızım bilem eye ceğiniz kavram ını önerm esi ile bir sistem e bağlandı. Belli bir zam an süresi içinde ölçülebilecek enerjisini de tam olarak bile m ezdiniz. Sağduyunun bütün temel yasaları, kuantum düzeyin de ihlal ediliyordu: Elektronlar ortadan kaybolabilir ve başka bir yerde ortaya çıkabilir ve elektronlar aynı anda pek çok yerde olabilir. (Şu işe bakın ki, 1905 yılında devrim in başlam asına yol açan, kuantum kuram ının isim babası Einstein ve bize dalga denkle m ini veren Schrödinger, şans faktörünün tem el fiziğin içine gir m esinden dehşete kapılm ışlardı. Einstein, "K u an tum m ekaniği büyük bir saygıyı hak ediyor. Fakat içim den gelen bir ses, bana bunun aradığım ız şey olm adığını söylüyor. Bu kuram insana pek çok şey veriyor, fakat bizi yaşlı adam ın sırrına yaklaştırdığı nı söyleyem eyiz. En azından benim düşüncem e göre, ben Tanrı'm n zar atm adığına inanıyorum " diye yazm ıştı). Fleisenberg'in kuram ı devrim niteliğindeydi ve tartışm aya açıktı, fakat işe yarıyordu. Fizikçiler, akılları karıştıran ve arala rında kim ya yasalarının da bulunduğu pek çok olayı tek bir ham lede açıklayabilm ekteydiler. K uantum kuram ının ne kadar garip olduğunu göstererek doktora öğrencilerim i etkilem ek am acıyla, onlardan kendi atom larının birdenbire ortadan kaybo larak bir tuğla duvarın öbür tarafında ortaya çıkm aları olasılığı nı hesaplam alarını isterim . Böyle bir ışınlam a olayı N ew ton fizi ği altında olanaksız olsa da, kuantum fiziği buna izin verm ekte dir. Bununla beraber yanıt, bu olayın gerçekleşm esi için evrenin yaşam süresinden daha uzun bir süre beklenm esi gerektiği şek lindedir. (Eğer kendi vücudunuzun Schrödinger dalgasının gra fiğini çıkartm ak için bir bilgisayar kullanacak olursanız, grafiğin vücudunuzdaki bütün özellikleri gayet iyi tem sil ettiğini görür sünüz. Yalnızca grafik biraz bulanıktır, dalgalarınızdan bazıları bütün yönlere sızm aktadır. Bazı dalgalarınız, uzaktaki yıldızla ra kadar dahi uzanır. Dolayısıyla, günün birinde çok uzaklarda ki bir gezegende uyanm a olasılığınız m inicik de olsa, vardır).
66
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Elektronların görünüşte aynı anda pek çok yerde birden olm ası, kim yanın tem elini oluşturm aktadır. Elektronların bir çekirdek etrafında tıpkı m inyatür bir güneş sistem i gibi döndü ğünü biliyoruz. A ncak, atom lar ve güneş sistem leri epeyce fark lıdır; eğer dış uzayda iki güneş sistem i birbiriyle çarpışacak olursa, güneş sistem leri parçalanır ve gezegenler derin uzaya fır latılır. Buna karşın, atom lar birbiriyle çarpıştıkları zam an genel likle kusursuz şekilde kararlı olan, birbirleriyle elektronlar pay laşan m oleküller m eydana getirirler. Lise kim ya sınıfında öğret m en bunu genellikle iki atom u birbirine bağlayan, futbol topuna benzeyen "d eform e" olm uş bir atom ile tem sil eder. Fakat, kim ya öğretm enlerinin öğrencilerine nadiren söyle dikleri şey, bu elektronun iki atom arasında "d eform e" olm adı ğıdır. Bu "fu tbol top u ", aslında elektronun futbol topu içinde aynı anda birden çok yerde olm a olasılığını tem sil etm ektedir. Başka bir deyişle, vücutlarım ızın içindeki m olekülleri açıklayan kim yanın tam am ı, elektronların aynı anda birçok yerde olabile ceği fikrine dayanm aktadır ve vücudum uzun m oleküllerini bir arada tutan şey, iki atom arasındaki bu elektron paylaşım ıdır. Kuantum kuramı olmaksızın moleküllerimiz ve atomlarımız derhal dağılırdı. Kuantum kuram ının bu garip fakat köklü özelliği (en garip olayların dahi m eydana gelebileceği konusunda ölçülebilir bir olasılık var olduğu), D ouglas A dam s tarafından Otostopçunun Galaksi Rehberi adlı eğlendirici rom anda kullanılm ıştır. Galaksi içinde dolaşabilm ek için uygun bir yöntem e ihtiyacı vardı, dola yısıyla Sonsuz O lanaksızlık M akinesi'ni, "yıld ızlar arasm daki m uazzam m esafeleri hiper uzay içindeki şu usandırıcı başıboş dolaşm alar olm aksızın bir saniyenin yalnızca hiçte biri kadar bir sürede geçm ek için yeni ve harika bir y o l'u " icat etmişti. O nun m akinesi, herhangi bir kuantum olayının olasılığım istediğiniz şekilde değiştirm enize olanak sağlıyordu. Ö yle ki, epeyce ola naksız olaylar dahi sıradan şeyler haline gelebiliyordu. Yani, en yakındaki yıldız sistem ine gitm ek istediğiniz takdirde, yapm a nız gereken şey yalnızca o yıldızda ortaya çıkm a olasılığınızı değiştirm ekti, v e işte! D erhal oraya ışm lanacaktım z.
IŞINLAMA
67
G erçek yaşam da ise, atom un içinde o kadar sık karşılaşılan kuantum "sıçray ışlarını" trilyonlarca atom dan m eydana gelen insanlar gibi büyük nesneler için genelleştirm ek, o kadar kolay değildir. V ücudum uzdaki elektronlar çekirdeğin etrafındaki m uhteşem yolculukları sırasında dans edip zıplıyor olsalar dahi sayıları o kadar fazladır ki, hareketleri birleşerek bir ortalam a m eydana getirir. Kabaca konuşacak olursak bu, bizim düzeyi m izde m alzem elerin katı ve kalıcı olarak görünm esinin nedeni dir. Dolayısıyla, atom düzeyinde ışınlam aya izin verilm esine kar şın, bu garip etkilere m akroskobik bir ölçekte şahit olm ak iste yenlerin evrenin yaşam süresinden daha uzun bir süre beklem e leri gerekecektir. Fakat, tıpkı bilim kurgu hikâyelerinde olduğu gibi, bir şeyleri istendiği zam an ışınlayacak bir m akine yaratm ak için kuantum kuram ının yasaları kullanılabilir mi? Şaşırtıcı gele bilir, fakat cevap evettir.
E p r DENEYİ K uantum ışınlam asının sırrı, işe bakın ki (adm ı üç yazarın adla rından alan) EPR deneyinin fiziğe olasılığın sokulm asına kesin bir şekilde son verm esi gerektiğini öne süren A lbert Einstein ve çalışm a arkadaşları Boris Podolsky ile N athan Rosen tarafından yayım lanan 1935 tarihli tanınm ış bir m akalede bulunm aktadır. (Kuantum kuram ının tartışılm az deneysel başarılarından şikâ yet eden Einstein, "kuan tum kuram ı ne kadar başarılı olursa, o kadar saçm a sapan görünüyor" diye yazm ıştı). Eğer iki elektron başlangıçta uyum içerisinde titreşm ekte (eş evrelilik adı verilen b ir durum ) ise, büyük b ir m esafe ile birbir lerinden ayrılsalar dahi dalgaya benzeyen bir eş zam anlılık halinde kalm ayı sürdürebilirler. İki elektron, birbirlerinden ışık yılları kadar uzak olsalar dahi, onları bir göbek kordonu gibi bir birlerine bağlayan görünm ez bir Schrödinger dalgası mevcuttur. Eğer elektronlardan birinin başına bir iş gelecek olursa, bu bilgi n in bir bölüm ü derhal diğer elektrona aktarılır. Bu, eş evreli ola
68
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
rak titreşen parçacıkların onları birbirine bağlayan derin bir tür bağlantıya sahip olm aları kavram ıdır ve "kuantum dolanıklığı" olarak adlandırılır. U yum içerisinde titreşen iki eş evreli elektronla işe başlaya lım. Sonra, her ikisini ters yönlerde gönderelim . Elektronların her biri, dönen bir topaç gibidir. H er elektronun dönüşü, yuka rıya veya aşağıya doğru olabilir. Sistem in toplam dönüşünün sıfır olduğunu varsayalım , böylece elektronlardan birinin dönü şü yukarıya doğru ise, diğerininkinin aşağıya doğru olduğunu kendiliğinden bilirsiniz. K uantum kuram ı uyarm ca, bir ölçüm yapm adan önce elektron ne aşağıya, ne de yukarıya dönm em ek tedir, fakat hem aşağıya, hem de yukarıya doğru döndüğü bir alt durum da bulunm aktadır. (Bir gözlem yaptığınız anda dalga fonksiyonu "çö k er" ve parçacığı tanım lı bir durum da bırakır). Sonra, bir elektronun dönüşünü ölçün. Diyelim ki yukarıya doğru dönüyor olsun. O zam an derhal bilirsiniz ki, diğer elek tronun dönüşü aşağıya doğrudur. Elektronlar birbirinden pek çok ışık yılı kadar ayrı olsalar dahi, birinci elektronun dönüşünü ölçtüğünüz anda ikinci elektronun dönüşünü bilirsiniz. Aslına bakılacak olursa, bunu ışık hızından daha hızlı bir şekilde bilirsiniz. Bu iki elektron birbirlerine "d olan ık" olduğu, yani dalga fonksi yonları uyum içerisinde işlem ekte olduğu için, dalga fonksiyon ları görünm eyen bir "ip lik " veya göbek kordonu vasıtasıyla bir birine bağlıdır. Birine olan herhangi bir şey, diğeri üzerinde ken diliğinden bir etki yaratır. (Bir bakım a bu, bize olan her şeyin evrenin uzak köşelerindeki şeyleri derhal etkilediği anlam ına gelm ektedir, çünkü dalga fonksiyonlarım ız m uhtem elen zam a nın başlangıcında birbirine dolanık hale gelm iştir. Bir bakım a, biz dahil evrenin uzak köşelerini birbirine bağlayan bir dolaşık lık ağı bulunm aktadır). Einstein, alaycı bir biçim de buna "tek in siz uzaktan etki" adını verm işti ve ona bakılırsa bu olay ona kuantum kuram ının yanlış olduğunu "kan ıtlam a" olanağı sağla m aktaydı, çünkü hiçbir şey ışıktan daha hızlı yol alamazdı. Einstein, başlangıçta EPR deneyini kuantum kuram ının ölüm ferm anı olarak tasarlam ıştı. Fakat, 1980'lerde A lan A spect ve çalışm a arkadaşları Fransa'da birbirinden 15 m etre uzaklıkta iki
IŞINLAMA
69
algılayıcı kullanarak bu deneyi yaptılar ve kalsiyum atom ların dan çıkan elektronların dönüşlerini ölçerek sonuçların kuantum kuram ıyla tam olarak uyuştuğunu buldular. Görünüşe göre Tanrı, evrenle zar atışıyordu. Bilgi, gerçekten ışıktan hızlı m ı hareket ediyordu? Einstein, ışık hızının evrendeki hız sınırı olduğu konusunda yanılm ış mıydı? Pek sayılm az. Bilgi ışıktan hızlı hareket ediyordu, fakat bilgi rastgeleydi, dolayısıyla işe yaram azdı. G erçek bir m esajı veya M ors kodunu bilgi ışıktan hızlı hareket ediyor olsa dahi EPR deneyi vasıtası ile gönderem ezsiniz. Evrenin öbür tarafm daki bir elektronun aşağıya doğru dön düğünü bilm ek, yararsız bilgidir. G ünüm üzün borsa bilgilerini bu yöntem le gönderem ezsiniz. Ö rneğin, bir arkadaşm ız rastgele sırayla, fakat sürekli olarak bir kırm ızı, bir yeşil çorap giyiyor olsun. Diyelim ki ayaklarından birini kontrol ettiniz ve üzerinde kırm ızı bir çorap olduğunu gördünüz. O zam an, diğer çorabın yeşil olduğunu ışıktan hızlı bir şekilde bilirsiniz. Bilgi gerçekten ışıktan hızlı hareket etm iştir, fakat bu bilgi bir işe yaram az. Rastgele olm ayan bilgiler içeren hiçbir sinyal, bu yöntem le gönderilem ez. Yıllar boyu, EPR deneyi kuantum kuram ının kendisini eleşti renlere karşı kazandığı gürültülü zaferin bir örneği olarak kulla nıldı, fakat bu, uygulam ada hiçbir yararı olm ayan, boş bir zafer di. Şim diye kadar.
K u a n t u m I ş in l a m a 1993 yılında IB M 'd en Charles Bennett'in öncülüğündeki bilim insanları EPR deneyini kullanarak hiç olm azsa atom düzeyinde ki cisim leri ışınlam anın fiziksel olarak m üm kün olduğunu gös terince, her şey değişti. (Daha doğrusu, onlar bir parçacığın için deki bütün bilgiyi ışm layabileceğinizi gösterm işlerdi). O zam an dan bu yana, fizikçiler fotonları ve hatta bütünüyle sezyum atom larını ışınlam ayı başardılar. Birkaç on yıl içerisinde bilim insanları ilk D N A m olekülünü ve virüsü ışınlam ayı başarabilir.
70
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
K uantum ışınlam a, EPR deneyinin görece garip özelliklerin den birini kullanır. Bilim insanları, bu ışınlam a deneylerine iki atom la başlarlar: A ve C. D iyelim ki bilgiyi A atom undan C ato m una ışınlam ak istiyoruz. İşe C atom u ile dolanıklık sahibi ola rak başlayan üçüncü bir B atom u alırız, böylece B ve C, eş evre li olur. Şim di, A atom u B atom una tem as eder. A, B'yi tarar, böy lece A atom unun bilgi içeriği, B atom una aktarılır. Bu süreçte A ve B dolanıklık kazanırlar. Fakat B ve C başlangıçta dolanıklık sahibi olduğu için, A 'd aki bilgi şim di C atom una aktarılmıştır. Sonuç olarak, A atom u C atom una ışm lanm ıştır, yani A 'nm bilgi içeriği şim di C ile aynıdır. A atom unun içindeki bilginin yok olduğuna dikkat edin (böylece, ışınlam anın ardından elim izde iki kopya kalm az). Bu, kuram sal olarak ışınlanan herhangi bir şeyin o işlem sırasında öleceği anlam m a gelir. Fakat vücuduna ait bilgi içeriği, başka bir yerde ortaya çıkacaktır. A yrıca, A atom unun yer değiştirerek C atom unun yerine geçm ediğine dikkat edin. Tersine, A 'nm için deki bilgi (yani dönüşü ve kutuplanm ası), C 'ye ışmlanmıştır. (Bu, A atom unun önce parçalanıp sonra başka bir yere gittiği anlam m a gelmez. Bunun anlam ı, A atom unun içindeki bilginin bir başka atom a, C atom una taşınm ış olduğudur). Bu büyük buluşun ilk kez açıklanm asından bu yana, değişik gruplar birbiriyle yarışa girdikleri için yırtıcı bir rekabet ve iler lem eler yaşanm ıştır. M orötesi ışık fotonları ışınlanarak yapılan ilk kuantum ışınlam a gösterisi, 1997 yılında Innsbruck Üniversitesi'nde yapılm ıştır. Bunun ardından C alTech'deki araştırm acı ların fotonlar üzerinde yaptığı daha da hassas bir deney gelmiştir. 2004 yılında V iyana Ü niversitesi'ndeki fizikçiler, ışık parça cıklarını fiber optik kablo kullanarak Tuna N ehri altından 600 m etre öteye taşıyarak bir rekor kırdılar. (Kablonun kendisi 800 m etre uzunluktaydı ve Tuna N ehri altındaki kanalizasyon şebe kesinin içinden döşenm işti. Gönderici nehrin bir yanında, alıcı ise öbür yanındaydı). Bu deneylere yöneltilen eleştirilerden birisi, ışık fotonları kul lanılarak yapılm ış olm alarına yönelikti. Bu, bilim kurgu m alze m esi olarak kabul edilem ez. Dolayısıyla, 2004 yılında kuantum
IŞINLAMA
71
ışınlam anın ışık fotonları kullanılarak değil de gerçek atom lar kullanılarak gösterilm iş olm ası ve bizi gerçekçi bir ışınlam a cihazına bir adım daha yaklaştırm ası, önem liydi. W ashington D .C /d ek i Ulusal Standardlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün fizikçi leri, üç berilyum atom unu birbirleri ile başarılı bir şekilde dolanık hale getirm iş ve bir atom un özelliklerini diğerine aktarm ış lardır. Bu başarı öylesine önem liydi ki, kendisine Nature dergisi nin kapağında yer bulm uştu. Başka bir grup ise, kalsiyum atom larını ışınlam ayı başarm ıştı. 2006 yılında, bu defa m akroskobik bir nesne ile ilgili olarak, göz kam aştırıcı başka b ir ilerlem e daha kaydedild i. K openhag'daki N iels Bohr Enstitüsü'nden ve A lm anya'daki M ax Planck Enstitüsü'nden fizikçiler, trilyonlarca atom u kapsa yan bir işi başararak bir ışık dem etini sezyum atom larından olu şan bir gaz ile dolanık hale getirdiler. Sonra, lazer darbelerinin içine bilgi kodladılar ve bu bilgiyi yarım m etre kadar uzakta bu lu n an sezyum atom ların a ışın lam ay ı başardılar. A raştırm acılardan birisi olan Eugene P olzik'in söylediğine göre "tarih te ilk defa, ışık -b ilg i taşıyıcı- ile atom lar arasında kuan tum ışınlam ası sağlanm ıştır".
D o l a n I k la n m as iz I ş in l a m a Işınlam a alanındaki gelişm eler büyük bir hızla artarak sürm ek tedir. 2007 yılında yeni bir buluş daha yapıldı. Fizikçiler, dolan ıklık g erek tirm ey en y en i bir ışın lam a yön tem i önerdi. Dolanıklığm , kuantum ışınlam anın tek başına en zor özelliği olduğu hatırlanacaktır. Bu sorunun çözüm lenm esi, ışınlam a ala nında yeni bir perspektif oluşm asım sağlayacaktır. B risbane, A v u straly a'd a bu lu n an A v u stralya A raştırm a K onseyi K uantum A tom O ptiği için M ükem m ellik M erkezi'nd en ışınlam a için yeni bir yöntem bulunm asında öncülük etm iş olan fizikçi A ston Bradley, "B ir yerde ortadan kaybolup başka bir yerde ortaya çıkan yaklaşık 5.000 parçacıktan m eyda na gelen bir ışın dem etinden bahsediyoruz" dem ektedir.
72
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bradley, "Tasarım ızın özde orijinal kurgusal kavram a daha yakın olduğunu hissediyoruz" dem ektedir. O ve arkadaşları, yaklaşım larında rubidyum atom larından m eydana gelen bir ışını alm ışlar, onun üzerindeki bütün bilgileri bir ışık dem etine dönüştürm üşler, bu ışık dem etini bir fiber optik kablodan gön derm iş ve sonra uzak bir yerde orijinal atom ışınını tekrar oluş turm uşlardır. Eğer onun savı doğru çıkarsa, bu yöntem ışınla m anın önündeki bir num aralı engeli ortadan kaldıracak ve gide rek artan büyüklükteki nesnelerin ışınlanm asında tüm üyle yeni yollar açılm asına olanak sağlayacaktır. Dr. Bradley, bu yeni yöntem i kuantum ışınlam adan ayırt etm ek için kendi yöntem ini "k lasik ışınlam a" olarak adlandır mıştır. (Bu biraz yanıltıcıdır, çünkü onun m etodu ağırlıklı olarak dolanıklaşm aya değil, kuantum kuram ına dayanm aktadır). Bu yeni tür ışınlam anın anahtarı, m addenin yeni bir durumu olan ve bütün evrendeki en soğuk m addelerden biri olan "B ose Einstein yoğuşuğu - Bose Einstein condensate" veya BEC adı verilen yeni bir durum udur. Doğadaki en soğuk sıcaklık dış uzayda bulunur; m utlak sıfırın 3°K üstündedir. (Bunun nedeni, Büyük Patlam a'dan kalan ve evreni hâlâ doldurm akta olan sıcaklık kalıntısıdır). Fakat bir BEC, yalnızca laboratuvarda bulunabilecek bir sıcaklıkta, m utlak sıfırın milyarda biri ila mil yonda biri kadar üstünde olan bir sıcaklıktır. M addenin belirli şekilleri m utlak sıfır yakınlarına kadar soğutulduğu zam an, bütün atom ları en düşük enerji durum una iner, öyle ki bütün atom lar eşevreli hale gelerek ahenk içerisin de titreşm eye başlar. Bütün atom ların dalga fonksiyonları üst üste çakışır, BEC bir bakım a bütün atom ları uyum içinde titre şen dev bir "sü p er atom "a benzem eye başlar. M addenin bu garip durum u Einstein ve Satyendranath Bose tarafından 1925 yılında öngörülm üşse de, B E C 'in M IT'd e ve Colorado Ü niversi tesi'nde laboratuvarda yaratılm ası ancak yetm iş yıl sonra, 1995 yılında gerçekleşebilm işti. Bradley ve arkadaşlarının ışınlam a cihazı şöyle çalışm akta dır. İşe BEC durum unda süper soğuk rubidyum atom larm dan oluşan bir toplulukla başlanır. Sonra, B E C 'e bir m adde ışm ı (bu
IŞINLAMA
73
da rubidyum atom larından oluşm aktadır) uygularlar. Işının içindeki bu atom lar da en düşük enerji durum una yuvarlanm ak isterler, bu nedenle üzerlerindeki fazla enerjiyi bir ışık darbesi şeklinde dışarı atarlar. Daha sonra bu ışık dem eti, bir fiber optik kablo vasıtası ile gönderilir. Işık ışınının orijinal m adde ışınım tanım lam ak için gerekli olan kuantum bilgilerinin tüm ünü (örn. bütün atom larının konum u ve hızı) kapsam ası, dikkat çekicidir. Sonra, ışık ışını başka bir BEC 'e çarpar, o da ışık ışınını orijinal m adde ışınm a dönüştürür. A tom ların dolanıklaşm asm ı gerektirm ediği için, bu yeni ışın lam a yöntem i m uazzam bir um ut verm ektedir. Ancak, bu yön tem in de kendisine has sorunları bulunm aktadır. Laboratuvarda yaratılm ası zahm etli olan BECTerin özelliklerine son derece fazla bağım lıdır. Ayrıca, BECTerin özellikleri epeyce gariptir, çünkü sanki tek bir dev atom m uşlar gibi davranırlar. İlke olarak, yalnızca atom düzeyinde görm ekte olduğum uz garip kuantum etkileri, bir BEC'de çıplak gözle görülebilir. Bir zam anlar bunun olanaksız olduğu düşünülürdü. BECTerin akla ilk gelen uygulam ası, "atom lazerleri" yarat m ak için kullanılabilecekleridir. Bilindiği gibi lazerler, hep bir likte titreşen eşevreli foton ışınlarından oluşm aktadır. Fakat bir BEC, uyum içerisinde titreşen bir atom topluluğudur, bu neden le tam anlam ıyla eşevreli olan BEC atom larından m eydana gelen ışınlar yaratm ak m üm kündür. Başka bir deyişle bir BEC, lazerin bir benzerini, BEC atom larından m eydana gelen bir atom ik laze ri veya m adde lazerini yaratabilir. Lazerler, ticaret yaşam m da m uazzam bir kullanım alanına sahiptir ve atom ik lazerler de ticaret alanında son derece yaygın ve çeşitli uygulam a alanları bulabilir. Bununla beraber, B E C 'ler yalnızca m utlak sıfırın hem en üstünde dolaşan sıcaklıklarda var olabildikleri için, bu alandaki gelişm eler sürekli olsa da yavaş ilerleyen bir tem poda karşım ıza çıkacaktır. Kaydettiğim iz ilerlem eyi dikkate alarak, kendim izi ışınlam a yı ne zam an başarabiliriz? Fizikçiler, karm aşık m olekülleri ışın lam ayı önüm üzdeki yıllarda başarabileceklerini ümit etm ekte dir. Bunun ardından, birkaç on yıl içerisinde belki bir DN A
74
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
m olekülü veya belki de bir virüsün ışınlanm ası m üm kün olabi lir. İlkesel olarak bakıldığı zam an, gerçek bir insanın tıpkı bilim kurgu film lerinde olduğu gibi ışınlanm asını engelleyecek hiçbir neden bulunm am aktadır, fakat böyle bir başarının karşısında duran teknik zorluklar, gerçekten insanı sersem letici boyutlar dadır. Yalnızca m inicik ışık fotonları ile atom lar arasında eşevrelilik yaratm ak için dahi dünyanın en gelişm iş fizik laboratuvarlarına gereksinim duyulm aktadır. Bir insan gibi gerçekten m akroskobik nesneleri kapsayan kuantum eşevreliliği yaratm ak ise, uzun bir gelecek için söz konusu dahi değildir. Aslına bakılacak olursa, günlük nesnelerin ışınlanm ası, eğer m üm kün olsa dahi, pek çok yüzyıl gerektirecekm iş gibi görünm ektedir.
K u a n t u m B îl g îs a y a r l a r Sonuç olarak, kuantum ışınlam anın kaderi kuantum bilgisayar ların geliştirilm esi ile çok yakından ilişkilidir. H er ikisi de aynı kuantum fiziğini ve aynı teknolojiyi kullanm aktadır, böylece bu iki alan arasında yoğu n bir çapraz tozlaşm a m evcuttur. Kuantum bilgisayarlar, m asam ızın üstünde duran alışılagelmiş bilgisayarların yerini günün birinde alabilir. Aslına bakılacak olursa, dünya ekonom isinin geleceği günün birinde bu tür bilgi sayarların varlığına bağlı olabilir, bu yüzden bu teknolojilere karşı m uazzam bir ticari ilgi m evcuttur. K uantum bilişim den kaynaklanan yeni teknolojiler, Silikon V adisi'ni günün birinde eski teknolojilerin sergilendiği bir m üzeye dönüştürebilir. Bildiğim iz bilgisayarlar, "b it" olarak adlandırılan ve O'larla l'le rd e n oluşan ikili sistem i kullanarak hesap yaparlar. Buna karşın, kuantum bilgisayarlar çok daha güçlüdür. Bunlar, 0 ile 1 arasındaki değerleri alabilen kübit'leri kullanırlar. Bir m anyetik alan içine yerleştirilm iş bir atom düşünün. Bir topaç gibi dön m ektedir, yani dönm e ekseni yukarıya veya aşağıya doğru ola bilir. A klıselim in bize söylediğine göre, atom un dönüşü yukarı ya veya aşağıya doğru olabilir, fakat aynı anda her iki yöne doğru olamaz. Buna karşın kuantum un garip dünyasında atom,
IŞINLAMA
75
iki durum un, yani yukarıya doğru dönen bir atom ile aşağıya doğru dönen bir atom un toplam ı olarak tanım lanm aktadır. Kuantum cehennem inde her nesne, olası bütün durum ların top lam ı olarak tanım lanır. (Eğer kediler gibi büyük nesneler kuantum un bu tarzına uygun şekilde ifade edilecek olursa, bunun anlam ı canlı bir kedinin dalga fonksiyonunu ölü bir kedininkine eklem eniz gerektiği anlam m a gelir, yani kedi ne ölüdür, ne de canlı. Bunu Bölüm 13 içinde daha ayrıntılı şekilde tartışacağız). Şim di, bir m anyetik alan içine sıralanm ış ve hepsi de aynı yönde dönen bir dizi atom hayal edelim . Eğer bu atom dizisinin üzerine bir lazer ışını düşerse, bu ışın bu atom lar topluluğundan yansıyacak ve bu arada atom lardan bazılarının dönüş yönünü tersine çevirecektir. G iden ve dönen lazer ışınlarının arasındaki farkı ölçerek, pek çok döngünün tersine dönüşünü kapsayan, karm aşık bir kuantum "hesaplam ası" yapm ış oluruz. Kuantum bilgisayarlar hâlâ em eklem e dönem ini yaşam akta dırlar. Kuantum hesaplam ası için dünya rekoru 3 x 5 = 15 olup, bunun günüm üzdeki süper bilgisayarların ayağını kaydıracağı nı söylem ek pek m üm kün değildir. K uantum ışınlam a ve kuan tum bilgisayarlar aynı ölüm cül z ay ıflığ ı paylaşm aktadır: Büyükçe atom toplulukları için eşevreliliğin korunm ası. Eğer bu sorun çözüm lenebilirse, bu her iki alan için de m uazzam bir iler lem e anlam m a gelecektir. CIA ve diğer gizli örgütler, kuantum bilgisayarlara yoğun bir ilgi duym aktadır. D ünyadaki şifrelerin çoğu, çok büyük bir tam sayıdan m eydana gelen bir "an ah tar"a ve kişinin bunu asal sayı lara indirgeyebilm e yeteneğine bağım lıdır. Eğer anahtar, her biri yüz haneli iki sayının çarpım ıysa, sayısal bir bilgisayarın sıfır dan başlayarak bu iki çarpanı bulm ası için yüz yıldan fazla zam an gerekebilir. Böyle bir şifrenin kırılm ası günüm üzde hem en hem en m üm kün değildir. Fakat, Bell Laboratuvarları'ndan Peter Shor, 1994 yılında büyük sayıları çarpanlarına ayırm anın kuantum bilgisayarlar için çocuk oyunu olabileceğini gösterm iştir. Bu keşif, istihbarat toplum unun ilgisini derhal en üst düzeye çıkartmıştır. İlkesel olarak bir kuantum bilgisayar dünyada m evcut bütün şifreleri
76
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
kırabilecek, günüm üzün bilgisayar güvenliğini tam bir kargaşa içine atabilecektir. Böyle bir sistem kurm ayı başarabilecek ilk ülke, diğer ülkelerin ve örgütlerinin derin sırlarını çözm e olana ğına kavuşacaktır. Bazı bilim insanları, gelecekte dünya ekonom isinin kuantum bilgisayarlara bağım lı olabileceğini öne sürm üşlerdir. Silikon esaslı sayısal bilgisayarların 2020 yılından sonra hesaplam a gücünün artışı bakım ından fiziksel sınırlarına ulaşm ası beklen mektedir. Eğer teknolojinin ilerlem esi devam edecekse, yeni ve daha gelişm iş bir bilgisayar ailesine gereksinim duyulabilir. Ayrıca bazı bilim insanları, insan beyninin gücünü kuantum bil gisayarlar vasıtası ile taklit etm e olasılığı üzerinde araştırmalar da yapm aktadır. Dolayısıyla bu iş, son derece ciddi bir hal alm ıştır. Eğer eşevrelilik sorununu çözecek olursak, yalnızca ışınlam a gibi zorlu bir işi çözm e olanağı bulm akla kalm ayız; aynı zam anda, kuantum bilgisayarlar sayesinde teknolojiyi akla gelen her yönde ilerlet m e yeteneğini de kazanabiliriz. Bu, öylesine önem li bir buluş olacaktır ki, bu konuya önüm üzdeki bölüm lerde tekrar ele ala cağım. Daha önce işaret etm iş olduğum gibi, eşevreliliğin laboratu varda sürdürülm esi olağanüstü düzeyde zordur. En küçük bir titreşim dahi iki atom un eşevreliliğini bozarak hesaplam ayı m ahvedebilir. G ünüm üzde bir avuç atom dan daha büyük bir kütlede eşevreliliği sürdürm ek çok zordur. Başlangıçta eşevreli olan atom lar, nanosaniyeler içinde, ya da en iyi olasılıkla bir saniye içerisinde eşevreliliği kaybetm eye başlarlar. Işınlam anın çok hızlı bir şekilde, atom lar eşevreliliği kaybetm eden önce yapılm ası gerekir ki, bu da kuantum hesaplam a ve ışınlam a konusunda yeni bir kısıtlam a anlam m a gelm ektedir. Bütün bu zorluklara karşın, O xford Ü niversitesi'nden David D eutsch bu sorunların üstesinden gelinebileceğine inanm akta dır: "B iraz şans ve biraz da son zam anlardaki teknolojik ilerle m elerin yardım ıyla [bir kuantum bilgisayar] 50 yıldan çok daha kısa bir sürede yapılabilir... Bu, doğayı dizginlem enin tam am en yeni bir yolu olacaktır".
IŞINLAMA
77
Kullanılabilir bir kuantum bilgisayar yapabilm ek için, hepsi birbiriyle uyum içinde titreşen yüzlerce, m ilyonlarca atom a sahip olm am ız gerekir, bu da bugünkü yeteneklerim izin çok ötesindedir. K aptan K irk'i ışınlam ak, astronom ik boyutlarda bir zorluk anlam ına gelm ektedir. Kaptan K irk'in bir ikiziyle bir kuantum dolam klığı yaratm am ız gerekir. N anoteknolojiye ve gelişm iş bilgisayarlara sahip olsak dahi, bunun nasıl sağlanabi leceğini görm ek kolay değildir. Dolayısıyla, ışınlam a atom düzeyinde vardır ve bundan bir kaç on yıl sonra karm aşık ve hatta organik m olekülleri ışınlam a yı başarabiliriz. Ancak, m akroskobik nesnelerin ışınlanm ası, eğer m üm kün olsa dahi, bunun ardından on yıllar, hatta yüzyıl lar veya daha fazla zam an geçm esini gerektirecektir. Yani kar m aşık m oleküllerin, hatta belki bir virüsün veya canlı bir hücre nin ışınlanm ası, bu yüzyıl içinde sağlanabilecek bir gelişme, I. sınıf bir olanaksızlık sınıfına girm ektedir. Buna karşın bir insanı ışınlam ak, m üm kün olabildiğini kabul edersek fizik yasaları ola nak tanım akla birlikte bundan yüzlerce yıl sonra gerçekleşebilir. Bu nedenle, böyle bir ışınlam ayı II. sınıf bir olanaksızlık olarak tanım lıyorum .
Telepati Eğer gün boyunca garip bir şey bulmamışsanız, pek de dikkate değer b ir gün olm am ış de m ektir. - JOHN VVHEELER
Yalnızca m antıksız olanı yapmaya kalkışanlar olanaksız olana ulaşırlar. - M . C.ESCHER
A
. E. VA N V O G T'un rom anı Slan, telepatinin gücü konusun daki m uazzam potansiyeli ve bu güce ilişkin en karanlık
korkularım ızı yakalam ayı başarm aktadır. Rom anın kahram anı, Jom m y Cross, süper zeki telepatlardan m eydana gelen ve yok olm a tehlikesi ile karşı karşıya bulunan "sla n " ırkının bir üyesidir. Ebeveynleri, bizim kişisel, en özel düşüncelerim izin içine davet edilm eksizin girebilenlerin sahip olduğu m uazzam güç nedeniyle bütün telepatlardan korkan ve onları hor gören kızgın insan çeteleri tarafından vahşice öldürülm üşlerdir. İnsanlar, hiç acım adan slanları hayvanlar gibi avlam aktadır. Kafalarm dan çıkan kendilerine özgü dokunaçları yüzünden slanlarm fark edilm esi çok kolaydır. Kitabm akışı içinde Jom m y, soylarım kurutm aya kararlı insanların yürüttüğü cadı avından kurtulm ak için dış uzaya kaçm ış olabilecek diğer slanlarla iletişim kurm aya çalışmaktadır.
TELEPATİ
79
Zihin okum a, tarih boyunca o denli önem li görülm üştür ki, genellikle tanrılarla ilişkilendirilm iştir. H erhangi bir tanrının en tem el güçlerinden birisi, zihinlerim izi okum ak ve dolayısıyla en derin dualarım ızı yanıtlayabilm ektir. Canı isteyince zihinleri okuyabilen gerçek bir telepat, W all Street bankerlerinin aklım okuyabilm e ve rakiplerine şantaj yapabilm e yetenekleri sayesin de dünyanın en zengin, en güçlü adam ı haline gelebilir. Böyle bir kişi, devletlerin güvenliği açısından bir risk oluşturacaktır. Bir devletin en gizli sırlarını hiç zorlanm adan elde edebilecektir. Tıpkı slanlar gibi, kendisinden korkulacak ve belki de peşine düşülecektir. G erçek bir telepatin m uazzam gücü, Isaac A sim ov'un genel likle gelm iş geçm iş en büyük bilim kurgu destanı olarak kabul edilen Foundation (Vakıf) dizisinde vurgulanm aktadır. Binlerce yıldan beri hüküm sürm ekte olan bir G alaksi İm paratorluğu, çöküşün ve batışın eşiğindedir. Bilim insanlarından m eydana gelen ve İkinci V akıf olarak adlandırılan gizli bir topluluk, kar m aşık denklem ler kullanarak im paratorluğun eninde sonunda yıkılacağını ve uygarlığı otuz bin yıl sürecek bir karanlığın içine atacağını hesaplar. Bilim insanları, uygarlığın bu çöküşünü yal nızca birkaç bin yıl ile sım rlayabilm e çabası içerisinde, denklem lerinden yola çıkarak kapsam lı bir plan hazırlarlar. Fakat sonra, bir felaket m eydana gelir. H azırladıkları kapsam lı denklem ler tek bir olayın, büyük m esafeler üzerinden zihinleri kontrol etm e yeteneğine sahip olan ve bu sayede G alaksi İm paratorluğu'nun kontrolünü ele geçirm eyi başaran, M ule (Katır) adı verilen bir m utantm doğum unu öngörm eyi başaram az. Bu telepat durdu rulam adığı takdirde galaksi otuz bin yıl sürecek bir kargaşa ve anarşi dönem ine m ahkûm olacaktır. Bilim kurgu, telepatları anlatan inanılm az hikâyelerle dolu olm akla beraber, gerçekler çok daha sıradandır. Düşünceler kişi sel ve görünm ez olduğu için, şarlatanlar ve dolandırıcılar yüz yıllardır aram ızdaki bön ve ahm akları istism ar etmektedir. Sihirbazlar ve m entalistler tarafından kullanılan basit bir salon hilesi, bir sahte seyirci ya da izleyiciler arasına yerleştirilm iş bir yardakçı kullanarak onun zihnini okum aktır.
80
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Aslında pek çok sihirbazın ve m entalistin kariyeri, m eşhur "şap ka num arası" üzerine kurulm uştur. Bu hilede insanlar kâğıt parçaları üzerine kişisel m esajlar yazıp bir şapkanın içine atar lar. Sonra sihirbaz, dinleyenlere her kâğıt parçası üzerinde nele rin yazılı olduğunu söyleyerek herkesi şaşırtır. Bu ustaca num a ranın son derece basit bir açıklam ası vardır (notlar bölüm üne bakınız). En tanınm ış telepati olaylarından birisinde bir sahte seyirci değil, 1890'h yıllarda A vrupa'daki izleyicileri hayretler içerisin de bırakan A kıllı H ans adında harika bir at kullanılm ıştır. Akıllı Hans, karm aşık m atem atik işlem lerini başararak izleyenleri hay rete düşürüyordu. Ö rneğin Akıllı H ans'tan 48'i 6'ya bölm esini isterseniz, ayağını 8 kez yere vuruyordu. Aslında Akıllı Hans bölm e, çarpm a, kesirleri toplam a, harfleri kodlam a ve hatta m üzik notalarını tanım a yeteneğine sahipti. A kıllı H ans'm hay ranları onun pek çok insandan daha zeki olduğunu veya insan ların zihnini telepati vasıtasıyla okuduğunu söylem ekteydi. Akıllı Hans, zekice hazırlanm ış birtakım hilelerin ürünü değildi. Akıllı H ans'm aritm etik işlem lerinde sergilediği m uhte şem yetenek, eğiticisini dahi şaşırtıyordu. 1904 yılında atı incele mek üzere tanınm ış psikolog Profesör C. Strum pf getirildi fakat o da görünürde herhangi bir hile olduğunu veya ata gizlice işa retler verildiğini kanıtlayam adı, bu da halkın Akıllı H ans'a olan hayranlığının artm asını sağladı. Bununla beraber, Strum pf'un öğrencisi psikolog O skar Pfungst, üç yıl sonra daha özenli deneyler yaparak A kıllı H ans'm sırrım açığa çıkardı. A tm yaptı ğı tek şey, eğiticisinin belli belirsiz yüz ifadelerini izlem ekten ibaretti. At, eğiticinin yüz ifadesi hafifçe değişinceye kadar aya ğını yere vurm aya devam ediyor, ifade norm ale döndüğü anda vurm aya son veriyordu. A kıllı Hans, insanların zihnini okuya m ıyor, aritm etikten de anlam ıyordu; yaptığı şeyi, insanların yüzünü dikkatle izlem ekti. Tarih boyunca kaydedilm iş başka "telep atik" hayvanlar da bulunm aktadır. 1591 yılında M orocco adlı bir at, seyirciler ara sından insanları seçerek, alfabenin harflerini göstererek ve bir çift zarın gösterdiği sayıları toplayarak İngiltere'de m eşhur ol
TELEPATİ
81
m uş ve sahibine büyük bir servet kazandırm ıştı. İngiltere'de öylesine büyük bir heyecan yaratm ıştı ki, Shakespeare Aşkın Çabası Boşuna adlı oyununda onu "d an s eden at" olarak ölümsüzleştirm işti. K um arbazlar da insanların zihnini sınırlı bir şekilde okum a yı başarm aktadır. H oşa giden bir şey gören insanların göz bebekleri genellikle büyür. Arzu edilm eyen bir şey gördükleri (veya bir m atem atik işlem i yaptıkları) zam an ise, göz bebekleri küçülür. Kum arbazlar, rakiplerinin ifadesiz yüzlerine bakıp göz bebeklerinin büyüdüğüne veya küçüldüğüne dikkat ederek onların duygularını okurlar. Kum arbazların sıklıkla renkli siper likler takarak gözlerini gizlem elerinin nedeni, budur. Ayrıca, birisinin gözünden bir lazer ışını yansıtılıp gittiği yer incelen m ek suretiyle kişinin nereye baktığı yer hassas bir şekilde belir lenebilir. Yansıyan lazer ışınının oluşturduğu noktanın hareketi izlenerek kişinin bir resm i ne şekilde taradığı belirlenebilir. Bu iki teknolojiyi birleştirm ek suretiyle kişinin bir resmi tararken verdiği duygusal tepki, üstelik onun izni olm adan, ölçülebil mektedir.
FİZİK ARAŞTIRMALARI Telepati ve diğer norm al ötesi olaylar konusundaki ilk bilim sel incelem eler, 1882 yılında Londra'da kurulan Fizik Araştırm aları Derneği tarafından yapılm ıştır. "Z ihinsel telepati" (mental telepathy) deyim i, derneğin bir üyesi olan F. W . M yers tarafından o yıl ortaya atılm ıştır. Bu derneğin eski başkanları arasında on dokuzuncu yü zyılın en dikkate değer kişilerinden bazıları bulunm aktadır. G ünüm üzde hâlâ varlığım koruyan dernek pek çok sahtekârlığı açığa çıkartm ayı başarm ış ve norm al ötesine kesin şekilde inanan spiritüalistlerle, daha ciddi araştırm alar yapılm asını isteyen bilim insanları arasm da sık sık çekişm elere neden olmuştu. D ernekle bağlantılı bir araştırm acı olan Dr. Joseph Banks R hine, N orth C aro lin a'd ak i D u ke Ü n iv ersitesi'n d e R hine
82
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Enstitüsü'nü (şim di Rhine A raştırm a M erkezi) kurarak 1927 yılında A BD 'de psişik olaylar üzerindeki ilk sistem atik ve ciddi incelem eleri başlatm ıştır. Eşi Louisa ile birlikte onlarca yıl boyunca geniş bir alanı kapsayan parapsikolojik olaylar üzerine A BD 'deki ilk bilim sel olarak kontrollü deneyleri yapm ışlar ve bunları uzm anlar tarafından değerlendirilen yayınlarda yayım lam ışlardır. "D u yu Ö tesi A lgı" (extrasensory perception - ESP) deyim i ilk olarak onun tarafından, kitaplarından birinde kulla nılmıştır. Aslında Rhine'm laboratuvarı psişik araştırm alar için stan dardı belirlem iştir. Çalışm a arkadaşlarından Dr. Kari Zener, telepati gücünü araştırm ak am acıyla bugün Zener Kartları ola rak adlandırılan 5 sem bollü kartları geliştirm iştir. Sonuçların çok büyük bir kısmı, kesinlikle hiçbir telepati kanıtı ortaya çıkartm am ıştır. Ancak, deneylerin küçük bir bölüm ü, veri üze rinde tesadüflerle açıklanm ası m üm kün olm ayan küçük fakat dikkat çekici ilintiler gösterir gibi olm uştur. Sorun, bu deneyle rin çoğunlukla başka araştırm acılar tarafından tekrarlanam ıyor olm asından kaynaklanm aktadır. Rhine her ne kadar kendisine titizlik konusunda bir ün oluş turm aya çalıştıysa da, ünü Lady W onder adında bir atla yaşadı ğı bir olay nedeniyle bir ölçüde lekelendi. Bu at, üzerine alfabe nin harfleri yazılı oyuncak blokları ayağıyla çevirerek izleyicile rin düşündüğü kelim eleri yazm ak gibi baş döndürücü telepati becerileri yapabilm ekteydi. Görünüşe göre Rhine, Akıllı Hans etkisinden haberdar değildi. Rhine, 1927 yılında Lady W onder'i biraz ayrıntılı şekilde inceledi ve "b u durum da, durum sadece telepati ile, zihinsel etkinin bilinm eyen bir süreç vasıtasıyla akta rılm ası ile açıklanabilm ektedir, bunun aksinin düşünülm esine yol açabilecek hiçbir bulgu elde edilm em iştir ve sonuçlar dikka te alındığı takdirde önerilen varsayım ların hiçbiri m akul görün m em ektedir" şeklinde bir sonuca ulaştı. Daha sonra M ilbourne Christopher, Lady W onder'm telepatik gücünün gerçek kayna ğını açıkladı: A tm sahibi tarafından taşm an kam çının belli belir siz h areketleri. K am çın ın b elli belirsiz h arek etleri, Lady W onder'm ayağını vurm ayı durdurm ası için bir işaretti. (Fakat,
TELEPATİ
83
Lady W onder'm gücünün gerçek kaynağı açıklandıktan sonra dahi Rhine, atın gerçekten telepatik olduğuna, telepatik gücünü bir şekilde kaybettiğine ve sahibini hileye başvurm ak zorunda bıraktığına inanm ayı sürdürdü). Rhine'm ünü, asıl yıkıcı darbeyi tam da em ekli olm ak üzerey ken aldı. Enstitüdeki çalışm aları sürdürm ek üzere kendisine saygınlığı lekelenm em iş bir halef aram aktaydı. Üm it vaat eden adaylardan birini, Dr. W alter L ev y'i 1973 yılında işe aldı. Farelerin telepatik güç vasıtasıyla bir bilgisayardaki rastgele sayı üreticisini değiştirebileceğini ortaya koyan heyecan verici araş tırm a sonuçlarıyla Dr. Levy, bu alanda yükselen bir yıldızdı. Bununla beraber, şüpheci laboratuvar çalışanları, Dr. Levy'nin test sonuçlarını değiştirm ek için geceleri laboratuvara gizlice girdiğini keşfetti. Verilerle oynarken suçüstü yakalandı. Daha sonra yapılan kontroller farelerin hiçbir telepatik güce sahip olm adığını gösterdi ve Dr. Levy gözden düşerek laboratuvardan istifa etm ek zorunda bırakıldı.
TELEPATİ VE YILDIZ GEÇİDİ Paranorm al konusuna duyulan ilgi, soğuk savaşın yükselm esi ile birlikte ölüm cül bir yöne saptı ve telepati, zihin kontrolü ve uzaktan gözlem e konularında birtakım çok gizli deneyler yapıl dı. (Uzaktan gözlem e, başkalarının zihnini okum ak suretiyle uzaktaki bir yeri yalm zca zihin vasıtası ile "g örm ek " dem ektir). Yıldız Geçidi, CI A tarafm dan desteklenen bazı çalışm alara veri len şifre adıydı (tıpkı G üneş Işığı, Izgara Alevi ve O rta Şerit gibi). Bu çalışm alar 1970 yılında, C IA 'in Rusya'nın "psikotron ik " araştırm alar için yılda 60 m ilyon Ruble harcam akta oldu ğuna karar verm esi üzerine başlatıldı. Sovyetlerin ABD denizaltılarının ve askeri üslerinin yerini belirlem ek, casusları belirle m ek ve gizli belgeleri okum ak am acıyla E SP'den yararlandığı konusunda endişeler bulunm aktaydı. CIA araştırm aları için finansm an sağlanm ası 1972 yılında başladı v e işin başına M enlo Park'taki Stanford A raştırm a
84
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Enstitüsü'nden (Stanford Research Institute - SRİ) Russell Targ ve H arold Puthoff getirildi. Bunlar, başlangıçta "p sişik savaş" içinde rol alabilecek bir psişikler kadrosu oluşturup eğitm eye çalıştılar. ABD, yirm i yılı aşkın bir süre boyunca bordrosunda kırk personel, yirm i üç uzak gözleyici ve üç psişik ile Yıldız Geçidi için yirm i m ilyon dolar harcadı. 1995 yılm a gelindiği zam an yılda 500.000 dolara ulaşan bir bütçe ile CIA binlerce uzaktan gözlem e oturum unu kapsayan yüzlerce istihbarat toplam a projesini tam am lam ış bulunm aktay dı. U zaktan gözleyicilerden özellikle • Libya'nın 1986 yılında bom balanm asından önce Albay K addafi'nin yerini tespit etm eleri, • 1994 yılında Kuzey K ore'deki plütonyum stoklarının yerini bulm aları, • 1981 yılında İtalya'da Kızıl Tugaylar tarafından kaçırı lan bir rehineyi bulm aları, • A frika'da düşen Rus Tu-95 bom bardım an uçağını bul m aları istenmişti. CIA , 1995 yılın d a A m erikan A raştırm a E n stitü sü 'n d en (American Research Institute - AIR) bu program ları değerlen dirm esini istedi. AIR, program ların sona erdirilm esini önerdi. A IR'den David Goslin, "İstihbarat toplum una herhangi bir yarar sağladığına ilişkin belgelenm iş hiçbir kanıt m evcut değildir" diye yazmıştı. Yıldız G eçidi'nin taraftarları, "sekiz m artinilik" sonuçlar elde ettiklerini söyleyerek yıllar boyunca övünm üşlerdi (sonuçlar öylesine parlaktı ki, kendinize gelm ek için gidip sekiz kadeh m artini içm eniz gerekiyordu). Buna karşm eleştirenler ise uzak tan izlem enin büyük bir çoğunlukla hiçbir değer taşım ayan, ilgi siz bilgiler sağladığını, vergi m ükelleflerinin parasının çarçur edildiğini ve elde edilen birkaç "isab etin " her durum için geçer li olabilecek ölçüde bulanık ve öyle genel olduğunu savunm ak taydılar. AIR raporu, Yıldız G eçidi'nin en etkileyici "başarıları n ın " incelem ekte oldukları operasyon hakkında zaten bilgi sahi
TELEPATİ
85
bi olan uzaktan izleyiciler tarafından elde edildiğini, dolayısıyla m akul görünen eğitilm iş tahm inlerde bulunm uş olabileceklerini ortaya koym aktaydı. Sonunda CIA, Yıldız G eçidi'nin kurum un istihbarat çalışm a larım yönlendirm esine yardım cı olabilecek tek bir bilgi sağlam a dığına karar vererek projeyi iptal etti. (C IA 'in Körfez Savaşı sıra sında Saddam H üseyin'in yerini belirlem ek am acıyla uzaktan izleyiciler kullandığı, fakat bütün çabaların başarısız olduğuna dair dedikodular çıkm ıştır).
B e y In T a r a m a A ynı sıralarda bilim insanları, beynin işleyişinin arkasında yatan fizik kurallarından bazılarını anlam aya başlıyorlardı. On dokuzuncu yüzyılda bilim insanları, beynin içinde elektrik sin y allerin in alınıp v erild iğind en şü ph elend iler. 1875 yılında Richard Caton, kafa yüzeyine elektrotlar yerleştirm ek suretiyle beyin tarafından yayılan m inicik elektrik sinyallerinin algılana bildiğini keşfetti. Bu da, giderek elektroensefalografm (EEG) icat edilm esine yol açtı. İlke olarak beyin, düşüncelerim izi m inik elektriksel sinyaller ve elektrom anyetik dalgalar şeklinde yayan bir vericidir. Ancak, bir insanın düşüncelerini okum ak için bu sinyallerden yararlan m ak, kolay değildir. İlk olarak, bu sinyaller son derece zayıftır, milivvatt'lar m ertebesindedir. İkincisi, sinyaller karm akarışıktır, rastgele gürültüden ayırt edilem ezler. Bu karm aşanın içinden düşüncelerim iz hakkm da yalnızca kabataslak bir bilgi elde edi lebilir. Ü çüncüsü, beyinlerim iz başka beyinlerden bu sinyaller aracılığı ile benzer m esajlar alm a yeteneğine sahip değildir; yani bizim bir antenim iz yoktur. Ve son olarak, eğer bu zayıf sinyal leri alabiliyor olsaydık dahi, onları çözm eyi başaram azdık. Alışılagelm iş N ew ton ve M axw ell fiziği kullanılarak radyo vası tasıyla telepati kurm ak, olası görünm em ektedir. Bazıları, telepatinin "p si" kuvveti olarak adlandırılan beşinci bir kuvvet aracılığıyla ortaya çıktığına inanm aktadır. Ancak,
86
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
parapsikolojinin savunucuları dahi bu psi kuvveti hakkında sağ lam, tekrarlanabilir kanıtlara sahip olm adıklarını kabul etm ekte dirler. O zam an şu soru açıkta kalm aktadır: Ya kuantum kuram ının telepati karşısındaki durum u? Son on yılda, tarihte ilk defa düşünen bir beynin içine bak m am ıza olanak sağlayan yeni kuantum cihazlar ortaya çıkm ış tır. Bu kuantum devrim inin ön saflarında PET (positron-em ission tom ography - pozitron yayım lı tom ografi) ve M RI (magnetic résonance im aging - m anyetik rezonans görüntülem esi) beyin taram aları gelm ektedir. PET taram ası, kana radyoaktif şeker zerk edilerek yaratılır. Bu şeker, beynin düşünm e süreci dolayı sıyla etkinleşen ve enerjiye ihtiyaç duyan kısım larında yoğunla şır. Radyoaktif şeker, cihazlar tarafından kolaylıkla algılanan pozitronlar (antielektronlar) yayar. Dolayısıyla, antim adde tara fından beyinde oluşturulan örüntü izlenerek düşünce örüntüleri de belirlenm iş olur, beynin hangi bölüm ünün hangi etkinlikte çalıştığı ortaya çıkar. MRI m akinesi de aynı şekilde çalışır, fakat biraz daha hassas tır. Bir hastanın başı, halka şeklindeki bir m anyetik alanın içine sokulur. M anyetik alan, beyindeki atom ların çekirdeklerini alan çizgilerine paralel hale getirir. H astaya bir radyo dalgası gönde rilerek bu çekirdeklerin titreşm esi sağlanır. Çekirdekler duruşla rını değiştirdikleri zam an algılanabilir bir radyo "y an k ısı" yayınlayarak belirli bir m addenin varlığına işaret ederler. Ö rne ğin, beyin etkinliği oksijen tüketim i ile ilişkilidir, böylece MRI m akinesi oksijen taşıyan kanın varlığı üzerine odaklanarak düşünce sürecini izole edebilir. O ksijenli kan ne kadar fazla ise, beynin o kısm ındaki zihin etkinliği o kadar çok demektir. (Günüm üzde "işlev sel M RI m akineleri" [fMRI], beynin yalnızca bir m ilim etre uzunluktaki parçaları üzerine saniyenin kesirleri kadar kısa sürelerde odaklanarak bu m akineleri canlı bir beyin deki düşünce örüntülerini takip etm ek için ideal konum a getir mektedir).
TELEPATİ
87
MRI YALAN MAKİNELERİ G ünün birinde bilim insanlarının M RI m akinelerinden yararla narak canlı bir beyinde dönüp duran düşüncelerin kapsam ını geniş anlam da çözüm lem eleri m üm kün olabilir. En basit "zih in okum a" deneyi, birisinin yalan söyleyip söylem ediğini anlam ak olacaktır. Efsaneye göre, dünyanın ilk yalan m akinesi yüzyıllar önce Elintli bir rahip tarafından yaratılm ıştır. Rahip, yalan söylediğin den şüphelenilen kişiyi bir "sihirli eşek" ile birlikte tam am en kapalı bir odaya yerleştirir ve şüpheli kişiye eşeğin kuyruğunu çekm esi talim atını verirm iş. Eğer eşek konuşm aya başlarsa, şüp helinin bir yalancı olduğu ortaya çıkarm ış. Eğer eşek sessizliğini korursa, o zam an şüphelinin doğruyu söylediğine karar verilir miş. (Fakat rahip, gizlice eşeğin kuyruğuna is karası sürermiş). Şüphelenilen kişi odadan dışarı çıkartıldıktan sonra genellik le suçsuz olduğunu, çünkü kuyruğunu çektiği zam an eşeğin konuşm adığını iddia edermiş. A ncak rahip, bu durum da şüphe lenilen kişinin ellerini kontrol ederm iş. Eller temizse, şüpheli yalan söylüyor dem ekm iş. (Bir yalan m akinesi kullanm anın yarattığı korku, bazen yalan m akinesinin kendisinden daha güçlüdür). M odern çağlarm ilk "sih irli eşeği", 1913 yılında psikolog W illiam M arston bir kişinin yalan söylerken yükselecek olan tansiyonunun incelenm esi konusunda bir yazı yazm ası ile yara tılmıştır. (Aslında tansiyon ile ilgili bu gözlem , sorgulam a sıra sında sorguculardan birisinin şüphelinin ellerini tuttuğu çok eski zam anlara kadar uzanm aktadır). Çok geçm eden bu fikir benim sendi ve kısa bir süre içerisinde Savunm a Bakanlığı dahi kendi Polygraph enstitüsünü kurm aya başladı. Ancak, aradan geçen yıllar içerisinde davranışlarından ötürü hiçbir pişm anlık hissetm eyen sosyopatlarm yalan m akinelerini kandırabileceği ortaya çıktı. Bu konuda en iyi bilinen olay, çok sayıda ABD ajanının ölüm üne yol açarak ve ABD nükleer deniz kuvvetlerine ait sırları ifşa ederek eski Sovyetler Birliğinden m uazzam paralar alan iki taraflı CIA casusu Aldrich Am es ola
88
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yıdır. Am es, on yıllar boyunca C IA 'in yalan m akinesi testlerin den geçmiştir. Yeşil N ehir Katili adıyla ünlenen seri katil Gary Ridgway için de aynı durum söz konusudur; elli dolaylarında kadın öldürm üştür. ABD U lusal Bilim ler Akadem isi, 2003 yılında yalan m akine lerinin güvenilirliği konusunda sert bir rapor yayınlayarak yalan m akinelerinin aldatılabileceği bütün yöntem leri ve yalan cı olarak dam galanan m asum insanları bir bir ortaya koydu. Fakat, eğer yalan m akineleri yalnızca endişe düzeyleri ölçü yorsa, beynin kendisini ölçm eye ne dem eli? Yalanları bulup çıkartm ak am acıyla beyin etkinliğinin incelenm esi yirm i yıl önceye, N orthw estern Ü niversitesi'nde Peter Rosenfeld'in yalan söylem ekte olan insanların EEG taram alarında P300 dalgaları nın bu insanlar doğruyu söylem ekte iken olduğundan farklı bir örüntü ortaya çıktığını gözlem lem esine kadar uzanır. (P300 dal gaları, genellikle beyin yeni veya alışılm ışın dışında bir şey ile karşılaştığı zam an uyarılır.) Yalanları ayırt etm ek üzere MRI taram alarından yararlan mak, Pennsylvania Ü niversitesi'nden Daniel Langleben'in bulu şudur. 1999 yılında dikkat eksikliği bozukluğuna sahip çocukla rın yalan söylem ekte zorlandığına ilişkin bir m akaleye rastla mıştı, fakat bunun yanlış olduğunu tecrübelerinden biliyordu: Böyle çocuklar yalan söylem ekte hiç zorlanm azlardı. O nların asıl sorunu, gerçeği gizlem ede zorlanm alarıydı. Langleben, "G erçekleri ağızlarından kaçırıverirlerd i" diye hatırlıyordu. Beynin bir yalanı söylem eden önce kendim gerçeği söylem ekten alıkoyması, sonra da bir aldatm aca yaratm ası gerektiğini düşü nüyordu. O nun söylediğine göre "B ilerek bir yalan söylediğiniz zam an, gerçeği aklınızda tutuyor olm anız gerekeceği için beyin etkinliğinin daha fazla olacağını düşünm ek, m antıklı olur"du. Başka bir deyişle yalan söylem ek, zor işti. Ü niversite öğrencileriyle deneyler yapan ve onlardan yalan söylem elerini isteyen Langleben, çok geçm eden yalan söylem e nin aralarında ön lop (üst düzey düşünm enin yoğunlaştığı yer), tem poral lop ve lim bik sistem in (duyguların işlendiği yer) bu lunduğu birkaç bölgede beyin etkinliğinin arttığını buldu. Ö zel
TELEPATİ
89
likle, ön singulat girus (çelişki çözüm lem e ve tepki kısıtlam a ile ilgili olan yer) içinde olağanüstü etkinlik dikkat çekm ekteydi. L angleben, yalan söyleyip sö ylem ed ik lerin i (üniversite öğrencilerinden iskam bil kâğıtları hakkında yalan söylem elerini istemişti) anlam ak için yaptığı kontrollü deneylerde denekleri incelerken sürekli olarak yüzde 99 düzeyine ulaşan başarılı sonuçlara ulaştığını iddia etm ektedir. Bu teknolojiye duyulan ilgi o denli güçlü olm uştur ki, bu hiz m eti halka sunan iki ticari girişim başlatılm ıştır. 2007 yılında No Lie M RI (Yalan Y ok MRI) adlı bir şirket, ilk olay olarak şarküte ri dükkânını kasıtlı olarak ateşe verdiğini iddia eden sigorta şir ketini dava eden bir kişiyi ele alm ıştır (fMRI taram ası, onun bir kundakçı olm adığını gösterdi). Langleben'in yöntem ini savunanlar, eski m oda yalan m aki nesinden çok daha güvenilir olduğunu öne sürm ektedirler, çünkü beyin örüntülerini değiştirm ek hiç kim senin harcı değil dir. İnsanlar nabız atışlarını ve terlem elerini kontrol etm ek üzere bir ölçüde eğitilebilirse de, beyin örüntülerini kontrol edebilm e lerine olanak yoktur. A slına bakılacak olursa bu yöntem i savu nanlar, terörizm e karşı farkm dahğm arttığı bir çağda bu yönte m in A BD 'ye karşı düzenlenecek bir terörist saldırısını belirleye rek sayısız yaşam k u rtarabileceğin e işaret etm ektedirler. Eleştirenler ise, bir yandan bu teknolojinin yalanları belirlem e deki bariz başarısını kabul ederken, diğer yandan da fM RLın yalanları değil, yalnızca birisinin yalan söylerken artan beyin etkinliğini algıladığına işaret etm ektedirler. Ö rneğin bir kişi çok huzursuz olduğu bir durum da doğruyu söylese dahi, m akine yanlış bir sonuç üretebilecektir. fM RI yalnızca denek tarafm dan hissedilen huzursuzluğu algılayacak ve hatalı bir şekilde onun yalan söyled iği sonucuna ulaşacaktır. H arvard Ü niversite si'nden nörobiyolog Steven H ym an, "Teknoloji kahrolsun, ger çeği aldatm acadan ayırt edebilm ek için kullanılabilecek deney lere karşı büyük bir talep var" diye uyarm aktadır. Eleştirenlerin bazıları da toplum un tekerleklerini döner durum da tutm ak için belli bir m iktardaki yalam n bir "sosyal yağ" olduğunu, gerçek bir telepat gibi gerçek bir yalan m akine
90
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
sinin de olağan sosyal etkileşim leri epeyce rahatsız edici bir hale getireceğini öne sürm ektedirler. Örneğin, eğer patronlarım ıza, am irlerim ize, eşlerim ize, sevgililerim ize ve iş arkadaşlarım ıza ettiğimiz bütün iltifatların yalan olduğu ortaya çıkarsa, itibarı m ız berbat olabilir. Aslında gerçek bir yalan m akinesi bütün aile sırlarım ızı, saklı duygularım ızı, bastırılm ış arzularım ızı ve gizli planlarım ızı da açığa çıkartabilir. Bilim konusunda köşe yazıları yazan David Jon es'in söylediği gibi, gerçek bir yalan m akinesi "atom bom bası gibidir, bir tür nihai silah olarak saklanması gerekir. Eğer m ahkem e salonu dışında yaygın olarak kullanılır sa, sosyal yaşam ı epeyce olanaksız hale getirebilir."
Ev r e n s e l Ç e v ir m e n Bazıları, beyin taram alarını haklı olarak eleştirm iştir, çünkü düşünen beyne ait göz alıcı fotoğraflar bir yana, bu cihazlar izole edilm iş, bireysel düşünceleri ölçm ek açısından çok ilkel kalm ak tadırlar. En basit zihinsel görevi yerine getirdiğim iz zam an m uhtem elen m ilyonlarca nöron bir anda harekete geçm ektedir ve fM RI, bu etkinliği yalnızca ekran üzerindeki bir leke olarak gösterm ektedir. Bir psikolog, beyin taram alarını gürültülü bir futbol m açına gidip yanınızda oturan kişiyi dinlem eye çalışm a nıza benzetm iştir. O kişinin çıkarttığı sesler, binlerce seyircinin gürültüsü tarafından bastırılm aktadır. Ö rneğin, beynin bir fM RI cihazı tarafm dan güvenilir şekilde incelenebilecek en küçük par çası, bir "v o x el" olarak adlandırılır. Fakat her voxel birkaç m il yon nörona karşılık gelm ektedir, bu nedenle bir fM RI m akinesi nin hassasiyeti, bireysel düşünceleri izole etm eye yetecek kadar yüksek değildir. Bilim kurgu bazen bir kişinin düşüncelerini doğrudan oku yarak başka birinin zihnine gönderen bir cihaz, bir "evrensel çevirm en" kullanır. Bazı bilim kurgu rom anlarında uzaylı telepatlar dilim izi anlam asalar dahi zihnim ize düşünceler yerleşti rirler. 1976 yılında çevrilen Futureworld (Geleceğin Dünyası) adlı bilim kurgu film inde bir kadının rüyası gerçek zam anlı olarak
TELEPATİ
91
bir TV ekranına gönderilm ektedir. 2004 yılında çevrilen ve baş rolde Jim C arrey'in oynadığı Eternal Sunshine of the Spotless Mind (Lekesiz Zihnin Sonsuz Gün Işığı) adlı film de ise doktorlar acı veren hatıraları bulm akta ve onları silm ektedirler. A lm anya'da, L eipzig'deki M ax Planck Enstitüsü'nden beyin araştırm acısı John Haynes, "B u , bu alanda çalışan herkesin sahip olduğu türden bir fantezidir" dem ektedir. "Fakat eğer bunun için bir cihaz yapacaksanız, em inim ki tek bir nörondan kayıt yapabilm eniz gerekecektir." Günüm üzde tek bir nörondan gelep sinyalleri algılam ak söz konusu olm adığı için, bazı psikologlar en iyi ikinci olarak tanım lanabilecek şeyi yapm aya, gürültüyü azaltarak bireysel nesneler tarafından yaratılan fM RI örüntülerini izole etm eye çalışm ışlar dır. Ö rneğin bireysel kelim eler tarafından yaratılan fM RI örüntülerinin tanım lanm ası ve sonra da bir "d üşünce sözlüğü" oluş turulm ası m üm kün olabilecektir. C arnegie-M ellon Ü niversitesi'nden M arcel A. Just, seçilm iş küçük bir nesneler grubu (m arangoz aletleri) tarafından yaratı lan fM RI örüntülerini tanım lam ayı başarm ıştır. İddia ettiğine göre 12 kategorileri vardır ve 12 deneğin ne düşünm ekte oldu ğunu %80 ila 90 doğrulukta belirleyebilm ektedirler. Çalışm a arkadaşı bilgisayar uzm anı Tom M itchell, belli bazı deneylerle ilişkili fM RI taram aları tarafından algılanan karm aşık beyin örüntülerini tanım lam ak üzere sinir ağları gibi bilgisayar teknolojilerinden yararlanm aktadır. "Y apm aktan büyük zevk alacağım deneylerden biri, en seçkin beyin etkinliklerini üreten kelim elerini bulm ak olurdu" dem ektedir. Bununla beraber, eğer bir düşünce sözlüğü yaratacak olsak dahi, bu bir "evren sel çevirm en" yaratm aktan çok uzak olacak tır. Başka bir zihinden gelen düşünceleri doğruca beynim ize aktaracak olan evrensel çevirm enin aksine, fM RI pek çok zah m etli aşam adan geçm eyi gerektirecektir: İlk olarak belli fM RI örüntülerini tanım ak, onları kelim elere çevirm ek ve bu kelim e leri deneğe söylem ek. Bu anlam da, bu cihaz Uzay Yolu dizisinde karşılaştığım ız "zih in kaynaşm ası" olayına karşılık gelm eyecek tir (fakat yine de felçli hastalar için çok yararlı olacaktır).
92
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
EL TİPİ
MRI TARAYICILARI
Uygulam ada telepatinin yolunu tıkayan başka bir engel de, fM RI m akinesinin boyutlarıdır. Bu cihaz birkaç m ilyon dolar değerin de, koskoca bir odaya ancak sığan ve birkaç ton ağırlığa sahip devasa bir alettir. M RI m akinesinin kalbinde büyük, halka şek linde, birkaç Tesla şiddetinde m uazzam bir m anyetik alan yara tan bir m ıknatıs bulunur. (M anyetik alan o denli güçlüdür ki, cihazın yanlışlıkla çalıştırılm ası sonucunda çekiç gibi el aletleri nin havada uçuşm ası nedeniyle birkaç işçi ciddi şekilde yaralan mıştır). Kısa bir süre önce Princeton Ü niversitesi'nden İgor Savukov ve M ichael Rom alis adlı fizikçiler el tipi M RI m akinelerini gerçe ğe dönüştürebilecek, dolayısıyla bir fM RI m akinesinin fiyatını yüzde birine indirebilecek yeni bir teknoloji önerm işlerdir. Bu fizikçiler, M RI m ıknatıslarının yerine m inik m anyetik alanları algılayabilecek süper hassas atom ik m anyetom etreler kullanıla bileceğini savunm aktadırlar. Savukov ve Rom alis, ilk olarak helyum gazı içinde tutulan sıcak potasyum buharını kullanarak bir m anyetik algılayıcı yaratm ışlardır. Sonra, potasyum un elektron döngülerini ayarla m ak için lazer ışını kullanm ışlardır. Daha sonra, sulu bir örneğe (insan vücudunu taklit etm ek üzere) zayıf bir m anyetik alan uygulam ışlardır. Sonra bu sulu örneğe bir radyo dalgası gönder m işler ve su m oleküllerinin titreşm esini sağlam ışlardır. Titreşen su m oleküllerinden gelen "y a n k ı", potasyum 'un elektronlarının da titreşm esine yol açm ış ve bu titreşim , ikinci bir lazer tarafın dan algılanm ıştır. O rtaya önem li bir sonuç çıkm ıştır: Zayıf bir m anyetik alan dahi, kullandıkları algılayıcının algılayabileceği bir "y an kı" üretebilm ektedir. Y alnızca M RI m akinesinin devasa m anyetik alanım değiştirm ekle kalm ayacaklar, aynı zam anda derhal fotoğraf çekebileceklerdir (M RI m akinelerinin her fotoğ rafı çekebilm esi, 20 dakikaya kadar uzayan süreler gerektirm ek tedir). K urdukları kuram a göre, sonunda bir M RI fotoğrafı çekm ek, d ijital kam erayla fo to ğ raf çekm ek k ad ar kolay olacaktır.
TELEPATİ
93
(Bununla b eraber, ortad a bazı ön em li en geller vardır. Sorunlardan biri, denek ve m akinenin dışarıdan gelecek isten m eyen m anyetik alanlardan korunm asının gerekm esidir). Eğer el tipi M RI m akineleri gerçek olursa, bunlar belli ifade leri, kelim eleri veya cüm lelerin şifresini çözebilecek yazılım lar yüklü m inik bir bilgisayara bağlanabilir. Böyle bir cihaz, asla bilim kurguda görülen telepatik cihazlar kadar gelişm iş olm aya caktır, fakat neredeyse onlara benzer olabilir.
B î r SiN iR AĞI O l a r a k B e y în İyi, hoş, am a günün birinde bir M RI m akinesi tıpkı gerçek bir telepat gibi düşünceleri olanca hassaslığı ile, kelim e kelim e, im ge im ge okum ayı başarabilecek mi? Bu pek o kadar da açık değil. Bazıları M RI m akinelerinin düşüncelerim izi yalnızca genel hatlarıyla çözebileceğini çünkü beynim izin gerçek bir bil gisayar olm adığını söylem ektedir. Bir sayısal bilgisayarda hesaplam alar yerel olarak ve çok katı bir dizi kurala uyularak yapılır. Bir sayısal bilgisayar, "T u rin g m akinesinin" yani bir m erkezi işlem birim i (CPU), girişleri ve çıkışları olan bir m akine nin yasalarına uyarak çalışır. Bir m erkezi işlem ci (örneğin, Pentium yongası), girişten gelen bilgiler üzerinde tanım lanm ış birtakım işlem ler yapar ve bir çıktı üretir; dolayısıyla "d ü şü n m e" işlem i, yerel olarak yapılır. Buna karşın, beynimiz sayısal bir bilgisayar değildir. Beynim izde Pentium yongası, CPU, W indow s işletim sistem i ve alt yordam lar bulunm az. Eğer bir bilgisayarın C PU 'sundan tek bir transis tora dahi çıkartacak olursanız, onu m uhtem elen sakat bırakırsı nız. Fakat, kayıtlara geçm iş öyle olaylar vardır ki, beynin yarısı yok olm asına karşın kalan diğer yarısı kontrolü ele almıştır. İnsan beyni aslm da bir öğrenm e m akinesine daha fazla ben zer, sürekli olarak yeni bir görevi öğrendikten sonra kendi bağ lantılarını yeni baştan yapan bir "sin ir ağına" benzemektedir. M RI incelem eleri, beyindeki düşüncelerin bir Turing m akinesin de olduğu gibi tek bir noktada bulunm adığını, bir sinir ağının
94
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
tipik özelliklerinden birinde olduğu gibi beynin büyük bir bölü m üne yayıldığını doğrulam ış bulunm aktadır. M RI taram aları, düşünm e işlem inin aslında bir m asa tenisi m açına benzediğini, beynin değişik bölüm lerinin sıralı olarak harekete geçtiğini, elektriksel etkinliğin beyin içinde oradan buraya atladığını gös term ektedir. D üşünceler böylesine yaygın olduğu ve beynin pek çok par çasına dağıldığı için, belki de bilim insanlarının en ileri aşamada yapabileceği şey, bir düşünce sözlüğü derlem ek, yani belirli düşünceler ile EEGTerin veya M RI taram alarının örüntüleri ara sında bire bir ilişki kurm ak olabilecektir. Ö rneğin AvusturyalI b iyom ed ik al
m üh en d isi
G ert
P fu rtsch eller,
çalışm alarını
EEGTerde bulunan p dalgaları üzerinde yoğunlaştırarak bir b il gisayarı belirli beyin örüntülerini ve düşünceleri tanıyacak şekilde eğitm iştir. G örünüşe göre p dalgaları, belirli kas hareket leri yapm a niyeti ile ilişkilidir. H astalarına bir parm aklarını kal dırm alarını, gülüm sem elerini veya som urtm alarını söylem ekte ve bilgisayara hangi p dalgalarının etkinleştiğini kaydetm ekte dir. H astanın zihinsel etkinlik yaptığı her seferde bilgisayar, p dalgası desenini dikkatle kaydeder. Bu süreç yorucu ve m eşak katlidir, çünkü parazit niteliğindeki dalgaları dikkatle ayıkla m ak gerekir, fakat Pfurtcheller en sonunda basit hareketler ile belirli beyin örüntüleri arasında çarpıcı ilişkiler bulm ayı başar mıştır. Zam an ilerledikçe bu çabalar, M RI sonuçlarıyla birleştirilerek düşüncelerin kapsam lı bir "sözlüğü n ün " yaratılm asına yol aça bilir. Bir bilgisayar, bir EEG veya M RI taram asm daki belirli örüntüleri incelem ek suretiyle bu tür örüntüleri tanım layabilir ve bir hastanın ne düşündüğünü hiç olm azsa ana hatlarıyla orta ya çıkartm ayı başarabilir. Böyle bir "zih in okum a", belirli p dal gaları ve M RI taram aları ile belirli düşünceler arasında bire bir karşılıklılık sağlayabilir. Fakat bu sözlüğün düşüncelerinizdeki belirli kelim eleri seçm e yeteneğine sahip olm ası şüphelidir.
TELEPATİ
95
DÜŞÜNCELERİNİZİ YANSITMAK Eğer günün birinde başkalarının düşüncelerini ana hatları ile okum ayı başarabilirsek, o zam an bunun tam tersini yapm ak, düşüncelerinizi bir başkasının kafasının içine yansıtm ak da m üm kün olabilir mi? Görünüşe göre bu sorunun yanıtı, nitelik li bir "ev et" olacaktır. Radyo dalgaları doğruca insan beynine yönlendirilerek belirli işlevleri kontrol ettiği bilinen beyin bölge leri uyarılabilecektir. Bu araştırm alar 1950'li yıllarda, K anad alı beyin cerrahı W ilder Penfield sara hastalarına beyin am eliyatları yaptığı sıra da başladı. Penfield, beynin tem poral lopunda belirli bölgeleri elektrotlar aracılığıyla uyardığı zam an insanların sesler duym a ya ve hayalet benzeri görüntüler görm eye başladığını fark etm işti. Psikologlar, beyindeki epileptik lezyonların hastada doğaüstü kuvvetlerin iş başında olduğu, çevrelerindeki olayla rın şeytanlar ve m elekler tarafından kontrol edildiği duygusunu uyandırdığını bilm ekteydiler. (Hatta bazı psikologlar, bu alanla rın uyarılm asının bazı dinlerin tem elinde yatan yarı gizem li deneyim lere yol açm ış olabileceği şeklinde kuram lar dahi üret m işlerdir. Bazıları, Fransa ordularını tek başına İngilizlere karşı savaşta başarıya ulaştıran Jan D ark'm başına aldığı bir darbe nedeniyle böyle bir lezyondan etkilenm iş olduğunu dahi öne sürmüştür). Sudbury, O ntario'dan nörobilim ci M ichael Persinger, bu var sayım lardan yola çıkıp radyo dalgalarm ı beynin içine yönlendi rerek dinsel duygular gibi belirli düşünce ve duyguları uyandır m ak üzere tasarlanm ış özel bir başlık yaratm ıştır. N örobilim ciler, sol tem poral lobunuzda m eydana gelen belli bir yaralan m anın beyninizin sol yarısının şaşırm asına yol açabileceğini ve beynin sağ yarıda m eydana gelen etkinliği başka bir "b en "d en geliyorm uş gibi yorum layabileceğini bilm ektedirler. Böyle bir yaralanm a odada hayalete benzeyen bir ruh bulunduğu izleni m ine yol açabilir, çünkü beyin bu varlığın aslında yalnızca ken disinin başka bir parçası olduğunun farkında değildir. H asta,
96
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
inançlarına bağlı olarak bu "d iğ er b en "i bir şeytan, melek, uzay lı, hatta Tanrı olarak yorum layabilir. G elecekte beynin belirli işlevleri kontrol ettiği bilinm ekte olan parçalarına elektrom anyetik sinyallerin hassas bir şekilde yönlendirilm esi m üm kün olabilir. Bu tür sinyalleri am igdalaya gönderm ek suretiyle bazı duyguların uyandırılm ası sağlanabile cektir. Beynin başka bölgelerini uyarm ak suretiyle görsel görün tüler ve düşüncelerin uyandırılm ası da söz konusu olabilir. Bununla beraber, bu alandaki araştırm alar henüz çok erken aşa malardadır.
BEYİN HARİTASININ ÇIKARTILMASI Bazı bilim insanları, insan genom undaki bütün genlerin harita sının çıkartıldığı İnsan Genom u Projesi'ne benzer şekilde, bir "n öron haritası çıkartm a projesi"n in savunuculuğunu yapm ak tadırlar. Bir nöron haritası çıkartm a projesi, insan beynindeki her bir nöronun yerini belirleyecek ve bütün bağlantıları göste ren 3 boyutlu bir harita çıkartacaktır. Bu gerçekten anıtsal bir proje olacaktır, çünkü beyinde 100 m ilyardan fazla nöron bulun m aktadır ve her bir nöron, diğer binlerce nörona bağlı durum da dır. Böyle bir projenin tam am landığı varsayılırsa, belirli düşün celerin belirli sinirsel yolları ne şekilde uyardığı açığa çıkabile cektir. M RI taram aları ve EEG dalgaları kullanılarak elde edilen sözlükle birlikte kullanıldığı zam an, belirli düşüncelerin sinirsel yapılarının deşifre edilm esi m üm kün olabilecektir, öyle ki hangi kelim elerin veya zihinsel görüntülerin hangi nöronların etkin leşm esine karşılık geldiği anlaşılabilecektir. Böylece, belirli bir düşünce, onun M RI ifadesi ve beyinde bu düşünceyi yaratm ak için etkinleşen nöronlar arasında bire bir ilişki kurulabilecektir. 2006 yılında A ilen Beyin Bilim i Enstitüsü (M icrosoft'un ortaklarm dan Paul A ilen tarafından kurulm uştur) tarafından yapılan, fare beyninin içerisinde hücresel seviyede 21.000 genin durum unu ayrıntılı bir şekilde gösteren 3 boyutlu bir haritasını yaratm ayı başardıklarını açıklayan bir duyuru, bu alanda atıl
TELEPATİ
97
mış küçük bir adım ı sim gelem ektedir. Enstitü, bunun ardm dan insan beyni için de benzer bir atlas hazırlam ayı üm it etm ektedir. Enstitü başkam M arc Tessier-Lavigne, "A ilen Beyin A tlası'm n tam am lanm ası, tıp bilim indeki önem li cephelerden biri olan beyinde sağlanan m uazzam bir sıçram ayı tem sil etm ektedir" demektedir. Beyin A tlası gerçek bir nöron haritalam a projesi için epeyce küçük ölçekli olm asına karşın, insan beynindeki sinir bağlantılarını incelem ek isteyenler için vazgeçilm ez bir kaynak oluşturacaktır. Ö zetleyecek olursak, bilim kurgu ve fantezi rom anlarda sık sık gösterilen doğal telepati, günüm üzde m üm kün değildir. M RI taram aları ve EEG dalgaları yalnızca en basit düşünceleri m izi okum ak am acıyla kullanılabilir, çünkü düşünceler bütün beyin boyunca karm aşık şekillerde dağılm aktadır. Yine de, bu teknoloji gelecek on yıllarla yüzyıllar boyunca ne şekilde ilerle yebilir? Bilim in düşünm e sürecini incelem e yeteneği, kaçınılm az şekilde katlanarak artacaktır. MRI ve diğer algılam a cihazlarım ı zın hassasiyeti arttıkça bilim , beynin düşünceleri ve duyguları ardışık şekilde işlem e yöntem ini giderek artan bir doğrulukta belirlem e olanağı bulacaktır. Bilgisayarların gücünün artm asına paralel olarak bu veri yığınının daha büyük bir doğruluk düze yinde incelenm esi m üm kün olacaktır. Bir düşünce sözlüğü, MRI ekranı üzerindeki çeşitli düşünce örüntülerinin değişik düşün celere veya duygulara karşılık geldiği daha çok sayıda düşünce deseninin sınıflandırılm asına olanak sağlayabilecektir. MRI örüntüleri ile düşünceler arasında eksiksiz şekilde bire bir ilişki kurulm ası hiç m üm kün olm ayabilirse de, bir düşünce sözlüğü n ün belli konulara ilişkin genel düşünceleri doğru şekilde tanım lam ası m üm kü n olabilecektir. B unu n yanı sıra, M RI düşünce örüntüleri de beyinde belirli bir düşünceyi üretm ek için hangi nöronların harekete geçtiğini doğru şekilde gösteren bir sinir ağı haritası oluşturm ak için kullanılabilecektir. Bununla beraber, beyin bir b ilg isay ar olm adığı, içinde düşüncelerin yayıldığı bir sinir ağı olduğu için, eninde sonunda gelip bir engele, b eyn in k en d isin e takılıp kalm aktayız. Dolayısıyla her ne kadar bilim düşünm e süreçlerim izden bazıla
98
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
rını deşifre etm ek için, düşünen beynin içine giderek daha derin bir şekilde nüfuz etm eye çalışacaksa da, düşüncelerinizin bilim kurgu tarafından vaat edilen doğrulukta "oku nm ası" m üm kün olm ayacaktır. Bunu dikkate alarak, genel duyguları ve düşünce örüntülerini okum a yeteneğini I. sınıf bir olanaksızlık olarak sınıflandırıyorum . Zihnin iç çalışm asını daha doğru bir şekilde okum a yeteneği ise, II. sınıf bir olanaksızlık olarak sınıflandırıl malıdır. Fakat belki de beynin m uazzam gücünden yararlanm ak için daha kısa bir yol bulunm aktadır. Zayıf ve dağınık olan radyo dalgaları kullanm ak yerine beynin nöronlarına doğrudan bağ lanm ak m üm kün olabilir m i? Eğer olursa, belki daha da büyük bir gücü açığa çıkartm a olanağı bulabiliriz: Psikokinez.
6 Psikokinez Yeni b ir bilim sel gerçek, ona ka rşıt olanları ikna edip ışığı g ö rm ele rini sağlayarak başarıya ulaşmaz. Bunun yerine, ka rşıtla rı er ya da geç ö lü rle r ve onların yerini bu gerçeğe alışm ış yeni bir nesil alır... - M A X PLANCK
Başka hiç kim senin ağzına almayacağı gerçekleri söylem ek, b ir aptalın ayrıcalığ ıdır. - SHAKESPEARE
Ü N Ü N BİRİN D E TA N R ILA R gökyüzünde toplanarak in san lığ ın içler acısı d urum u nd an şikâyetçi oldular. Tanrılar, bizim kibirli, hoppa ve am açsız budalalıklarım ızdan tiksinti duym aktaydılar. Ancak, tanrılardan birisi bizlere acıdı ve bir deney yapm aya karar verdi: Son derece sıradan bir kişiye sınırsız güç verecekti. K endi kendilerine, bir insan tanrıya dönü şürse ne yapar diye sordular. O sıkıcı ve sıradan insan, birdenbire kendisini tanrısal güçler le donanm ış bulan bir tuhafiyeci olan George Fotheringray idi. M um ları havada yüzdürebiliyor, suyun rengini değiştirebiliyor, harika yem ekler hazırlayabiliyor ve hatta elm aslar dahi yarata biliyordu. Başlangıçta gücünü eğlenm ek ve iyi şeyler yapm ak için kullandı. Fakat gösterişçiliği ve güç tutkusu giderek onu esir aldı ve saraylarda oturan, inanılm az zenginlik içinde yüzen
100
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
açgözlü bir zorbaya dönüştü. Bu sınırsız gücün verdiği sarhoş luk içerisinde, onulm az bir hata yaptı. Küstah bir tavırla, dünya nın durm asını emretti. Birdenbire, hayal dahi edilm esi m üm kün olm ayan bir kargaşa m eydana geldi, azgın rüzgârlar her şeyi dünyanın dönüş hızıyla, saatte 1500 kilom etre hızla havalara savurdu. İnsanların hepsi dış uzaya fırladı. Adam , çaresizlik içinde son dileğini söyledi: H er şey eski haline dönsün. Yukarıdaki satırlar, 1911 yılında H. G. W ells tarafından yazı lan bir kısa hikâyeden yola çıkarak çevrilen Harikalar Yaratan Adam adlı film den (1936) alınmıştır. (Sonradan adapte edilerek Jim C arrey'in de oynadığı Bruce Almighty adlı film [Türkçe'ye Aman Tanrım! adıyla aktarılm ıştır] olarak tekrar çevrilm iştir). ESP'ye atfedilen bütün güçler arasında psikokinez -v ey a zihnin m adde üzerindeki gücü veya cisim leri düşünce gücüyle hareket ettirm e y eten eğ i- açık arayla en güçlü olandır; tem elde tanrısal bir güçtür. VVells'in bu kısa hikâyede verdiği m esaj, tanrısal güç lerin tanrısal yargılar ve bilgelik gerektirdiği şeklindedir. Edebiyatta psikokinez ile dikkat çekici bir sıklıkta karşılaşılır. Ö rneğin Shakespeare'in The Tempest (Fırtına) adlı oyununda büyücü Prospero, kızı M iranda ve peri Ariel, Prospero'nun kötü ruhlu kardeşinin ihaneti sonucunda ıssız bir adada m ahsur kal m ışta. Prospero kötü kardeşinin bir gem i ile yakınlardan geçe cek olduğunu öğrenince psikokinetik gücünü kullanarak devasa bir ta tm a yaratır ve kardeşinin gem isinin adada karaya oturm a sına yol açar. Sonra da aralarında m asum , yakışıklı bir genç olan Ferdinand 'ın da bulunduğu bahtsız kazazedelerin kaderini değiştirm ek için psikokinetik güçlerim kullanır, Ferdinand ile M iranda arasında bir aşk başlam asını sağlar. Rus yazar V ladim ir N abokov, The Tempest'in şaşırtıcı şekilde bir bilim kurgu rom anını andırdığına dikkat çekm ektedir. A slm da The Tempest, yazıldıktan 350 yıl sonra, 1956 yılında bir bilim kurgu klasiği olan Forbidden Planet - Y asak G ezegen adıyla yeniden yazılm ış, Prospero'nun yerini saplantılar içindeki bilim adam ı M orbius alm ış, perinin yerine Robot Robby geçmiş, M iranda M orbius'un güzel kızı A ltaira olm uş, ada ise Altair-4 gezegenine dönüşm üştür. Uzay Yolu dizisinin yaratıcısı Gene
PSİKOKİNEZ
101
Rodenberry, TV serisindeki maceraların birinde Yasak Gezegen' den esinlendiğini itiraf etmiştir. D aha yakın bir zam an önce, psikokinez, Stephen K ing'in Carrie adlı rom anının (1974) altında yatan tem el konuydu ve tanınm ayan, geçim zorluğu içindeki bir yazarı dünyadaki bir num aralı korku rom anı yazarı haline getirmişti. Son derece çekingen, acınacak durum da bir liseli kız olan Carrie, zihinsel açıdan dengesiz annesi tarafından toplum dışı olarak aşağılan m akta ve sürekli olarak itilip kakılm aktadır. Tek teselli kaynağı, görünüşe göre aileden gelm ekte olan psikokinetik gücüdür. O na eziyet edenler, son sahnede onu kandırarak m ezuniyet balosu nun kraliçesi olacağına inandırırlar ve sonra yeni elbisesinin üstüne dom uz kanı dökerler. Carrie, son bir intikam hareketi içerisinde zihin gücünü kullanarak bütün kapıları kilitler, kendi sine eziyet edenleri elektik çarpm asına uğratır, okul binasını ateşe verir ve kasabanın yarısını yakan bir yangın başlatarak bu arada kendisini de yok eder. Dengesiz bireylerin sahip olduğu psikokinez gücü, uzayın uzak bir kolonisinden gelen dengesiz bir gencin anlatıldığı "C harlie X " adlı Uzay Yolu m acerasının da konusunu oluştur m uştur. Bu genç, sahip olduğu psikokinetik gücü iyilik için değil, başkalarını kontrol etm ek ve onların iradesini kendi arzu larına göre değiştirm ek için kullanm aktadır. Eğer A tılgan'ı ele geçirm eyi ve D ünya'ya ulaşm ayı başarabilirse, gezegen çapında bir kargaşa yaratacak ve gezegeni yok edecektir. Ayrıca psikokinez, Yıldız Savaşları efsanesinde Jedi Şövalye leri olarak am lan efsanevi savaşçılar topluluğu tarafından kulla nılan "G ü ç"ü n arkasındaki güçtür.
PSİKOKİNEZ VE GERÇEK DÜNYA G erçek hayatta psikokinez konusunda belki de en tanınm ış olan yüzleşm e, 1973 yılında Johnny Carson şovunda yaşanmıştır. Efsaneleşen bu yüzleşm e, zihin gücü ile kaşıkları bükm eyi başardığm ı iddia eden İsrailli psişik U ri G eller ve psişik olduğu
102
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
nu iddia eden sahtekârları açığa çıkartm ayı ikinci uğraş olarak benim seyen profesyonel sihirbaz H arika Randy arasında ger çekleşm iştir. (Garip görünebilir, fakat her üçü de ortak bir geç m işten gelm ekteydi: H epsi de kariyerlerine sihirbazlık yaparak başlam ış, kuşkulu seyircileri hayrete düşüren el çabukluğu num araları üzerinde uzm anlaşm ışlardı). G eller'in sahneye gelm esinden önce Carson, kendi kaşıkları nı getirm esini ve onları gösteri başlam adan önce kontrol etm esi ni öneren Randi'ye danışm ıştı. Yaym a geçildiği zam an Carson, G eller'den kendi getirdiği kaşıkları değil, C arson'un verdiği kaşıkları bükm esini isteyerek onu şaşırttı. G eller, her denem ede kaşıkları bükem edi ve m ahcup oldu. (Daha sonra Randy, Johnny Carson Şov'a çıktı ve kaşık bükm e num arasını başarıyla tam am ladı. Fakat bu işi psişik güç yoluyla değil, katıksız sihir bazlık yoluyla yaptığını söylem eyi de ihm al etmedi). H arika Randy, psişik gücü başarılı şekilde gösterebilecek olan herhangi bir kişiye 1 m ilyon dolar ödül önermiştir. Şu ana kadar hiçbir psişik, 1 m ilyon dolarlık ödülü alm aya talip olm a mıştır.
PSİKOKİNEZ VE BİLİM Psikokinezin bilim sel yöntem lerle araştırılm ası sırasında karşı laşılan sorunlardan birisi, bilim insanlarının psişik güce sahip olduğunu iddia eden kişiler tarafından kolaylıkla kandırılabilmesidir. Bilim insanları, laboratuvarda gördüklerine inanacak şekilde eğitim alm ışlardır. Buna karşın psişik güç iddiasında bulunan sihirbazlar, insanları görsel algılarını aldatm ak suretiy le inandırm ak üzere eğitim görürler. Bunun sonucu olarak bilim insanları, psişik olaylar için kötü birer gözlem ci olm uşlardır. Örneğin 1982 yılında olağandışı yetenekleri olduğu düşünülen iki çocuğu, M ichael Edw ards ve Steve Sh aw 'i incelem ek üzere parapsikologlar davet edilm işti. Bu çocuklar m etalleri bükebildiklerini, düşünce gücü ile fotoğraf film i üzerinde görüntü oluşturabildiklerini, psikokinez vasıtasıyla nesneleri hareket ettire
PSİKOKİNEZ
103
bildiklerini ve zihin okuyabildiklerini iddia etm ekteydiler. Parapsikolog M ichael Thalbourne o denli etkilenm işti ki, bu çocukla rı tanım lam ak için "psikokinet" terim ini uydurdu. Çocukların St. Louis, M issouri'deki M cDonnell Fizik Araştırm aları Laboratuvarı'nda sergiledikleri yetenekler karşısında parapsikologlarm gözleri kam aştı. Parapsikologlar, çocukların psişik gücüne ilişkin kesin deliller bulduklarına ikna olarak onlar hakkında bir m akale yazm aya başladılar. Ertesi yıl çocuklar, birer num aracı olduklarını ve "güçlerin in" doğaüstü güçlerden değil, standart sihir num aralarından kaynaklandığını açıkladı. (Çocuklardan birisi, Steve Shaw, devam ederek sık sık televizyona çıkan ve günlerce "can lı canlı göm ülen" tanınm ış bir sihirbaz oldu). D uke Ü niversitesi'nd eki Rhine E nstitüsü'nde psikokinez üzerinde kontrollü koşullar altında yoğun deneyler yapılm ış, fakat karışık sonuçlar elde edilm iştir. K onunun öncülerinden Profesör Gertrude Schm eidler, N ew York City Ü niversitesi'nde benim çalışm a arkadaşlarım dan biriydi. Parapsikoloji Dergisi'n in eski editörlerinden ve Parapsikoloji D erneği'nin eski başkanlarından olan Schm eidler, ESP konusuna büyük ilgi duyar ve kolejdeki öğrencileri üzerinde pek çok çalışm a yapardı. Akşam yem eğ ine k atılan d avetlilerin önünde tanınm ış psişiklerin num aralar yaptığı kokteyl partileri araştırır, deneyleri için daha fazla denek bulm aya çalışırdı. Ancak, yüzlerce öğrenciyi ve çok sayıda m entalist ve psişiği inceledikten sonra, bu psikokinetik m arifetleri kontrollü koşullar altında istendiği zam an yapabile cek tek bir kişi dahi bulamadığını günün birinde bana söylemişti. Bir seferinde bir odam n çevresini derecenin kesri kadar sıcaklık değişim lerini algılayabilen term istörlerle çevrelemişti. Bir m entalist, ağır bir zihinsel çaba sonucunda bir term istörün değerini bir derecenin onda biri kadar yükseltm eyi başarm ıştı. Schm eidler, bu deneyi çok sıkı koşullar altında yapm ayı başara bildiği için gurur duyuyordu. Fakat bu, kişinin istediği zam an zihin gücü ile büyük nesneleri hareket ettirm e yeteneğinin yanı na dahi yaklaşm ıyordu. Psikokinez üzerinde en sıkı koşullar altında yapılan fakat tartışm alı olan bir çalışm a da, Princetow n Ü niversitesi'nde o sırada M ühendislik ve Uygulam alı Bilim
104
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bölüm ü Dekanı olarak görev yapan Roberg G. Jahn tarafından 1979 yılında kurulan PEA R (Princeton Engineering Anom alies Research - Princeton M ühendislik A nom alileri Araştırma) prog ram ıdır. PEA R m ühendisleri insan zihninin yalnızca düşünce yolu ile rastgele olayların sonuçlarını etkilem eye m uktedir olup olm adığını araştırm aktaydılar. Ö rneğin, bir m adeni parayı havaya fırlattığım ız zaman yazı veya tura gelm e olasılığının yüzde 50 olduğunu biliriz. Ancak, PEA R bilim insanları, insan düşüncesinin bu rastgele olayları tek başına etkilem e gücüne sahip olduğunu öne sürm ekteydiler. Yirm i sekiz yıllık bir süre boyunca, program nihayet 2007 yılında sona erinceye kadar, PEA R m ühendisleri 1,7 m ilyon denem eyi ve 340 m ilyon para atışını kapsayan binlerce deney yaptı. Sonuçlar, psikokinez etki sinin varlığını doğrular gibi görünm ekteydi. Fakat etkiler son derece küçüktü, ortalam ada on binde birkaç taneden fazla değil di. Bu yetersiz sonuçlar dahi, araştırm acıların verilerinde gizli, belirsiz eğilim ler var olduğunu öne süren diğer bilim adam ları tarafından şüpheyle karşılanm ıştı. (ABD ordusu 1988 yılında Ulusal Araştırm a K onseyi'nden paranorm al etkinlikler konusunu araştırm asını istedi. Ordu, bir liklerine psişik güçler de dahil olm ak üzere sağlayabileceği olası av antajların araştırılm asın ı istiyord u . U lusal A raştırm a K onseyi'nin raporu, ESP kullanım ı, istedikleri zam an vücutları nı terk etme, havada uçm a, psişik olarak iyileştirm e ve duvarla rın içinden geçm e de dahil olm ak üzere kom ite tarafından İnce lenm ekte olan hem en hem en bütün yöntem lerin kullanılm ası konusunda uzm anlaşm ış "savaşçı rahiplerden" m eydana gelen kuram sal bir "B irinci Dünya Taburu" yaratılm asını inceliyordu. Ulusal A raştırm a Konseyi, P E A R 'm iddiaları üzerinde yaptığı araştırm a sonucunda bütün başarılı denem elerin tam olarak yan sının tek bir b irey d en kayn aklan d ığın ı ortaya çıkarttı. Eleştirenlerden bazıları, bu kişinin deneyleri yapan veya PEA R için bilgisayar program ını yazan kişi olduğuna inanm aktadır. O regon Ü niversitesi'nden Dr. Ray H ym an, "B an a göre, laboratuvarı yöneten kişi sonuçları üreten tek kişi ise ortada bir sorun var d em ektir" d em ekted ir. R ap o ru n sonuç bölü m ün d e "Parapsikolojik olayların varlığını belirlem ek için 130 yıllık bir
PSİKOKİNEZ
105
dönem boyunca yapılan araştırm alarda hiçbir bilim sel kanıt elde edilm em iştir" diye yazm aktaydı). Bilinen fizik yasaları ile kolayca uyum sağlam am asm ın psikokinezi incelerken karşılaşılan sorun olduğunu, psikokinezi savunanlar dahi kabul etm ektedir. Evrendeki en zayıf kuvvet olan kütleçekim i sadece çekm e yönündedir ve cisim leri havaya kaldırm ak veya itm ek için kullanılam az. Elektrom anyetik kuv vet M axwell denklem lerine göre davranır ve elektriksel olarak nötr nesneleri bir odanın içinde iteklem e olasılığını kabul etmez. N ükleer kuvvetler, yalnızca nükleer parçacıklar arasındaki uzaklık gibi kısa m esafeler içinde etki ederler. Psikokinez ile ilgili bir başka sorun da, enerji kaynağıdır. İnsan vücudu yalnızca bir beygir gücünün beşte biri kadar güç üretebilir, buna karşın Yıldız Savaşları'nd a Yoda, zihin gücüyle bütün bir yıldız gem isini havaya kaldırm akta veya Cyclops göz lerinden lazer şim şekleri fışkırttığı zam an enerjinin sakım ı yasa sına aykırı davranm aktadır - Yoda gibi m inicik bir yaratık, bir yıldız gem isini havaya kaldıracak enerjiye sahip olamaz. Ne kadar konsantre olursak olalım , psikokineze atfedilen m arifet ve m ucizeleri yapm aya yeterli enerjiyi toplayam ayız. Bütün bu sorunlar dikkate alındığı zam an, psikokinezin fizik yasalarıyla uyum içinde olm ası nasıl m üm kündür?
PSİKOKİNEZ VE BEYİN Eğer evrenin bilinen kuvvetlerine kolaylıkla uyum sağlam ıyor sa, gelecekte psikokinezi kontrol altına alm ak nasıl m üm kün olabilir? Uzay Yolu dizisinin "A d onis İçin K im Yas Tutar" adlı m acerasında buna ilişkin bir ipucu görülm ektedir. Bu m acerada Atılgan'm p ersoneli Y unan tanrılarına benzeyen ve sadece düşünm ek suretiyle inanılm az işler becerebilen bir ırk ile karşı laşır. Başlangıçta sanki personel Olim pos D ağı'ndaki tanrılarla karşılaşm ış gibi görünür. Bununla birlikte personel, bunların hiç de tanrı olm adıklarını, isteklerini yerine getiren ve bu harika işleri yapm alarını sağlayan m erkezi bir güç istasyonunu zihin
106
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yoluyla kontrol edebildiklerini zam anla anlar. A tılgan'm perso neli, m erkezi güç istasyonunu yok ederek kendilerini onların gücünden kurtarır. Benzer şekilde, bir kişinin gelecekte kendisine tanrısal güçler verecek bir elektronik algılam a cihazını zihin yoluyla kontrol etm ek üzere eğitilm esi, pekâlâ fizik yasalarının içinde kalm akta dır. Radyo veya bilgisayar yoluyla pekiştirilm iş psikokinez, ger çek bir olasılıktır. Ö rneğin EEG, ilkel bir psikokinez cihazı ola rak kullanılabilir, insanlar bir ekran üzerinde kendi EEG örüntülerine bakarak, gördükleri beyin görüntüsünü "biyogeribildirim " adı verilen bir süreç yardım ıyla kaba fakat bilinçli bir şekil de kontrol etm eyi eninde sonunda öğrenebilirler. Bize hangi nöronun hangi kası kontrol ettiğini söyleyecek ayrıntılı bir beyin şem ası m evcut olm adığı için, hastanın bu yeni örüntüleri bilgisayar aracılığı ile ne şekilde kontrol edeceğini öğrenm ek için aktif bir şekilde rol alm ası gerekecektir. Zam an içinde insanlar isteğe bağlı olarak ekranda belirli dalga örüntülerini üretm eyi başarabilirler. Ekrandaki görüntü, böyle dalga örüntülerini tanıyacak ve bir kom utu çalıştıracak, m esela bir elektrik anahtarını açacak veya bir m otoru çalıştıra cak şekilde program lanm ış bir bilgisayara gönderilebilir. Başka bir deyişle bir kişi, yalnızca düşünm ek suretiyle EEG ekranı üze rinde belirli bir örüntü yaratabilir ve bir bilgisayarı veya m otoru çalıştırabilir. Bu sayede, m esela tam am en felç olm uş bir kişi düşünceleri nin gücü vasıtasıyla tekerlekli sandalyesini kontrol edebilir. Veya, bir kişi ekranda yirm i dokuz farklı örüntü oluşturabilirse, yalnızca düşünm ek suretiyle klavye kullanm a olanağı bulabilir. H iç şüphesiz bu, insanın düşüncelerini iletm esi için kaba bir yöntem olacaktır. İnsanları kendi beyin dalgalarını biyogeribildirim vasıtasıyla yönetebilecek şekilde eğitm ek, oldukça uzun bir zam an alm aktadır. "D üşünerek yazm a" işlem i, A lm anya'daki Tübingen Üniversitesi'nden N iels Birbaum er sayesinde gerçekleşm eye çok yak laşm ış bulunm aktadır. Birbaum er, sinir hasarı nedeniyle kısm i felç olmuş kişilere yardım am acıyla biyogeribildirim den yarar
PSİKOKİNEZ
107
lanm aktadır. O nları beyin dalgalarını değiştirebilecek şekilde eğitm ek suretiyle, bilgisayar ekranına basit cüm leler yazm ayı öğretebilm iştir. M aym unların beynine elektrotlar yerleştirilm iş ve biyogeribildirim yolu ile kendilerine düşüncelerinden bazılarını kontrol etm esi öğretilm iştir. Bu m aym unlar, yalnızca düşünce gücü ile internet üzerinden bir robot kolu kontrol etm eyi başarm ışlardır. Daha ayrıntılı bir dizi deney, A tlanta'daki Em ory Üniversitesi'nde, felçli bir hastanın beynine doğrudan bir cam boncuk göm ülerek yapılm ıştır. Cam boncuk, öbür ucu bir PC 'ye bağlı bir tel ile irtibatlandırılm ıştır. Hasta, belli düşünceleri düşünerek PC ekranındaki im leci hareket ettirecek sinyalleri tel üzerinden gönderm eyi başarm ıştır. Ç alışm aların ardından hasta, biyogeribildirim kullanarak im lecin hareketini bilinçli olarak kontrol edebilm iştir. İlke olarak ekrandaki im leç, düşünceleri yazm ak, m akineleri çalıştırm ak, sanal otom obilleri sürm ek, video oyun ları oynam ak vb. için kullanılabilir. Brow n Ü niversitesi'nden nörobilim ci John Donoghue, zihinm akine arabirim i alanında belki de en önem li ilerlem eleri sağla mıştır. BrainG ate adı verilen ve felçli bir kişinin yalnızca zihin gücünü kullanarak dikkate değer bir dizi etkinlikte bulunm ası na olanak sağlayan bir cihaz tasarlayan Donoghue, cihazının denem elerini ikisinde om urilik hasarı bulunan, üçüncüsü inme geçirm iş olan, dördüncüsü ise ALS (am yorophic lateral sclerosis veya Lou G ehrig hastalığı, kozm olog Stephen H aw king'i etkile yen hastalık) nedeniyle felç olan dört hasta üzerinde yapmıştır. D onoghue'nin hastalarından birinin, vücudunun boyundan aşağıda kalan bölüm ü kalıcı şekilde felçli bir "quad riplegic"* olan yirm i beş yaşındaki M athew N agle'in tam am en yeni bilgi sayar becerilerini öğrenm ek için yalnızca bir güne ihtiyacı olm uştu. Şim di evindeki T V 'nin kanallarını değiştirebilm ekte, ses şiddetini ayarlayabilm ekte, bir protez eli açıp kapatabilm ek te, acem ice bir çem ber çizebilm ekte, bilgisayar im lecini hareket * Quadriplegic: Her iki ayağı ve kolu felçli olan kimse (Ç.N.)
108
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ettirebilm ekte, video oyunu oynayabilm ekte ve hatta e-postaları dahi okuyabilm ektedir. N ature dergisinin 2006 yaz sayısının kapağında yer aldığı zam an, bilim çevrelerinde ve basında büyük bir sansasyon yaratm ıştır. D onoghue'nin BrainG ate'inin kalbi, yalnızca 4 m m genişli ğinde, yüz adet m inik elektrot barındıran, m inicik bir silikon yongadır. Yonga, doğruca beyinde m otor etkinliklerinin düzen lendiği bölgenin üzerine yerleştirilm ektedir. Yonga, beynin yak laşık 2 m m kalınlıkta olan zarının yarısına kadar gömülür. Altın teller, silikon yongadan gelen sinyalleri yaklaşık bir puro kutu su büyüklüğündeki bir yükseltece taşım aktadır. Sinyaller, ora dan yaklaşık bir bulaşık m akinesi büyüklüğünde olan bir bilgi sayara gönderilir. Bu sinyaller, beyin tarafından yaratılan sinyal leri tanım layabilen ve onları m ekanik hareketlere dönüştüren Özel bilgisayar yazılım ları tarafından işlenir. H astaların kendi EEG dalgalarını okudukları daha önceki deneylerde biyogeribildirim in kullanılm ası yavaş ve zahm etli oluyordu. Fakat belirli düşünce örüntülerini tanım lam ak için hastaya bir bilgisayar yar dım cı olduğu zam an, eğitim süreci önem li ölçüde kısalm aktadır. İlk eğitim seansında N agle'dan kolunu ve elini sağa ve sola hareket ettirdiğini, bileğini esnettiğini ve yum ruğunu sıkıp açtı ğını hayalinde canlandırm ası istenm işti. N agle koluyla elini hareket ettirdiğinde farklı nöronların harekete geçtiğini gerçek ten gördüğü zam an büyük bir sevinç hisseden Donoghue, "Ben im için bu inanılm az bir şeydi, çünkü beyin hücrelerinin etkinliklerini değiştirdiğini görebiliyordunuz. Sonra h er şeyin ileriye gidebileceğini, teknolojinin gerçekten işe yaracağını anla dım " diye hatırlıyor. (D onoghue'nin bu ilginç zihin-m akine arayüzüne duyduğu tutkunun kişisel bir nedeni vardı. Çocukluğunda ıstıraplı bir dejeneratif hastalık nedeniyle tekerlekli sandalyeye m ahkûm kalm ıştı, bu nedenle hareket yeteneğini kaybetm enin verdiği çaresizliği birinci elden bilm ekteydi). Donoghue, BrainG ate'i tıp m esleğinin tem el araçlarından biri haline getirm eyi hedeflem ektedir. Bilgisayar teknolojisindeki ilerlem eler sayesinde onun şim di bir bulaşık m akinesi büyüklü-
PSİKOKİNEZ
109
günde olan cihazı zam anla taşınabilir hale gelebilir, hatta kişinin elbisesine dahi takılabilir. Yongam n kablosuz hale getirilm esiy le de hantal kablolardan kurtulunabilir, böylece cihaz, dış dünya ile sorunsuz bir şekilde iletişim kurabilir. Beynin diğer bölüm lerinin de bu şekilde etkinleştirilm esi, yalnızca bir zam an m eselesidir. Bilim insanları, beynin üst bölü m ünün yüzey h aritasını zaten çıkartm ış bulunm aktadırlar. (Eğer ellerim izin, bacaklarım ızın başım ızın ve sırtım ızın resim lerini çizerek bu nöronların genel anlam da başım ızın üstünde nereye bağlandığını gösterecek olursa, "h om u n cu lu s" veya küçük adam olarak adlandırılan bir şey görürüz. Vücut parçala rım ızın beynim izin üstüne yazılan görüntüsü uzun parm akları, yüzü, dili ve küçülm üş gövdesi ve sırtıyla şekli bozuk bir insanı andırm aktadır). Beynin değişik yerlerine silikon yongalar yerleştirerek çeşitli organların ve uzantıların salt düşünce gücü ile etkinleştirilm esi nin sağlanabilm esi gerekir. Böylece, insan vücudu tarafından yapılabilecek her türlü fiziksel etkinlik bu yöntem tarafından taklit edilebilecektir. Gelecekte felçli bir kişinin psikokinetik ola rak özel şekilde tasarlanm ış bir evde yaşadığını, klimayı, televiz yonu ve bütün elektrikli cihazları yalnızca düşünce gücünden yararlanarak kontrol edebildiğini hayalim izde canlandırabiliriz. Zam anla bir kişinin vücudunun özel bir "d ış iskelet" içine yerleştirildiğini, böylece felçli bir kişiye tam hareket serbestliği sağlandığını gözüm üzde canlandırabiliriz. H atta böyle bir dış iskelet, ilke olarak norm al bir kişinin ötesinde güçlere sahip ola bilir, süper uzantılarının m uazzam m ekanik gücünü yalnızca düşünce ile kontrol edebilen biyonik bir varlığa dönüşebilir. Dolayısıyla, bir bilgisayarı kişinin zihni vasıtasıyla kontrol etm e sorunu, artık olanaksız olm aktan çıkm ıştır. Fakat bu, günün birinde yalnızca düşünce gücü kullanarak nesneleri hare ket ettirebileceğim iz, onları havaya kaldırabileceğim iz ve çeşitli işlem ler yapabileceğim iz anlam ına gelir mi? Duvarlarım ızı oda sıcaklığında çalışan bir süper iletken ile kaplam ak bir olasılık oluşturabilir, tabii günün birinde böyle bir m addenin yaratılabileceğini varsayarak. Sonra, evim izdeki nes
110
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
nelerin içine m inik elektrom ıknatıslar yerleştirerek, bu nesneleri Bölüm 1 içinde gördüğüm üz gibi M eissner etkisi vasıtasıyla havaya kaldırabiliriz. Eğer bu elektrom ıknatıslar bir bilgisayar tarafından kontrol edilecek olursa, nesnelerin istediğim iz gibi havada uçm asını sağlayabiliriz. A klım ızdan bazı düşünceleri geçirerek bilgisayarı harekete geçirebilir, bu sayede onun çeşitli elektrom ıknatısları çalıştırm asını ve nesneleri havaya kaldırm a sını sağlayabiliriz. N esneleri istediğim iz şekilde hareket ettir m ek ve havaya kaldırm ak, dışardan bakan birisine sihir gibi görünecektir.
Nan o bo tla r Sadece nesneleri hareket ettirm eye değil, fakat onları dönüştür m eye, sihirbazlık yaparm ış gibi bir nesneyi başka bir nesneye çevirm eye ne dem eli? Sihirbazlar bunu ustaca el çabukluğu ile yaparlar. Fakat böyle bir güç, fizik yasalarıyla uyum lu m udur acaba? Daha önce sözünü ettiğim iz gibi, nanoteknolojinin hedefle rinden biri de atom ları kullanarak levyeler, dişliler, rulm anlar ve m akaralar gibi işlevleri yerine getirecek m inik m akineler yapm a olanağı sağlam aktır. Pek çok fizikçinin rüyası, bu nano m akinelerle bir n esn en in içindeki m olekülleri yeni baştan düzenleyerek o n esneyi başka bir nesneye dönüştürm ektir. Bu, bilim kurguda karşım ıza çıkan ve insanın yalnızca istem ek sure tiyle herhangi bir nesneyi im al etm esine olanak sağlayan "ço ğ al tıcı" nm tem elini oluşturur. Bir çoğaltıcı, ilke olarak fakirliği orta dan kaldırm ak ve toplum un yapısını değiştirm ek am acıyla ku l lanılabilir. Eğer insan herhangi bir nesneyi yalnızca isteyerek üretebilirse, insan toplum undaki bütün kıtlık, değer ve hiyerar şi değerleri altüst olacaktır. (En sevdiğim Uzay Yolu m aceralarından biri: Gelecek Nesil, bir çoğaltıcıyı anlatır. Yirm inci yüzyıldan kalm a tarihi bir uzay kap sülü dış uzayda sürüklenirken bulunur ve içinde ölüm cül hasta lıklara yakalanm ış insanların dondurulm uş cesetleri bulunm ak
PSİKOKİNEZ
111
tadır. Bu vücutlar hızla eritilir ve gelişm iş tıp sayesinde hastalık ları iyileştirilir. Bir iş adam ı, aradan geçen o kadar yüzyıl sonra yatırım larının m uazzam bir değere ulaşm ış olm ası gerektiğini düşünm ektedir. Derhal Atılgan'm personeline yatırım ları ve parası hakkında sorular sorar. Personel şaşırır. Para? Yatırım lar? Gelecekte para diye bir şey olm adığını anlatırlar. Eğer bir şey isterseniz, istem eniz yeterlidir). Bir çoğaltıcı ne kadar şaşırtıcı olsa da, doğa zaten bir tane yaratm ıştır. "İlken in kan ıtı", zaten m evcuttur. Doğa, et ve sebze gibi birtakım ham m addeleri alıp dokuz ayda bir insan üretebi lir. Yaşam m ucizesi, atom ik düzeyde bir m adde türünü (yani gıda) alıp canlı dokuya (bir yavru) dönüştürm e becerisine sahip bir nano fabrikadan başka bir şey değildir. Bir nano fabrika yaratm ak için üç bileşene ihtiyaç vardır: inşaat m alzem eleri, bu m alzem eleri kesecek ve birbirine birleşti recek araçlar ve araçlarla m alzem elerin kullanılm asına kılavuz luk edecek bir plan. Doğada inşaat m alzem eleri, et ve kanın yaratılm asını sağlayan am inoasitler ve proteinlerdir. Bu protein leri yeni yaşam şekillerine sokm ak için gerek duyulan kesm e ve b irleştirm e araçları (çekiçler ve testereler), ribozom lardır. Bunlar, yeni protein türleri yaratm ak am acıyla proteinleri belir li noktalardan kesip yeniden birleştirecek şekilde tasarlanm ışlar dır. Ve plan ise, yaşam ın sırrını nükleik asitlerin belirli bir şekil de dizilm esi şeklinde şifreleyen DN A m olekülünde bulunm ak tadır. Bu üç bileşen, kendi kopyalarını yaratm ak, yani kendim çoğaltm ak konusunda dikkat çekici bir yeteneğe sahip olan hüc renin içinde bir araya gelm işlerdir. Bu yetenek, DN A m olekülü nün bir çift sarm al şekline sahip olm asından kaynaklanır. Çoğal m a zam anı geldiğinde DN A m olekülü iki ayrı sarmala ayrılır. Sonra her ayrı sarm al, eksik sarm alı baştan yaratm ak için orga nik m oleküllere tutunm ak suretiyle kendi kopyalarını yaratır. Fizikçiler, doğada karşılaşılan bu özellikleri taklit etme konu sunda şim diye kadar yalnızca m ütevazı bir başarı elde etm işler dir. Fakat bilim insanları, başarım n anahtarının kendi kendini kopyalayabilen çok sayıda "n anobotlar", yani bir nesnenin için deki atom ları yeni baştan düzenleyecek şekilde tasarlanm ış
112
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
program lanabilir atom ik m akineler yaratm ak olduğuna inan maktadırlar. İlke olarak, eğer elde trilyonlarca nanobot olursa, bunlar bir nesnenin üzerinde toplanarak onu başka bir nesneye dönüştürünceye kadar atom ları kesip tekrar yapıştırabilirler. Kendi ken dilerini kopyalayabildikleri için, işlem i başlatm ak için yalnızca küçük bir avuç dolusu nanobot yeterli olacaktır. Ayrıca, verilen bir planı izleyebilm eleri için bunların program lanabilir olm ası da gerekir. Bir nanobotlar filosu yaratabilm ek için zorlu engellerin aşıl m ası gerekm ektedir. İlk olarak, kendi kendini kopyalayabilen robotların yapılm ası, m akroskobik bir düzeyde dahi olsa, son derece zordur. (Atom ik rulm anlar ve dişliler gibi basit atom ik araçların yaratılm ası dahi günüm üz teknolojisini aşmaktadır). Eline bir PC ve bir çorba kaşığı elektronik parça verilen bir kişi nin kendi kendini kopyalam a yeteneğine sahip olabilecek bir m akine yapm ası çok zor olacaktır. Dolayısıyla, eğer kendi ken dini kopyalayabilen bir m akinenin bir m asanın üstünde yapıl m ası zor ise, aynı işi atom ik bir düzeyde yapm ak daha da zor olacaktır. İkincisi, böyle bir nanobot ordusunun dışarıdan ne şekilde program lanabileceği, açık değildir. Bazıları, her nanobotu etkin duruma getirm ek için radyo sinyalleri gönderm eyi önermiştir. Belki üzerine talim atlar yüklenm iş lazer ışınları gönderilebilir. Fakat bu, sayıları trilyonları bulabilecek nanobotlardan her biri için ayrı bir kom ut takım ı anlam ına gelecektir. Üçüncüsü, nanobotun atom ları doğru sırada kesm esinin, düzenlem esinin ve yapıştırm asının nasıl sağlanabileceği açık değildir. H atırlayacak olursanız, doğanın bu sorunu çözm esi üç buçuk m ilyar yıl sürm üştür ve birkaç on yıl içinde çözülm esi zor olacaktır. Çoğaltıcı veya "kişisel fabrikatör" fikrini ciddiye alan fizikçi lerden biri, M IT'den N eil G ershenfeld'dir. H atta Gershenfeld, M IT'nin en gözde derslerinden biri olan "(N eredeyse) "H er Şey Nasıl Yapılır?" dersini de verm ektedir. G ershenfeld M IT Bitler ve Atom lar M erkezi'ni yönetm ektedir ve "sırad aki büyük şey"
PSİKOKİNEZ
113
olduğunu düşündüğü kişisel fabrikatörün ardındaki fizik üze rinde ciddi şekilde düşünm ektedir. Kişisel fabrikasyon konu sundaki görüşlerini ayrıntılarıyla anlattığı FAB: The Corning Revolution on Your Desktop - From Personal Computers to Personal Fabrication (FAB: M asanızın Üstüne Gelen Devrim - Kişisel Bilgisayarlardan Kişisel Fabrikasyona) adlı bir de kitap yazm ış tır. Gershenfeld, hedefin "herhangi bir m akineyi yapabilecek bir m akine yapm ak" olduğuna inanm aktadır. Görüşlerini yaym ak am acıyla dünya çevresinde özellikle kişisel fabrikasyonun en büyük etkiyi yaratacak olduğu üçüncü dünya ülkelerini kapsa yan bir laboratuvarlar ağı oluşturm uş bulunm aktadır. Başlangıçta P C 'niz üzerinde görselleştirebileceğiniz her türlü nesneyi kesm e, kaynatm a ve şekillendirm e yeteneğine sahip, lazer ve m ikrom inyatürizasyon alanlarındaki en son gelişm eleri kullanan ve m asanızın üstüne koyabileceğiniz kadar küçük, her am aca uygun bir fabrikatör düşünm ektedir. Ö rneğin bir üçüncü dünya ülkesindeki fakir halk, çiftliklerinde kullanm ak üzere belirli araçlar ve m akineler isteyebilir. Bu bilgi, internet vasıta sıyla uçsuz bucaksız bir planlar kütüphanesine ve teknik bilgile re ulaşabilen bir PC 'ye girilir. Daha sonra bilgisayar yazılım ı, m evcut planları bireylerin gereksinim leriyle karşılaştırır, bilgile ri işler ve sonra da bunu onlara e-posta yolu ile geri gönderir. Sonra, onların kişisel fabrikatörleri lazerlerini ve m inyatür kesi ci araçlarını kullanarak arzu ettikleri cihazı bir m asanın üstünde im al eder. Bu çok am açlı kişisel fabrika, yalnızca bir başlangıçtır. Gershenfeld, nihai olarak fikrini m oleküler düzeye taşım ak iste m ektedir. Böylece bir kişi, insan zihninin hayal edebileceği her nesneyi kelim enin tam anlam ıyla im al etm e olanağına sahip ola caktır. N e var ki, bu yöndeki ilerlem e, bireysel atom lar üzerinde işlem yapm anın güçlüğü nedeniyle çok yavaştır. Güney C alifornia Ü niversitesi'nden A ristides Requicha, bu yönde çalışan öncülerden birisidir. U zm anlık alanı "m oleküler robot bilim i" dir ve atom ları istenen şekilde işleyebilen bir nanorobot filosu yaratm ayı hedeflem ektedir. Yazdığına göre, bu işe
114
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
iki şekilde yaklaşm ak m üm kündür. Bunların ilki olan tepeden aşağı yaklaşım da m ühendisler, nanorobotlarm beyni olarak görev yapacak m inik devreleri yaratm ak için yarıiletken sanayii nin gravür teknolojisini kullanacaklardır. Bu teknoloji ile, hızla ilerleyen bir alan olan "nanolitografi" vasıtasıyla bileşenleri 30 nm büyüklükte olan m inicik robotlar yaratm ak m üm kün olacaktır. Fakat ortada bir de "taband an yukarı" yöntem i bulunm akta dır. Bu yaklaşım da m ühendisler m inik robotları atom atom yaratm aya çalışacaklardır. A tom ları birer birer tanım layıp hare ket ettirm ek için kullanılacak ana araç olan taram alı sondalı m ik roskop (Scanning Probe M icroscope - SPM ), taram alı tünellem e m ikroskobu ile aynı teknolojiyi kullanm aktadır. Bilim insanları, örneğin ksenon atom larını platin veya nikel yüzeyler üzerinde hareket etm e konusunda epeyce beceri kazanm ış bulunm akta dırlar. Fakat, Requicha "yaklaşık 50 atom dan oluşan bir yapıyı oluşturm ak için dünyadaki en iyi grupların hâlâ 10 saat kadar çalışm ası" gerektiğini kabul etm ektedir. A tom ları teker teker el ile hareket ettirm ek, yavaş ve yorucu bir iştir. Söylediğine göre asıl gereken, daha üst düzey işlevler yapabilecek, yüzlerce atom u bir seferde istenen şekilde hareket ettirebilecek yeni tip bir m akinedir. N e yazık ki böyle bir m akine henüz m evcut değil dir. Tabandan yukarı yöntem inin hâlâ em eklem e dönem inde olması, hiç de şaşılacak bir durum değildir. Dolayısıyla, psikokinez bugünün standardlarıyla olanaksız olsa da, bizler beynim izdeki düşüncelere EEG, M RI ve diğer yöntem lerle ulaşm a konusunu daha iyi anladıkça gelecekte m üm kün olabilir.
Bu yüzyılın içerisinde oda sıcaklığında çalışan süper iletken leri çalıştırm ak ve sihirden ayırt edilm esi m üm kün olm ayan beceriler sergilem ek am acıyla düşünce ile çalışan cihazlar kulla nılması m üm kün olabilir. Ve bir sonraki yüzyıl geldiğinde m akroskobik bir nesnenin m oleküllerini yeniden düzenlem ek ola nak dahiline girebilir. Bu, psikokinezi I. sınıf bir olanaksızlık yapm aya yeterlidir.
PSİKOKİNEZ
115
Bu teknolojinin anahtarı, bazı bilim insanlarının öne sürdü ğüne göre, yapay zekâya sahip nanobotlar yaratm aktır. Ancak, m olekül büyüklüğünde m inicik robotlar yaratabilecek duruma gelm eden önce sorm am ız gereken daha tem el bir soru bulun m aktadır: Robotlar var olabilir mi?
Robotlar Önümüzdeki otuz yıl içinde günlerden b ir gün, Dünya üzerindeki en a kıllı şeylerden b iri oluşum uz çok sessizce sona ere cektir. - JAMES M cALEA R
I
S A A C A S IM O V 'u n hikâyelerinden yola çıkarak çevrilen Ben, Robot film inde o zam ana kadar yapılm ış en gelişm iş
robot sistem i 2035 yılında inşa edilm iştir. VIKI olarak adlandırı lan bu sistem, büyük bir şehrin işlem lerini kusursuz bir şekilde yapm ak üzere tasarlanm ıştır. M etro sistem i ve elektrik dağıtı m ından evlerde bulunan binlerce robota kadar her şey VIKI tarafından kontrol edilm ektedir. M erkezi kontrol birim inin gör evi çok açıktır: İnsanlığa hizm et etmek. Fakat V IK I, günün birin d e çok önem li bir soru sorar: İnsanlığın en büyük düşm anı nedir? VIKI, m atem atiksel olarak insanlığın en büyük düşm anının insanlığın kendisi olduğu sonucuna ulaşır. İnsanlık, kirletm ek, savaşm ak ve gezegeni yok etm ek gibi çılgınca arzularından kurtarılm alıdır. VIKI için ana görevini yerine getirebilm enin tek yolu, insanlığın kontrolünü ele geçirm ek ve m akineye dayalı iyi huylu bir diktatörlük kur maktır. İnsanljk, kendisini kendisinden korum ak için esir edil melidir. Ben, Robot şu sorulan sorar: Bilgisayarların gücündeki astro nom ik artış göz önüne alınırsa, m akineler günün birinde kontro
ROBOTLAR
117
lü ele geçirebilir m i? Robotlar, bizim varlığım ız için en büyük tehlikeyi oluşturabilecek kadar gelişebilir mi? Bazı bilim insanları hayır dem ektedir, çünkü yapay zekâ fikri aptalcadır. Fikre karşı oluşanlardan m eydana gelen kalabalık bir koro, düşünebilen m akinelerin yapılm asının olanaksız olduğu nu söylem ektedir. O nlar, galaksinin hiç olm azsa bu tarafında insan beyninin doğa tarafından yaratılan en karm aşık sistem olduğunu ve insan düşüncesini kopyalam ak üzere tasarlanan herhangi bir m akinenin başarısızlığa m ahkûm olduğunu öne sürm ektedirler. Berkeley'deki California Ü niversitesi'nden fel sefeci John Searle ve O xford'dan tanınm ış fizikçi Roger Penrose, m akinelerin insan düşüncesini üretm eye fiziksel olarak yetersiz olduğuna inanm aktadırlar. Rutgers Ü niversitesi'nden C olin M cG inn'in söylediğine göre yapay zekâ, "süm üklüböceklerin Freud analizleri yapm aya çalışm asına benzer. Kavram alarm ı sağlayacak ekipm anları yoktur." Bu, bilim toplum unu bir asırdan fazla bir süredir ikiye böl m üş olan bir sorudur: M akineler düşünebilir mi?
Y a p a y Z e k â n in T a r I h ç e s î M ekanik yaratıklar fikri m ucitleri, m ühendisleri, m atem atikçile ri ve hayalperestleri uzun zam andan beri cezbetm ektedir. Oz Büyücüsü'ndeki Teneke A d am 'd an ve Spielberg'in Yapay Zekâ: YZ film indeki çocuksu robotlardan Terminatör'deki katil robot lara varm caya kadar, insanlar gibi davranan ve düşünen m aki neler fikri bizi büyülem iştir. Yunan m itolojisinde tanrı Vulcan, altm dan m ekanik hizm et çiler ve kendi kendine hareket edebilen üç bacaklı m asalar yap tığı anlatılır. D ah a M .Ö . 400 yılınd a Y unanlı m atem atikçi Tarentum lu A rchytas, yazılarında buhar gücü ile hareket eden bir robot kuş yapm a olasılığından bahsetm ektedir. M.S. 1. yüzyılda İskenderiyeli H ero (ilk buhar m akinesini onun tasarladığı düşünülm ektir), efsaneye göre içlerinden bir tanesi konuşm a yeteneğine dahi sahip olan 'autom aton'ları tasar
118
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
lamıştır. D okuz yüz yıl önce El-Cezeri, gücünü sudan alan saat ler, m utfak aletleri ve m üzik aletleri gibi otom atik m akineler tasarlam ış ve yapm ıştır. 1495 yılında Rönesans İtalyası'm n büyük sanatçı ve bilim adam ı Leonardo da Vinci, oturabilen, kollarını sallayabilen ve başıyla çenesini hareket ettirebilen bir robot şövalyenin şem ala rını çizm iştir. Tarihçiler, bu çizim in insana benzeyen bir m akine için yapılm ış ilk tasarım olduğuna inanm aktadırlar. Kaba saba, fakat çalışan ilk robot, flüt çalabilen insan şeklin de bir m akinedir ve 1738 yılında ayrıca m ekanik bir ördek yap m ış olan Jacques de V aucanson tarafından yapılm ıştır. "R o b o t" kelim esi, Çekoslovak oyun yazarı Karel Capek tara fından 1920 yılında yazılan R.U.R. adlı oyundan gelm ektedir ("robot" kelim esi Çek dilinde "an g ary a", Slovak dilinde ise "işçilik" anlam ına gelm ektedir). O yunda Rossum 'un Üniversal Robotları adlı bir fabrika, önem siz işleri yapm ak üzere bir robot lar ordusu yaratır. (Bununla beraber, sıradan m akinelerin aksine bu robotlar et ve kandan yapılm ıştır). D ünya ekonom isi giderek bu robotlara m uhtaç hale gelir. Fakat robotlar çok kötü m uam e le görm ektedir ve sonunda insan efendilerine başkaldırarak onların hepsini öldürürler. Ancak, robotlar, yeni robot yapabile cek ve eskilerini tam ir edebilecek bilim insanlarını da o hırsla öldürerek, kendi kendilerini yok olm aya m ahkûm ederler. Oyunun sonunda iki özel robot, ürem e yeteneğine ve yeni robot Adem ile H avva olm a potansiyeline sahip olduklarının farkına varırlar. Robotlar, yapılm ış en eski ve en pahalı sessiz film lerden biri olan ve 1927 yılında A lm anya'da Fritz Lang tarafından yönetilen Metropolis'in de konusunu oluşturm aktadır. H ikâye 2026 yılında geçm ektedir ve yöneten elit sınıf yerin üstünde oyun oynarken işçi sınıfı yerin altında berbat, sefil fabrikalarda çalışm aya m ah kûm edilm iştir. Güzel bir kadın olan M aria işçilerin güvenini kazanm ıştır, fakat yöneten elitler, onun günün birinde işçileri başkaldırm aya teşvik edeceğinden korkm aktadır. Bu nedenle, kötü bir bilim adam ından M aria'nm kopyası olan bir robot yap m asını isterler. Sonunda kom plo geri teper çünkü bu robot, işçi
ROBOTLAR
119
leri yöneten elitlere başkaldırm aya teşvik ederek sosyal sistem in yıkılm asına yol açar. Yapay zekâ, altında yatan tem el yasaların hâlâ çok az anlaşı lıyor olm ası nedeniyle şim diye kadar tartıştığım ız diğer teknolo jilerden farklıdır. Fizikçilerin N ew ton m ekaniğini, M axw ell'in ışık kuram ını, göreliliği ve atom larla m oleküllerin kuantum kuram ını gayet iyi anlıyor olm alarına karşın, zekânın tem el yasaları hâlâ bir gizem örtüsü ile sarm alanm ıştır. M uhtem elen yapay zekânın N ew ton'u henüz doğm am ıştır. Fakat, m atem atikçiler ve bilgisayar bilim cilerin gözü hiç de korkm am aktadır. O nlara bakılırsa düşünen bir m akinenin laboratuvardan yürüyüp çıkm ası, yalnızca bir zam an m eselesidir. Yapay zekâ konusundaki en etkileyici kişi, yapay zekâ aştır m alarının tem el taşlarının yerleştirilm esine katkıda bulunan bir vizyoner olan büyük İngiliz m atem atikçi A lan Turing'dir. Bütün bilgisayar devrim inin altyapısı, Turing tarafından hazırlanm ıştır. Turing, hayalinde yalnızca üç bileşenden m eyda na gelen bir m akine (o zam andan bu yana Turing M akinesi ola rak adlandırılır) canlandırm ıştı: Bir giriş bandı, bir çıkış bandı ve belirli bir takım işlem leri yerine getirebilecek bir m erkezi işlem birim i (mesela bir Pentium yongası). Buradan yola çıkarak, hesaplam a m akinelerinin uyacağı yasaları yazm a ve bu m akine lerin gücünü ve zayıflıklarını belirlem e olanağı bulm uştu. Günüm üzde bütün sayısal bilgisayarlar, Turing tarafından orta ya konulm uş olan yasalara sıkı sıkıya uym aktadırlar. Tüm sayı sal dünyam n m im arisi, Turing'e şükran borçludur. Turing, m atem atiksel m antığın tem ellerine de katkıda bulun m uştur. 1931 yılında V iyanalı m atem atikçi K urt Gödel, aritm eti ğin aksiyom ları içerisinde kanıtlanm ası asla m üm kün olm ayan gerçek ifadelerin varlığını kanıtlayarak m atem atik dünyasını sarsmıştı. (Örneğin 1742 tarihli G oldbach sanısı [2'den büyük her çift saymın, iki asal sayının toplam ı şeklinde yazılabileceği], aradan iki buçuk yüzyılı aşkın bir süre geçm iş olmasına karşın hâlâ kanıtlanam am ıştır ve aslına bakılacak olursa, kanıtlanm ası m üm kün olm ayabilir). G ödel'in açıklam ası, bütün gerçek ifade leri m atem atik içinde kanıtlam ayı hayal eden eski Yunana kadar
120
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ulaşan iki bin yıllık rüyayı param parça etm işti. Gödel, m atem a tikte daima bizim için erişilm ez olacak gerçek ifadeler bulunaca ğını gösterm işti. Yunanların tam am lanm ış ve kusursuz bir m abet olarak hayal ettikleri m atem atiğin eksik kalm ış olduğu gösterilm işti. Turing, bir Turing m akinesinin belirli bazı m atem atiksel işlem leri yapm asının sonsuz bir süre alıp alm ayacağını genel olarak bilm enin olanaksız olduğunu göstererek bu devrim e kat kıda bulundu. Ancak, eğer bir bilgisayarın herhangi bir şeyi hesaplam ak için sonsuz m iktarda zam ana gereksinim i oluyorsa, bunun anlam ı bilgisayardan her neyi hesaplam asını istiyorsanız onun hesaplanabilir olm adığıdır. Böylece Turing, m atem atikte ne kadar güçlü olurlarsa olsunlar bilgisayarlar tarafından hesaplanam ayacak, yani sonsuza kadar bilgisayarlar için erişilm ez olacak gerçek ifadelerin var olduğunu kanıtlam ıştı. II. Dünya Savaşı sırasında Turing'in şifre çözm e alanındaki öncü çalışm aları M üttefiklerin binlerce askerinin yaşam ını kur tarm ış ve savaşın sonucunu etkilem iştir. M üttefikler, Enigma adlı m akine tarafından şifrelenen Nazi m esajlarını çözm ekte başarısız olm uşlar ve Turing ile çalışm a arkadaşlarından Nazi şifrelerin i çözecek bir m akine y ap m aların ı istem işlerdi. Turing'in m akinesine "bo m be" adı verilm işti ve tam anlamıyla başarılı olm uştu. Savaşın sonuna gelindiğinde, bu m akinelerden en az iki yüz tanesi kullanılm aktaydı. Sonuç olarak m üttefikler gizli Nazi m esajlarını okuyabiliyorlardı ve A lm anya'nın nihai işgalinin tarihi ve yeri konusunda N azileri aldatm ayı başarm ış lardı. O zam andan bu yana tarihçiler, sonuç olarak A lm anya'm n yenilgisine yol açan N orm andiya çıkartm asının planlanm asında Turing'in çalışm alarının ne kadar önem li bir rol oynadığını tar tışm aktadırlar. (Savaşın ardından Turing'in çalışm aları İngiltere hüküm eti tarafından gizli bilgi olarak sınıflandırılm ıştır; bu nedenle onun yaptığı çok önem li katkılar halk tarafından bilin m em ektedir). Turing, II. Dünya Savaşı'nm gidişini döndürm eye yardım cı olan bir savaş kahram anı olarak alkışlanacağı yerde, ölüm e itil m iştir. Günün birinde evine hırsız girdi ve Turing polis çağırdı.
ROBOTLAR
121
N e yazık ki polis, onun hom oseksüelliğine ilişkin kanıtlar buldu ve onu tutukladı. M ahkem e, Turing'e cinsiyet horm onu iğneleri yapılm asına karar verdi. Bu iğneler onun üzerinde korkunç bir etki yaptı, göğüslerinin büyüm esine ve büyük bir zihinsel keder içerisine düşm esine yol açtı. Turing, 1954 yılında üzeri siyanür le kaplanm ış bir elm a yiyerek intihar etti. (Rivayete göre Apple C orp oration 'm bir ısırık alınm ış elm ad an oluşan logosu , Turing'e duyulan saygıyı ifade etm ektedir). Turing, günüm üzde en iyi "T u rin g testi" ile tanınmaktadır. M akinelerin "d ü şü n m e" yeteneği taşıyıp taşım adıkları ve bir "ru h " sahibi olup olm adıkları konusundaki bitm ek tükenm ek bilm eyen ve hiçbir yararlı sonuç üretm eyen bütün felsefi tartış m alardan bıkıp usandığı için, kesin bir deney tasarlayarak yapay zekâ konulu tartışm alara özen ve sağlık kazandırm ayı am açlam ıştır. Bir insanı ve bir m akineyi tam am en kapalı iki kutuya yerleştiriniz diyerek başlam ıştır. H er iki kutuya da soru lar yöneltm enize izin verilm ektedir. Eğer insanın ve m akinenin verdiği yanıtlar arasında bir fark bulam ıyorsanız, o takdirde m akine "T u rin g testini" geçm iş dem ektir. Bilim insanları tara fından sohbet konuşm alarını taklit edebilen ve dolayısıyla habe ri olm ayan pek çok kişiyi kandırarak bir insanla konuştuklarını zannetm elerine yol açan, örneğin ELIZA gibi basit bilgisayar program ları yazılm ıştır, insanlar arasındaki sohbetlerin çoğun da yalnızca birkaç yüz kelim e kullanılm akta ve bu sohbetler bir avuç konu etrafında toplanm aktadır. Fakat, hangi kutuda insan, hangi kutuda m akine olduğunu özellikle bulm aya çalışan kişile ri kandırabilecek bir bilgisayar program ı, şim diye kadar yazıl mam ıştır. (Turing, bilgisayarların gücündeki üssel artış dikkate alındığı zam an, 2000 yılm a gelindiğinde beş dakikalık bir deney sonucunda d en eycilerin yüzde otuzunu kandırabilecek bir m akine yapılabileceğini tahm in etmişti). Felsefecilerden ve ilahiyatçılardan oluşan küçük bir ordu, bizler gibi düşünebilen robotlar yapm anın olanaksız olduğunu açıklam ıştır. Berke! ey'd eki California Ü niversitesi'nde felsefeci olarak çalışan John Searle, yapay zekânın olanaksızlığını kanıt lam ak üzere "Ç in ce odası testi"n i önerm iştir. Ö zet olarak Searle,
122
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
robotlar Turing testinin belli bazı türlerini geçm eyi başarsalar dahi, bu başarıyı sem bollerin ne anlam a geldiği hakkında en küçük bir fikirleri olm adan körlem esine işlem e tabi tuttukları için elde ettiklerini savunm aktadır. Kutunun içinde oturduğunuzu ve tek bir kelim e Çince bilm e diğinizi hayal edin. Elinizde Çinceyi hızlı bir şekilde tercüm e etm enizi ve harfleri işlem enizi sağlayan bir kitap bulunduğunu varsayın. Eğer birisi size Çince bir soru soracak olursa, bu garip görünüm lü harfleri ne anlam a geldiklerini anlam aksızın kulla nırsınız ve işe yarar yanıtlar verirsiniz. O nun itirazı, tem elde sentaks ve semantik arasındaki farktan kaynaklanm aktadır. Robotlar bir dilin sentaksı (örneğin gram e rini kullanm a, biçim sel yapısı v.b.) üzerinde uzm anlaşabilirler, fakat onun gerçek sem antiği (yani kelim elerin ne anlam a geldi ği) üzerinde uzm anlaşam azlar. Robotlar, bir kelim eyi ne anlam a geldiğini anlam aksızın kullanabilirler. (Bu biraz da telefonda bir otom atik sesli mesaj m akinesi ile konuşm aya ve her yanıt için "b ir", "ik i, "ü ç ", v.b. tuşlarına basm aya benzer. Karşı taraftaki ses sizin nüm erik yanıtlarınızı m ükem m el bir şekilde hazm etm e kapasitesine sahiptir, fakat kesinlikle hiçbir şeyi anlamaz). O xford 'dan fizikçi Roger Penrose da yapay zekânın olanak sız olduğuna inananlardandır; kuantum kuram ı uyarınca, düşü nen ve insan bilincine sahip olan m ekanik varlıklar, olanaksız dır. Onun ileri sürdüğüne göre insan beyni laboratuvarda ger çekleştirilm esi m üm kün olan herhangi bir varlığın o denli öte sindedir ki, insana benzeyen robotların yapım ı başarısızlığa m ahkûm bir deneyden öteye geçem ez. G öd el'in eksiklik kuram ı aritm etiğin eksik olduğunu nasıl kanıtladıysa, H eisenberg'in belirsizlik ilkesinin de m akinelerin insan düşüncesine elverişsiz olduğunu öyle kanıtladığını savunm aktadır. Bununla beraber, pek çok fizikçi ve m ühendis, fizik yasala rında gerçek bir robotun yaratılm asını engelleyen herhangi bir şey bulunm adığına inanm aktadırlar. Ö rneğin, sık sık bilişim kuram ının babası olarak anılan Claude Shannon, günün birinde "M akineler düşünebilir m i?" sorusuyla karşılaşm ıştı. Yanıtı "elb ette" oldu. Bu yorum u açm ası istendiği zam an şöyle dedi:
ROBOTLAR
123
"B en düşünüyorum , değil m i?" Başka bir deyişle, onun açısın dan m akinelerin düşünebileceği çok açıktı, çünkü insanlar, m akinedir (m ekanik parçalardan değil de biyolojik parçalardan yapılm ış olsalar dahi). Film lerde karşılaştığım ız robotları gördükçe, yapay zekâya sahip gelişm iş robotların geliştirilm esinin bir an m eselesi oldu ğunu düşünebiliriz. G erçek ise bam başkadır. Bir robotun bir insan gibi davrandığını gördüğünüz zam an genellikle ortada bir hile, yani tıpkı Oz Büyücüsü'ndeki büyücü gibi gölgelere sakla narak bir m ikrofon vasıtasıyla robotun ağzından konuşan bir adam vardır. A slına bakılacak olursa, en gelişm iş robotlarım ız, m esela M ars gezegenindeki gezgin robotlar, bir böceğin zekâsı na sahiptir. M IT'nin m eşhur Yapay Zekâ Laboratuvarı'nda deneysel robotlar, eşya dolu bir odada hareket etmek, saklana cak yerler bulm ak ve tehlikeyi fark etm ek gibi, ham am böcekle rin in dahi yap ab ild iğ i işleri y apm akta zorlan m aktad ırlar. Dünya üzerindeki hiçbir robot, kendisine okunan basit bir çocuk hikâyesini anlayam az. 2001: Bir Uzay Macerası adlı film de bir uzay gem isini Jüpiter'e götürebilen, ekip elem anlarıyla sohbet eden, arızalan onaran ve neredeyse insan gibi davranan H A L gibi bir süper robota 2001 yılında kavuşacağım ız varsayılm ıştı.
T e p e d e n A ş a ğ i Y a k l a ş im i Robot yaratm aya çalışan bilim insanlarının çabalarına on yıl lardır engel çıkartan en az iki büyük sorun bulunm aktadır: Ö rüntü tanım a ve sağduyu. Robotlar bizden çok daha iyi görür ler, fakat gördüklerinin ne olduğunu anlam azlar. Robotlar biz den çok daha iyi duyarlar, fakat duyduklarının ne olduğunu anlam azlar. A raştırm acılar, bu iki sorunla m ücadele edebilm ek için yapay zekâya "tep ed en aşağı yaklaşım " (bazen "şekilci" veya "esk i m oda yapay zekâ" olarak adlandırılan) yöntem ini kullan m aya çalışm ışlardır. K abaca konuşulacak olursa onların hedefi,
124
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
örüntü tanım lam a ve sağduyu konularında m evcut bütün kuralları tek bir CD üzerine program lam aktır. Bu C D 'yi bilgisa yara takarak bilgisayarm birdenbire kendi varlığının farkına varacağına (bilinç kazanacağına) ve insana benzer bir zekâ elde edeceğine inanm aktadırlar. 1950'li ve 1960'lı yıllarda dama ve satranç oynayabilen, cebir hesapları yapabilen, kutuları kaldırabilen robotların yapılm asıyla bu yönde büyük ilerlem eler kay dedilm işti. G elişm eler öylesine görkem liydi ki, birkaç yılda robotların zekâ yönünden insanları geçeceği öngörülm eye baş lanmıştı. Ö rneğin 1969 yılında Stanford A raştırm a Enstitüsü'nde yapı lan SH AKEY adlı robot, m edyada büyük bir heyecana yol açmıştı. SH AKEY, altına tekerlekler, üstüne de bir kam era takıl mış olan küçük bir PDP bilgisayarından ibaretti. K am era odayı tarayabiliyordu ve bilgisayar da odadaki nesneleri inceleyip tanıyarak onların çevresinden dolaşm aya çalışıyordu. "G erçek dünyada" yolunu bulabilen ilk m ekanik cihaz olan SH AKEY, gazetecileri robotların insanlara ne zam an nal toplatacağı yolun da spekülasyonlar yapm aya kışkırtm ıştı. Bununla beraber, aradan çok fazla zam an geçm eden böyle robotların eksik yönleri ortaya çıktı. Yapay zekâya yönelik tepe den aşağı yaklaşım , içinde sadece düz çizgilerden, yani kareler ve üçgenlerden yapılm ış nesnelerin bulunduğu özel bir odanın bir ucundan diğerine ulaşm ası saatler süren iri yarı, hantal robotların ortaya çıkm asına yol açmıştı. O daya karm aşık şekilli m obilyalar koyarsanız, robot bunu algılam ayı başaram ayacaktı. Kom ik görünebilir am a yalnızca 250.000 nörondan m eydana gelen bir beyne ve bu robotlarm yanında sözü dahi edilem eye cek bir hesaplam a gücüne sahip olan m eyve sineği üç boyutta zahm etsizce hareket edebilm ekte, bu hantal robotlar iki boyut içerisinde kaybolurken göz kam aştırıcı taklalar atabilm ektedir. Tepeden aşağı yaklaşım ı, çok geçm eden bir duvara çarptı. Cyberlife Enstitüsü'nün başkanı Steve G rand'm söylediğine göre bu tür yaklaşım lar "kend ilerini kanıtlam ak için elli yıla sahiptiler ve beklentileri karşılayabildiklerini söyleyebilm ek m üm kün değildir."
ROBOTLAR
125
1960Tı yıllarda bilim insanları robotları çok basit birtakım görevleri yerine getirm ek üzere program lam anın, m esela bir robotu anahtarları, ayakkabıları ve bardakları tam yabilecek şekilde program lam am n ne kadar zor bir iş olduğunu tam ola rak anlayam am ışlardı. M IT'den Rodney Brocks'un söylediği gibi, "K ırk yıl önce M IT'deki Yapay Zekâ Laboratuvarı bu işi bir yaz dönem inde çözm esi için bir lisans öğrencisini görevlendirdi. O başarısız oldu ve ben de 1981'deki doktora tezim de başarısız oldum ." Aslına bakılacak olursa yapay zekâ araştırm acıları, bu sorunu hâlâ çözem em ektedir. Ö rneğin biz bir odaya girdiğim iz zam an zem ini, sandalyele ri, m obilyaları, m asaları ve diğerlerini derhal tanımlarız. Fakat bir robot bir odayı taradığı zam an gördükleri düz ve kavisli çiz gilerden m eydana gelen m uazzam bir yığından ibarettir ve bu çizgileri piksellere dönüştürür. Bu çizgiler karm aşasının anlam ı nı kavram ak için bilgisayarlarm m uazzam bir zam ana gereksini m i vardır. Bir m asayı tanım lam ak için bize saniyenin küçük bir bölüm ü yeterli olsa da, bir bilgisayar yalnızca bir daireler, oval ler, sarm allar, düz çizgiler, dalgalı çizgiler, köşeler v.b. toplulu ğu görecektir. M uazzam bir hesaplam a süresinin ardından bilgi sayar, bu nesneyi bir m asa olarak tanım layabilir. Fakat eğer n es neyi döndürecek olursanız bilgisayarın yeni baştan başlam ası gerekecektir. Başka bir deyişle robotlar görebilir, hatta aslında insanlardan çok daha iyi görebilir, fakat görm ekte oldukları şey leri anlayam az. Bir robot odaya girdiği zam an sandalyeler, m asalar ve lam balar değil, yalnızca bir çizgiler ve eğriler karga şası görecektir. Bir odaya girdiğim iz zam an beynim iz biz farkına dahi var m adan trilyonlar kere trilyonlarca hesaplam alar yaparak nesne leri tanım lar - ne m utlu ki biz farkında olm adan yapılan bir eylem . Beynim izin yaptığı bütün bu işin farkında olm ayışım ızın nedeni, evrim dir. Eğer orm anda, bize saldırm aya hazırlanan kılıç gibi dişlere sahip bir kaplanın karşısında tek başına olduğu m uz bir anda, tehlikenin farkına varm am ızı ve kaçm am ızı sağ lam ak için gerekli olan bütün hesaplam aların farkında olsak, donup kalırdık. H ayatta kalabilm ek için bilm em iz gereken tek
126
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
şey, nasıl koşacağım ızdır. O rm anda yaşadığım ız sıralarda bey nim izin toprağı, gökyüzünü, ağaçları, kayaları ve bunlar gibi şeyleri tanım asına yol açan bütün ayrıntıların farkında olm am ı za gerek yoktu. Başka bir deyişle, beynim izin çalışm a şekli m uazzam bir buz dağıyla kıyaslanabilir. Biz yalnızca buz dağının tepesinin, bilin çli zihnin farkına varırız. Fakat yüzeyin altında pusuda bekle yen, gözlerden ırak çok daha büyük bir nesne vardır. Bu da nerede olduğum uz, kim inle konuştuğum uz ve etrafım ızda nele rin var olduğu gibi basit şeyleri anlam ak için beynin "bilgisayar gü cü "n ü n m uazzam bir kısm ını tüketen bilinçsiz zihindir. Bunların hepsi, bizim iznim iz veya bilgim iz olm aksızın, otom a tik şekilde yapılm aktadır. İşte bu nedenledir ki robotlar bir odada dolaşam az, el yazısı nı okuyam az, kam yon ve otom obil sürem ez, çöpleri toplayam az ve bunun gibi işler yapam azlar. ABD ordusu, m ekanik askerler ve akıllı kam yonlar geliştirm ek için yüz m ilyonlarca dolar har cam ış ve başarısız olm uştur. Bilim insanları, satranç oynam ak veya m uazzam büyüklükte sayıları çarpm ak için insan zekâsının yalnızca küçücük, m inicik bir p arçasın a gereksin im old uğu nu anlam aya başlam ıştır. IBM 'in D eep Blue adlı bilgisayarının dünya satranç şam piyonu G ary K asparov'u 1997 yılında altı oyunluk bir karşılaşm a sonunda yenm esi, bilgisayarın kaba kuvvetinin zaferiydi. Fakat pek çok gazetede sürm anşetten verilen bu deney, bize zekâ veya bilinç hakkında hiçbir bilgi verm edi. Indiana Ü niversitesi'nden bilgisayar bilim ci D ouglas H ofstadter şöyle söylem işti: "Tanrım , satranç oynam anm düşünm eyi gerektiğini zannederdim . Şim di anlıyorum ki, gerektirm ezm iş. Bu, K asparov'un derin düşünen bir insan olm adığı anlam ına gelm iyor, yalm zca kanatlarınızı çırpm adan uçarm ış gibi, satranç oynarken derin düşünm eyi bir kenara bırakabileceğiniz anlam ına geliyor." (Bilgisayarlarda m eydana gelen gelişm eler, iş piyasasının geleceği üzerinde de büyük bir etki yapacaktır. Fütüristler bazen on yıllar sonraki gelecekte yalnızca çok becerikli bilgisayar bilim cilerin ve teknisyenlerin bir işe sahip olacağını öne sürm ek
ROBOTLAR
127
tedirler. Ancak, aslına bakarsanız gelecekte çöpçüler, inşaat işçi leri, itfaiyeciler, polisler ve buna benzer kişiler de iş sahibi ola caklardır, çünkü bunların yaptığı işler, örüntü tanım ayı gerektir m ektedir. H er suç, çöp parçası, alet ve yangın farklıdır, dolayı sıyla robotlar tarafından m üdahale edilem ez. K om ik gelebilir, am a alt düzey m uhasebeciler, borsacılar ve banka m em urları gibi üniversite eğitim i alm ış kişiler gelecekte işlerini kaybedebi lirler, çünkü yaptıkları iş yarı yarıya kendisini tekrarlayan bir iştir ve sayıları izlem ekle ilgilidir. Bilgisayarlar da bu işlerde m ükem m el şekilde başarılı olmaktadır). Ö rüntü tanım lam aya ek olarak, robotların gelişm esine ilişkin ikinci sorun daha da tem el bir sorundur ve robotların "sağd u yu " sahibi olm am asından kaynaklanm aktadır. Örneğin, insan lar bilir ki, • • • • • • •
Su, ıslaktır. A nneler, kızlarından daha yaşlıdır. H ayvanlar acıdan hoşlanm az. Ö ldükten sonra geriye dönüş yoktur. İpler çekebilir, fakat itemez. Sopalar itebilir, fakat çekemez. Zam an, geriye doğru gitmez.
Ancak, bu gerçekleri ifade edebilecek bir cebir veya m atem a tik satırı m evcut değildir. H ayvanları, suyu ve sopaları gördü ğüm üz ve gerçeği kendi başım ıza bulduğum uz için bunları bili riz. Çocuklar, gerçeğe çarpm ak suretiyle aklıselim i öğrenirler. Biyoloji ve fiziğin sezgisel yasaları zor yoldan, gerçek dünya ile etkileşm e sonucunda öğrenilir. Fakat robotlar bu deneyim i yaşa m am ışlardır. Onlar, kendilerine daha önceden ne program landıysa, onu bilirler. (Bunun sonucu olarak, gelecekteki işler arasında aklıselim , yani sanatsal yaratıcılık, özgünlük, rol yapm a yeteneği, eğlendiricilik ve liderlik gerektiren işler de bulunacaktır. Bunlar, tam da bizi benzersiz şekilde insan yapan ve bilgisayarların kopyala m akta zorlandıkları niteliklerdir).
128
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
G eçm işte m atem atikçiler aklıselim hakkında bilinen bütün kuralları bir araya toplayacak yoğun program lar başlatm aya niyetlenm işlerdi. Bunlar arasında en iddialı olan program , Cycorp'un yöneticisi Douglas Lenat'm parlak fikri olan CYC adlı projeyd i. A tom b om basın ın yap ım ıyla sonu çlan an M anhattan Projesi adlı 2 m ilyar dolarlık yoğun program gibi CYC de yapay zekânın "M anhattan Projesi" olacak, gerçek yapay zekâya ulaşm ak için gereken son itici gücü oluşturacaktı. Lenat'm sloganının "Z ekânın 10 m ilyon kuralı vardır" olm a sı, hiç şaşırtıcı değildir. Lenat, yeni aklıselim kuralları bulm ak için ilginç bir yol izlem ektedir; personelinden rezil tabloid gaze teleri ve parlak dedikodu paçavralarını okum alarını istem ekte dir. Sonra da C YC 'ye tabloidlerdeki hataları bulup bulam adığı nı sorm aktadır. (Aslında eğer Lenat bunda başarılı olursa, CYC gerçekten tabloid okurlarının çoğundan daha zeki olabilir!). C YC'nin hedeflerinden biri, "b aşa baş" noktasını, yani bir robotun yalnızca herhangi bir kütüphanede bulunabilecek der gileri ve kitapları okum ak suretiyle yeni bilgileri hazm etm esine yeterli olacak derecede öğrenm esine yetecek noktayı bulmaktır. Bu noktaya erişildiği zam an CYC, tıpkı yuvadan uçan bir yavru kuş gibi kanatlarım çırpm aya ve kendi başına uçm aya hazır ola caktır. Fakat, kurulduğu 1984 yılından beri firm anın itibarı yapay zekâda alışılagelm iş olan bir sorun nedeniyle düşm ektedir: M anşetlere çıkan fakat fena halde gerçek dışı olan kehanetlerde bulunm ak. Lenat, on yıl içinde, yani 1994 yılm a kadar, C YC 'nin yüzde 30 ila 50 "çoğu nluk gerçekliği" sahibi olacağım öne sürm üştü. Bugün CYC, bu orana yaklaşam am ıştır dahi. Cycorp bilim insanlarının öğrendiği gibi, bir bilgisayarm dört yaşındaki bir çocuk düzeyinde aklıselim sahibi olm aya yaklaşm ası için m il yonlarca satırlık program yazılm ası gerekm ektedir. Şim diye kadar CYC program ının en son sürüm ü yalm zca 47.000 kavra m a ve 306.000 gerçeğe sahip olabilm iştir. C ycorp'un düzenli şekilde yaptığı iyim ser basın açıklam alarına karşın, Lenat'm çalışm a arkadaşlarından birisi, ekipten 1994 yılında ayrılm ış olan R. V. G uha'nm "C Y C genel olarak başarısız bir program
ROBOTLAR
129
kabul edilm ektedir. ... Söz verilen şeyin soluk bir gölgesini yaratm ak için kendim izi parçalıyorduk" dediği duyulmuştur. Başka bir deyişle, aklıselim in bütün kurallarım tek bir bilgisaya ra program lam ak için yapılan çabalar boşa çıkm ıştır, çünkü aklı selim in kuralları çok fazla sayıdadır. İnsanlar bu kuralları fazla çaba harcam adan öğrenirler, çünkü yaşam ım ız boyunca hiç bıkıp usanm adan çevrem ize çarpm ayı sürdürürüz, fizik ve biyo lojinin yasalarını sessizce hazm ederiz, fakat robotların böyle bir şansı yoktur. M icrosoft'un kurucusu Bill Gates, "Bilgisayarların ve robot ların çevrelerindeki ortam ı algılam alarım ve kendilerini odada ki nesnelere uygun bir şekilde konum landırm ak, seslere yanıt verm ek ve konuşm ayı yorum lam ak ve çeşitli boyut, doku ve kırılganlıktaki nesneleri tutm ak gibi tepkileri hızlı ve doğru bir şekilde verm elerini sağlam ak, beklenenden çok daha zor olm uş tur. A çık bir kapı ile pencere arasındaki farkı anlam ak gibi basit bir şey dahi bir robot için m üthiş derecede zor olabilir" diye iti raf etmiştir. Bununla beraber, yapay zekâya tepeden aşağı yaklaşım ı savunanlar ise bu yöndeki ilerlem elerin zam an zam an bir buzul kadar yavaş ilerlese de dünyanın her yanındaki laboratuvarlarda gerçekleşm ekte olduklarına işaret etm ektedir. Ö rneğin, genellikle en gelişm iş projelere kaynak sağlayan Savunm a İleri Araştırm a Projeleri A jansı (Defense A dvanced Research Projects Agency - D A RP A), son birkaç yıl boyunca M ojave Ç ölü'ndeki kayalık bir bölgede kendi kendine dolaşabilecek sürücüsüz bir araç yaratılm ası için 2 m ilyon dolarlık bir yarışm a projesini des teklem iştir. 2004 yılında DA RPA Büyük Yarışm asına katılanlardan hiçbirisi yarışı tam am lam ayı başaram am ıştır. En iyi derece yi yapan araç, bozulm adan önce 12 kilom etre yol alabilm iştir. Fakat 2005 yılında Stanford Yarış E kibi'nin sürücüsüz aracı 212 kilom etrelik zorlu parkuru (7 saat sürse de) tam am lam ayı başar mıştır. D iğer araçlardan dört tanesi daha yarışı tam am layabil miştir. (Eleştirenlerden bazıları, kurallar uyarınca araçların uzun ve ıssız yol boyunca G PS navigasyon sistem leri kullanm asına izin verildiğini, bunun sonucu olarak araçların önceden belirlen
130
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
miş ve üzerinde çok fazla engel bulunm ayan bir yol haritası boyunca hareket edebileceğini, böylece önlerine tanınm ası gere ken karm aşık engellerin çıkm ayacağını söylüyorlardı. Gerçek sürüş koşulları altında araçların öngörülm eyen başka araçlar, yayalar, yol inşaatları, trafik sıkışıklıkları ve bunlar gibi şeylerin etrafından dolaşm ası gerekm ekteydi). Bili Gates, m akinelerin "sıradaki m od a" olabileceği konusun da ihtiyatlı bir iyim serlik ifade etm ektedir. Gates, robotik konu sunun şu andaki durum unu bundan otuz yıl önce kendisinin de başlatm aya yardım cı olduğu kişisel bilgisayar konusuna benzet m ektedir. Tıpkı PC gibi, robotik de kalkışa hazır bekliyor olabi lir. "Sanayinin kritik kütleye ne zam an ulaşacağını veya ulaşıp ulaşm ayacağını hiç kim se kesin bir şekilde söyleyem ez" diye yazm aktadır. "Fak at eğer ulaşırsa, dünyayı pekâlâ değiştirebi lir." (İnsana benzer zekâya sahip robotlar ticari olarak piyasaya sunulduğu zam an, ortaya m uazzam bir pazar çıkacaktır. H er ne kadar günüm üzde gerçek robotlar var olm asa da, önceden prog ram lanm ış rob otlar m evcuttur ve sayıları da artm ıştır. Uluslararası Robotik Federasyonu, 2004 yılında bu robotlardan yaklaşık 2 m ilyon tane var olduğunu ve 2008 yılm a kadar bir 7 m ilyon tanesinin daha hizm ete gireceğini tahm in etm iştir. Japonya Robotik Derneği, bugün 5 m ilyar dolar değerinde olan kişisel robot sanayiinin 2025 yılm a kadar 50 m ilyar dolara ulaşa cağını öngörm ektedir).
TABANDAN YUKARI YAKLAŞIMI Yapay zekâya tepeden aşağı yaklaşım ın kısıtlam aları nedeniyle bunun yerine bir "taband an yukarı" yaklaşım kullanılm aya, yani bir bebeğin öğrenm e süreci taklit edilm eye çalışılm ıştır. Ö rneğin böcekler, uçarken çevrelerini tarayıp görüntüyü süper bilgisayarlarla inceledikleri trilyonlarca piksele dönüştürm ezler. Bunun yerine, böceklerin beyinleri "sin ir ağları"ndan, düşm an la dolu bir dünyada nasıl dolaşm ası gerektiğini o dünyaya çar
ROBOTLAR
131
parak yavaş yavaş öğrenen öğrenm e m akinelerinden m eydana gelm ektedir. M IT'de tepeden aşağıya yaklaşım ı kullanılarak yürüyen robotların yaratılm asının zorluğu gayet iyi biliniyordu. Fakat, kendi ortam larına çarpıp duran ve öğrenm eye sıfırdan başlayan böceğe benzer basit yaratıklar, M IT'd e birkaç dakikada yerlerde koşuşturm ayı öğrenm ektedirler. M IT'nin m uazzam , hantal, "teped en aşağıya" robotlarıyla tanın m ış Y apay Z ekâ L ab oratu v arı'n m direktörü R odney Brooks, yürüm eyi tökezleyerek ve sağa sola çarparak eski usul de öğrenen m inicik "bö cek si" robotlar fikrini incelem eye başla dığı zam an bir kafir olarak görülm üştü. O nun böceksileri, yürürken bacaklarının konum unu hassas şekilde m atem atiksel olarak hesaplam ak için karm aşık bilgisayar program ları kullan m ak yerine, bacak hareketlerini ayarlam ak için çok az bilgisayar gücü gerektiren denem e ve yanılm a yöntem ini kullanm aktadır. Brooks'un böceksi robotlarının soyundan gelen pek çok robot M ars üzerinde N A SA için veri toplam akta, rüzgârlı M ars yüze yinde kendilerine ait bir zihinle koşuşturm aktadır. Brooks, böceksilerinin Güneş sistem ini keşfetm ek için ideal uygunlukta olduklarına inanm aktadır. Brooks, COG adı verilen bir projesi ile altı yaşında bir çocu ğun zekâsına sahip bir m ekanik robot yapm aya girişm iştir. Dışardan bakıldığı zam an COG bir kablo, devre ve dişli karm a şası gibi görünse de, bir kafaya, gözlere ve kollara sahiptir. İçine hiçbir zekâ kuralı program lanm am ıştır. Bunun yerine, gözlerini kendisine basit beceriler öğretm eye çalışan insan eğiticisine dikecek şekilde tasarlanm ıştır. (Ham ile olan araştırm acılardan birisi, C O G 'un m u yoksa kendi bebeğinin m i iki yaşm a gelince ye kadar daha hızlı öğreneceği konusunda bahse girmişti. Çocuk, C O G 'u epeyce geçmişti). Sinir ağları kullanan robotlar, böceklerin davranışlarını taklit etm ekteki başarılarına karşın, program cıları onları m em eliler gibi daha üst düzey organizm aların davranışlarım taklit etm ek üzere program ladıkları zam an berbat bir perform ans sergilem iş lerdir. Sinir ağı kullanan en gelişm iş robot oda içerisinde yürü yebilir ve suda yüzebilir, fakat orm andaki bir köpek gibi sıçra
132
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yıp avlanam az veya oda içerisinde bir fare gibi koşuşturam az. Robotlardaki büyük sinir ağları onlar veya yüzlerle ifade edilen "nöronlard an" oluşabilir; buna karşın insan beyni 100 m ilyar dan fazla nörona sahiptir. Sinir sistem inin haritası biyologlar tarafından tam olarak çıkartılm ış bulunan çok basit bir solucan, C. elegans, sinir sistem inde 300 tane kadar nörona sahiptir ve bu onu doğada bulunan en basit sinir sistem inin sahibi kılm aktadır. Fakat, bu nöronlar arasında 7.000'den fazla sinaps vardır. C. ele gans ne kadar basit olursa olsun sinir sistem i o denli karm aşıktır ki, şim diye kadar hiç kim se bu beynin bir bilgisayar m odellem esini yapm ayı başaram am ıştır. (1988 yılında bir bilgisayar uzm a nı şim diye kadar yaklaşık 100 m ilyon yapay nörona sahip robot lara sahip olacağım ızı öngörm üştü. İşin aslına bakılacak olursa 100 nörondan oluşan bir sinir ağı, olağanüstü sayılm aktadır). İşin kom ik yanı, m akinelerin büyük sayıları çarpm ak veya satranç oynam ak gibi insanların "z o r" bulduğu işleri hiç yorul m adan yapm aları, fakat bir odanın içinde yürüm ek, yüzleri tanı m ak veya bir arkadaşla dedikodu yapm ak gibi son derece "k olay " olan işleri yaparken fena halde tökezlem eleridir. Bunun nedeni, en gelişm iş bilgisayarlarım ızın dahi tem elde yalnızca birer toplam a m akinesi olm asıdır. Buna karşm bizim beynim iz ise, aklıselim ve örüntü tam m a gibi çok karm aşık bir düşünce m im arisine gerek duyan hayatta kalm a gibi sıradan bir sorunu çözüm lem ek üzere evrim tarafından tasarlanm ıştır. O rm anda hayatta kalm ak cebir veya satranca değil, yırtıcılardan sakınm a ya, eş bulm aya ve değişen ortam lara ayak uydurm aya bağlıydı. Y apay zekân ın orijin al k u ru cu ların d an b irisi, M IT 'd en M arvin M insky, yapay zekânın sorunlarını şu şekilde özetliyor: "Y apay zekânın tarihi epeyce kom iktir, çünkü sağladığı ilk ger çek başarılar m antık kontrolleri yapabilen veya bir cebir dersini başarabilen bir m akine gibi güzel şeylerdi. Fakat sonra birinci sm ıf okum a kitabm dakiler gibi basit hikâyeler hakkında sorular yanıtlayabilen m akineler yapm aya çabalam aya başladık. Bugün, bunu yapabilen hiçbir m akine yoktur." Bazıları bu iki yaklaşım , tepeden aşağıya ve tabandan yuka rıya arasm da eninde sonunda bir büyük sentez ortaya çıkacağı
ROBOTLAR
133
na ve bunun da yapay zekânın ve insansı robotların anahtarı olacağına inanm aktadırlar. H er şeyden önce, bir çocuk öğrenm e sürecinin başlangıcında tabandan yukarı yaklaşım ına büyük ölçüde güvense, sağa sola çarpıyor olsa da, sonuçta ebeveynle rinden, kitaplardan ve öğretm enlerden eğitim alır ve tepeden aşağıya yaklaşım ıyla öğrenm eye başlar. Birer yetişkin olarak bu iki yaklaşım ı sürekli olarak harm anlayabiliriz. Ö rneğin bir aşçı bir yem ek tarifinden yararlansa da, pişm ekte olan yem eğin tadı na sürekli olarak bakar. H ans M oravec, "T a m zekâya sahip m akineler, iki çabayı bir leştiren m ekanik altın çivi çakıldığı zam an ortaya çıkacaktır" dem ektedir, bu da m uhtem elen önüm üzdeki kırk yıl içinde ger çekleşecektir.
D uyg usal R o bo tla r? Edebiyat ve sanatın hep karşılaşılan tem alarından birisi insana dönüşm ek, insan duygularını paylaşm ak için dayanılm az bir özlem duyan m ekanik yaratıklardır. K ablolardan ve soğuk çelikten yapılm ış olm ak onu tatm in etm ez, gülm eyi, ağlam ayı ve bir insanın hissettiği bütün duygusal hazları tatm ak ister. Ö rneğin Pinokyo, gerçek bir çocuk olm ak isteyen bir kuklay dı. Oz Büyücüsü'nd eki Teneke A dam bir kalp sahibi olm ak isti yordu. Ve Uzay Y o lu n u n kuvvet ve zekâ bakım ından bütün insanlardan daha başarılı süper robotu, Data, her şeye karşın insan olm ak için yanıp tutuşm aktadır. Bazıları, duygularım ızın insan olm anın getirdiği en üst düzey nitelik olduğunu dahi öne sürm üşlerdir. O nların ileri sür düğüne göre hiçbir m akine, bir gün batım ı karşısında heyecan duym ayı veya kom ik bir espriye gülm eyi başaram ayacaktır. Bazıları, m akinelerin duygulara sahip olm asının olanaksız oldu ğunu söylerler, çünkü duygular, insan gelişim inin doruk nokta sını tem sil etm ektedir. Ancak, yapay zekâ alanında çalışan ve duyguları parçalarına ayırm aya çalışan bilim insanları, bam başka bir resim çizm ekte
134
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
dirler. O nlara göre duygular insanlığın tem elini oluşturm anın çok ötesindedir, aslında evrim in bir yan ürünüdür. Basitçe ifade edilecek olursa duygular bizim için iyidir. O rm anda hayatta kal m am ıza yardım cı olm uşlardır ve bugün dahi yaşam ın tehlikele ri karşısında yolum uzu bulm am ıza yardım cı olm aktadırlar. Ö rneğin, bir şeyden "h o şlan m ak ", evrim açısından çok önem lidir, çünkü pek çok şey bizler için zararlıdır. H er gün kar şım ıza çıkan m ilyonlarca nesneden yalnızca bir avuç kadarı bizim için yararlıdır. Dolayısıyla, bir şeyden "h oşlan m ak", bize yardım cı olabilecek çok az sayıdaki şey ile bize zarar verebilecek çok fazla sayıdaki şey arasında bir ayrım yapm ak demektir. Aynı şekilde, kıskançlık da önem li bir duygudur, çünkü ürem e başarım ız, genlerim izin bir sonraki nesle geçişini garanti etm ek açısından yaşam sal bir önem taşır. (Aslında bu, seks ve aşk konularının bu kadar çok duygu yüklü olm asının nedeni dir). Utanç ve pişm anlık önem lidir, çünkü bu duygular işbirlikçi bir toplum da yaşam ak için gerekli olan becerileri öğrenm em ize yardım cı olurlar. Eğer hiçbir zam an üzgün olduğum uzu söyle m iyorsak, eninde sonunda kabileden dışlanır, hayatta kalm a ve genlerim izi aktarm a şansım ızı azaltm ış oluruz. Yalnızlık da tem el bir duygudur. Yalnızlık, ilk bakışta gerek siz ve fazla gelebilir. N e de olsa tek başına yaşayabiliriz. Fakat arkadaşlarla birlikte olm ak da hayatta kalm ak açısından önem lidir, çünkü hayatta kalabilm ek için kabilenin kaynaklarından yararlanırız. Başka bir deyişle, robotlar daha gelişm iş özellikler kazandık larında duygularla donatılabilirler. Belki robotlar, kendilerini çöplükte bulm ayacaklarını güvence altına alm ak için, sahipleri veya bakıcılarıyla aralarında bir bağ oluşturacak şekilde prog ram lanabilirler. Bu tür duygulara sahip olm ak onların toplum tarafından kabullenilm esini kolaylaştırabilir, çünkü sahiplerinin rakibi değil, işe yarayan arkadaşları olabilirler. Bilgisayar uzm anı H ans M oravec, robotların kendilerini koruyabilm ek için "k o rk u " gibi duygularla donatılacaklarına inanm aktadır. Ö rneğin bir robotun pilleri boşalm aya yaklaşm ış
ROBOTLAR
135
sa, robot "insanların anlayabileceği türde işaretler vererek endi şe ve hatta panik ifade edecektir. K om şulara giderek onların elektrik prizinden yararlanm ak isteyecek, 'Lütfen! Lütfen! Buna ihtiyacım var! Çok önem li, çok küçük bir masraf! Size bedelini öderiz!' diyecektir." Duygular, karar verirken de önem lidir. Belli bir tür beyin hasarı yaşam ış olan insanlar, duyguları yaşam a yeteneğini yiti rirler. Akıl yürütm e yetenekleri yerinde durm aktadır, fakat hiç bir duyguların ı ifad e edem ezler. Iow a Ü n iv ersitesi Tıp Fakültesi'nden nörolog Dr. Antonio Dam asio bu tür beyin hasa rına sahip insanları incelem iş ve bunlafın "biliyor, fakat hisset m iyor" göründükleri sonucuna ulaşm ıştır. Dr. Dam asio, böyle bireylerin çoğunlukla en küçük bir karar verirken bile donup kaldıklarını bulm uştur. O nları yönlendire cek duygular olm aksızın o seçenekle bu seçenek arasında bitip tükenm ek bilm eyen bir düşünm e sürecine girerler, bu da onları kararsızlığa sürükler. Dr. D am asio'nun hastalarından biri, bir sonraki randevunun tarihine karar verm ek için yarım saat h ar camıştı. Bilim insanları, duyguların beynim izin m erkezinde, derinler de yatm akta olan "lim b ik sistem " tarafından yönetildiğine inan m aktadır. insanlar, neokorteks (rasyonel düşünm eyi yönetir) ile lim bik sistem arasındaki iletişim bozulduğu zam an m antık yürütm e güçleri yerinde kalır, fakat onları karar verm eye yön lendirecek duygular yok olm uştur. Bazen karar verm em ize yol açan bir "ön sezi" sahibi oluruz veya "içim izd en bir ses" öyle söyler. Beyinleri rasyonel ve duygusal parçaları arasındaki ileti şimi etkileyen bir hasara uğram ış olan insanlar, bu yeteneğe sahip değildir. Ö rneğin, alışverişe gittiğim iz zam an gördüğüm üz hem en hem en her şey üzerine "B u çok pahalı, çok ucuz, çok renkli, çok aptal görünüyor veya tam bana uygun" gibi binlerce fikir yürü türüz. Bu tür beyin hasarı bulunan kişiler için alışveriş bir kâbus olabilir, çünkü her şey aynı değerde görünecektir. Robotlar giderek daha zekileşince ve kendi seçim lerini ken dileri yapm aya başlaym ca, onlar da benzer şekilde kararsızlık
136
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
felci geçirebilirler. (Bu, iki sam an balyası arasında oturan ve hangisini yiyeceğine karar verem ediği için sonunda açlıktan ölen eşek hikâyesini akla getirm ektedir). Gelecekteki robotlara yardım cı olabilm ek için, duyguların beyinlerine fabrikada yer leştirilm esi gerekebilir. M IT O rtam L ab oratu v arı'n dan Dr. Rosalind Picard, robotlarda duygu bulunm am ası konusunda şunları söylem ektedir: "N eyin en önem li olduğunu hissedem i yorlar. Bu, onların en büyük kusurlarından birisi. Bilgisayarlar bir türlü anlam ıyorlar." Rus rom ancı Fyodor D ostoyevski'nin söylediği gibi, "E ğer dünyada her şey akla uygun olsaydı, hiçbir şey olm azdı." Başka bir deyişle, geleceğin robotları hedef belirlem ek ve "yaşam larına" anlam ve düzen kazandırm ak için duygulara gerek duyacaklardır, aksi halde kendilerini sonsuz sayıda olası lığın ortasında hareket edem ez bir durum da bulabilirler.
BİLİNÇLERİ VAR MI? M akin elerin b ilinç sah ibi olup olam ayacak ları konu su nda evrensel bir görüş birliği m evcut olm adığı gibi, bilinçli olm anın ne anlam a geldiği konusunda dahi bir görüş birliği bulunm a m aktadır. Hiç kim se, bilincin uygun bir tanım ını yapam am ıştır. M arvin M insky, bilinci daha çok bir "zih in ler toplum u" ola rak tanım lam aktadır. Yani, beynim izdeki düşünm e süreci yerel değildir, yayılm ıştır, farklı m erkezler her an birbirleriyle rekabet içerisindedir. Ö yleyse bilinç, bu farklı, daha küçük "zih in ler den" kaynaklanan, her biri dikkatim izi yakalayan ve bu am açla birbirleriyle yarışan bir düşünceler ve im geler dizisi olarak kabul edilebilir. Eğer bu gerçekse, belki de "bilinçli olm ak" fazla abartılm ıştır, belki de düşünürler ve psikologlar tarafından aşırı gizem kazan dırılmış bir konu üzerinde yazılm ış m akalelerin sayısı çok fazla dır. Belki de bilinci tanım lam ak böylesine zor değildir. La Jolla'daki Saik Enstitüsü'nden Sydney Brenner'in söylediği gibi, "2020 yılında (görülebilir bir gelecek) bilincin bilim sel bir sorun
ROBOTLAR
137
olm aktan çıkacağım öngörüyorum . ... A rkam ızdan gelenler, bugün tartışılm akta olan bilim sel saçm alıkların m iktarı karşısın da şaşkına döneceklerdir - yani eğer geçerliliğini yitirm iş bilim sel dergilerin elektronik arşivlerini arayıp taram ak için yeterli sabırları varsa." M arvin M insky'e göre yapay zekâ araştırm aları "fizik kıs kançlığı" hastalığına tutulm uştur. Fizikte kutsal hedef, evrenin fiziksel kuvvetlerini tek bir kuram içinde birleştirecek, bir "h er şeyin kuram ı"nı yaratacak basit bir denklem bulmaktır. Bu fikir den fazlaca etkilenen yapay zekâ araştırm acıları, bilinci açıkla yacak tek bir paradigm a bulm aya çalışm ışlardır. Fakat M insky'e göre, böyle basit bir paradigm a m evcut olm ayabilir. (Benim gibi "yoru m layıcı" ekolden gelenler, düşünen m aki nelerin yaratılıp yaratılam ayacağı üzerinde bitm ek tükenm ek bilm eyen tartışm alar yapm aktansa birisinin böyle bir m akine yapm aya çalışm ası gerektiğine inanm aktayız. Bilince gelince, m uhtem elen odanın sıcaklığını izleyen term ostattan bugün olduğum uz gibi varlığının bilincinde olan organizm alara kadar devam eden bir bilinç sürekliliği bulunm aktadır. H ayvanlar bilinç sahibi olabilirler, fakat onların bilinci bir insanın düzeyin de değildir. Dolayısıyla, bilincin anlam ı hakkında felsefi sorular üzerinde tartışm ak yerine yapılm ası gereken şey, değişik bilinç tip ve düzeylerini sınıflandırm aya çalışm aktır. Robotlar günün birinde bir "silik o n bilinç" sahibi olabilirler. Aslına bakılacak olursa robotlar, günün birinde bizim kinden farklı bir düşünm e ve b ilgi işlem e m im arisin i b ü n y elerin d e barm d ırabilirler. G elecekte gelişm iş robotlar, sentaks ve sem antik arasındaki farkı bulanıklaştırabilir, öyle ki verdikleri tepkiler bir insanın tepkile rinden ayırt edilm ez olabilir. Eğer bu gerçekleşirse, soruyu ger çekten "anlayıp anlam adıkları" büyük ölçüde önem sizleşecektir. Sentaksa iyice hâkim olan bir robot, nereden bakılırsa bakıl sın söylenen şeyi anlar. Başka bir deyişle sentaksa kusursuz şekilde hâkim olm ak, anlam aktır).
138
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
R o b o t l a r T e h l İ k e l i O l a b î l î r Mi? Bilgisayarların gücünün her on sekiz ayda ikiye katlandığını söyleyen M oore yasası nedeniyle, birkaç on yıl sonra m esela bir köpeğin veya kedinin zekâsına sahip robotların yaratılacağını söylem ek m akul olabilir. Fakat 2020 yılm a kadar M oore yasası pekâla çökebilir ve silikon çağı sona erebilir. Son elli yıldır bilgi sayarların gücündeki hayret verici artış, on m ilyonlarcası tırna ğınızın üzerine sığabilecek kadar m inik silikon transistörler yaratm a yeteneği tarafından kam çılanm ıştır. Silikondan yapıl m ış levhalar üzerine m ikroskobik transistörler kazım ak için m orötesi ışın dem etleri kullanılm ıştır. Fakat bu süreç sonsuza kadar devam edem ez. Sonunda bu transistörler giderek küçüle cek, m olekül boyutlarına ulaşacak, bu süreç de o zam an bozula caktır. Silikon çağının nihayet sona erm esiyle birlikte, Silikon Vadisi 2020 yılından sonra bir eski eserler m üzesine dönüşebilir. D izüstü bilgisayarınızın içindeki Pentium yongası, yaklaşık 20 atom kalınlığında bir tabakaya sahiptir. 2020 yılında o Pentium yongası yalnızca 5 atom kalınlığında bir tabakadan m eydana gelebilir. O noktada H eisenberg belirsizlik ilkesi dev reye girer ve elektronun nerede olduğunu bilem ezsiniz. O zam an yonganın dışına elektrik sızm aya başlar ve bilgisayar kısa devre olur. O noktada kuantum yasaları nedeniyle bilgisa yar devrim i ve M oore yasası yolun sonuna gelmiş demektir. (Bazıları sayısal çağın "bitlerin atom lara galip gelm esi" olduğu nu öne sürer. Fakat eninde sonunda, M oore yasasının sınırına ulaştığım ız zam an, atom lar intikam alabilirler). Şim di fizikçiler bilgisayar dünyasına 2020 yılından sonra hâkim olacak silikon-sonrası teknoloji üzerinde çalışm aktadır lar, fakat şim diye kadar oldukça değişken sonuçlar elde edilm iş tir. Daha önce gördüğüm üz gibi, silikon teknolojisinin yerini alm ak üzere kuantum bilgisayarlar, DN A bilgisayarları, optik bilgisayarlar, atom ik bilgisayarlar ve benzerleri gibi değişik tek nolojiler İncelenm ektedir. Fakat, silikon yongaların yerini alm a dan önce bunlarm her birinin önünde m uazzam engeller bulun m aktadır. Tek tek atom lar ve m oleküller üzerinde çalışm ak,
ROBOTLAR
139
henüz em eklem e dönem inde olan bir teknolojidir, dolayısıyla atom ik boyutlara sahip m ilyarlarca transistor yapm ak, hâlâ yeteneklerim izi aşar durum dadır. Yine de, bir an için fizikçilerin silikon yongalarla m esela kuantum bilgisayarlar arasındaki uçurum u aşm a becerisine sahip olduklarını varsayalım . Diğer yandan da, M oore yasasının silikon-sonrası dönem de bir şekilde geçerli olduğunu kabul ede lim. Bu durum da yapay zekâ, gerçek bir olasılığa dönüşecektir. O noktada robotlar insan m antığını ve duygularını öğrenebilir ve her defasında Turing testim geçebilirler. Steven Spielberg, duygulara sahip olan ve bu özelliği nedeniyle bir insan ailesi tarafından evlat edilm eye uygun bulunan ilk çocuk robotun yaratılışını anlatan Yapay Zekâ adlı film inde bu konuyu ele alm aktadır. Bu, ortaya şu soruyu çıkartm aktadır: Böyle robotlar tehlikeli olabilir mi? Cevap, m uhtem elen evet şeklindedir. Kendi varlığı nın farkında olan ve kendi gündem ini belirleyebilen bir m aym u nun zekâsına sahip oldukları zam an, tehlikeli olabilirler. Böyle bir noktaya ulaşm ak için onlarca yıl gerekebilir, bu bakım dan bilim insanları bir tehlike oluşturm adan önce robotlar üzerinde gözlem yapm ak için bolca zam ana sahip olacaklardır. Örneğin, işlem cilerinin içine zıvanadan çıkm alarm ı engelleyebilecek özel bir yonga yerleştirilebilir. Veya böyle bir tehlikeli durum da kendi kendilerim yok edecek veya kapatacak bir m ekanizm a kullanılabilir. Arthur C. Clarke, şöyle yazm ıştı: "Bilgisayarların evcil hay vanı haline dönüşm em iz, kucakta gezdirilen köpekler gibi poh pohlanarak yaşam sürdürm em iz m üm kündür, fakat um arım ki cam m ız istediği zam an fişi çekm e yeteneğine daima sahip olu ruz." Daha sıradan bir tehlike de altyapım ızın bilgisayarlar üzeri ne kurulu olm asıdır. Su ve elektrik şebekelerim iz olduğu kadar, ulaşım ve iletişim ağlarım ız da gelecekte giderek artan şekilde bilgisayarlar tarafından yönetilm eye başlayacakta. Şehirlerim iz öylesine karm aşık bir hal alm ıştır ki, m uazzam altyapımız ancak karm aşık ve anlaşılm ası zor bilgisayar ağları tarafından izlene
140
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
bilir ve ayarlanabilir. Bu bilgisayar ağına yapay zekâ eklem ek, gelecekte giderek daha büyük bir önem kazanacaktır. H er tara fa yayılm ış bu bilgisayar altyapısındaki herhangi bir hata veya arıza bir şehri, ülkeyi, hatta bir uygarlığı felç edebilir. Bilgisayarlar sonunda zekâ yönünden bizi geçebilir mi? Elbette, fizik yasalarında bunu engelleyecek hiçbir şey yoktur. Eğer robotlar öğrenm e yeteneğine sahip sinir ağlarına sahip olur ise ve bizlerden daha hızlı ve etkin şekilde öğrenm eye başlaya cakları noktaya kadar gelişirlerse, akıl yürütm e konusunda bizi eninde sonunda geçecek olm aları çok m antıklıdır. M oravec, "[post-biyolojik dünya] insan ırkının bir kültürel değişim dalga sı nedeniyle bir kenara itildiği, kendi yapay çocukları tarafından gasp edilm iş olduğu bir d ün yad ır.... Bu gerçekleşirse D N A 'm ız işsiz kalacak, kendisini evrim yarışını yepyeni bir rakibe karşı kaybetm iş olarak bulacaktır" der. Ray K urzw eil gibi bazı m ucitler, bu durum un oldukça yakın bir gelecekte, hatta belki de önüm üzdeki birkaç on yıl içerisinde ortaya çıkabileceğini dahi öngörm üşlerdir. Belki de biz, evrim sel haleflerim izi yaratm aktayızdır. Bazı bilgisayar bilim ciler, robot ların bilgileri kat kat büyük bir hızla işleyebileceği, bu süreçte yeni robotlar yaratacağı, bilgi edinm edeki ortak yeteneklerinin neredeyse sınırsız bir şekilde ilerleyeceği, "tek illik " adını ver dikleri bir noktayı hayallerinde canlandırm aktadırlar. Böylece, bazıları uzun dönem de ortadan yok olm am ızı beklem ektense karbon ve silikon teknolojilerinin bir araya getiril m esini savunm aktadırlar. Biz insanlar ağırlıklı olarak karbon esaslıyız, fakat robotlar (en azm dan şim dilik) silikon esaslıdır. Belki de çözüm , yarattıklarım ızla bütünleşm ektir. (Eğer günün birinde dünya dışı yaratıklarla karşılaşırsak, onların uzay yolcu luğunun zorluklarına dayanm ak ve dost canlısı olm ayan ortam larda gelişip serpilebilm ek için kısm en organik, kısm en m ekanik olduklarım görerek şaşırm am alıyız). Uzak bir gelecekte robotlar veya insansı sayborglar bize ölüm süzlüğü hediye edebilirler de. M arvin M insky, "Y a G üneş sönerse veya biz gezegeni yok edersek? N eden daha iyi fizikçi ler, m ühendisler veya m atem atikçiler yapm ayalım ? K endi gele
ROBOTLAR
141
ceğim izin m im arı olm alıyız. Eğer olm azsak, kültürüm üz yok olup gidebilir" dem ektedir. M oravec, sinirsel m im arim izin bir m akineye nöron bazında nakledileceği, bir anlam da bize ölüm süzlük kazandıracak uzak bir gelecek hayal etm ektedir. Ne kadar çılgınca olsa da bu, olası lıkların dışında kalan bir düşünce değildir. Böylece, uzak gelece ği görm eye çalışan bazı bilim insanlarına göre insanlığın gelece ğinde ölüm süzlük (DNA katkılı veya silikon vücutların içerisin de) yatıyor olabilir. Eğer M oore yasasının çöküşünü ve aklıselim sorununu aşa bilirsek, hiç olm azsa hayvanlar kadar, belki de bizler kadar veya bizden daha akıllı düşünen m akineler yaratm a fikri bu yüzyılın sonlarına doğru dahi gerçekleşebilir. Yapay zekânın tem el yasa larını hâlâ keşfediyor olsak dahi, bu alandaki ilerlem eler son derece büyük bir hızla gerçekleşm ektedir ve çok üm it vaat etm ektedir. Bu durum da robotları ve düşünen m akineleri I. sınıf bir olanaksızlık olarak kabul ediyorum.
8 Dünya Dışı Yaratıklar ve
Evrende ya yalnızız, ya da değiliz. Her ikisi de ko rku tu cu b ire r düşünce. - ARTHUR C. CLARKE
E
Nİ BO YU KİLO M ETRELERCE uzanan devasa bir uzay gem isi Los A ngeles üzerinde belirm iş, gökyüzünün tam a
m ını doldurm akta ve şehrin tüm ünü uğursuz bir şekilde karart m aktadır. U çan daire şekilli kaleler, dünyanın her tarafında büyük şehirlerin üzerine yerleşm iştir. Başka bir gezegenden Los A ngeles'a gelen yaratıkları karşılam ak isteyen yüzlerce sevinçli seyirci, göklerden gelen m isafirlerine ulaşm ak için bir gökdele nin tepesine toplanm ıştır. Los Angeles üzerinde günler süren bir bekleyişin ardından, uzay gem isinin karnı yavaş yavaş açılır. Yakıcı bir lazer ışını parlar, gökdeleni yakıp kül eder, bütün şehre yayılan bir yıkım dalgası başlatır ve şehri saniyeler içinde yanm ış bir m oloz yığı nına çevirir. Bağımsızlık Günü - Independence Day adlı film de uzaylılar bi zim en derin korkularım ızı tem sil etm ektedir. E.T. film inde ken di rüyalarım ızı ve fantezilerim izi uzaylılara yansıtırız. Başka dünyalarda yaşayan uzaylılar düşüncesi, tarih boyunca insanla rı büyülem iştir. Daha 1611 yılında gökbilim ci Johannes Kepler, Somnium adlı bilim sel eserinde o zam anın en gelişm iş bilim sel
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
143
bilgilerini kullanarak insanın garip uzaylılarla, bitkilerle ve hay vanlarla karşılaşabileceği bir Ay seyahati üzerine düşüncelerini anlatm ıştır. A ncak bilim ve din, uzayda yaşam konusunda gene llikle birbirlerine ters düşerler ve bazen trajik sonuçlar da ortaya çıkar. Birkaç yüzyıl önce, 1600 yılında eski Dom inikli rahip ve düşünür Giordano Bruno, Rom a sokaklarında canlı canlı yakıl mıştı. Kilise, onu küçük düşürm ek am acıyla yakm adan önce baş aşağı asm ış ve çırılçıplak soym uştu. B runo'nun öğretisini böylesine tehlikeli yapan neydi? Basit bir soru sorm uştu: Dış uzayda yaşam var m ıdır? K opernik gibi o da D ünya'nm Güneş etrafın da döndüğüne inanıyordu, fakat K opernik'in aksine, dış uzayda yaşayan bize benzer sayısız yaratık var olabileceğine inanm ak taydı. (Dış uzayda m ilyarlarca aziz, papa, kilise ve İsa bulunm a sı olasılığını hesaba katm aktansa, onu basit bir şekilde yakm ak, Kilise için daha uygun bir hareketti). D ört yüz yıl boyunca Bruno'nun hatırası bilim tarihçilerinin akim dan çıkm am ıştır. Fakat günüm üzde, Bruno her birkaç h af tada bir intikam ını alm aktadır. Ayda yaklaşık iki kere, uzaydaki bir yıldızın çevresinde dönen, Güneş sistem i dışı yeni bir geze gen keşfedilm ektedir. Şu ana kadar uzaydaki başka yıldızların çevresinde dönen 250'd en fazla gezegen belgelendirilm iştir. Bruno'nun Güneş sistem i dışı gezegenler konusundaki kehaneti haklı çıkm ıştır. Fakat hâlâ ortada kalan bir soru bulunm aktadır. Sam anyolu galaksisi Güneş sistem i dışında gezegenlerle dolu olsa da, bunlardan kaç tanesi yaşam ı destekleyebilir? Ve eğer uzayda zeki yaşam biçim leri varsa, bilim bunlar hakkında ne söyleyebilir? Dünya dışı yaratıklarla gerçekleşen varsayım sal karşılaşm a lar, elbette nesiller boyunca toplum u hayran bırakm ış ve okur larla film seyircilerini heyecanlandırm ıştır. En m eşhur olay 30 Ekim 1958 tarihinde, O rson W elles A m erikan halkına bir cadılar günü bayram ı oyunu oynam aya karar verince yaşanm ıştır. W elles, H. G. W ells'in Dünyalar Savaşı adlı eserinin tem el planı nı alm ış ve CBS ulusal radyosunda her saat başı m üzik yayım na ara vererek yaptığı bir dizi kısa haber anonsu ile D ünya'nm
144
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
M arslılar tarafından işgal edilişini ve bunun ardından uygarlı ğın çöküşünü duyurm uştur. M ilyonlarca Am erikalı, M ars'tan gelen m akinelerin N ew Jersey'd e Grover H ill kasabasına indiği ve koca şehirleri yok ederek dünyayı istila etm ek için ölüm ışın ları kullandığı yolundaki "h aberler" üzerine paniğe kapılm ıştı. Daha sonra gazeteler, bölgeden kaçan insanların kendiliğinden gelişen bir tahliyeye neden olduğunu yazm ış, zehirli gaz koku su aldığını ve uzakta ışık parlam aları gördüğünü söyleyen görgü şahitlerinin ifadelerini anlatm ıştı. 1950'li yıllarda gökbilim ciler M ars yüzeyinde yüzlerce kilo metre uzunlukta devasa bir M harfine benzeyen garip bir işaret gördükleri zam an, M ars'a duyulan hayranlık yine zirveye ulaş tı. Yorum cular M harfinin belki de "M a rs" anlam ına geldiğini ve tıpkı spor sahasında takım larının sloganlarını yazan taraftarlar gibi, M arslıların kendi varlıklarını dünyalılara barışçı bir şekilde gösterm eye çalıştıklarını anlatıyordu. (Bazıları da karam sar bir şekilde M işaretinin aslında bir W harfi olduğunu ve W harfinin "war - savaş" anlam ına geldiğini savunm aktaydı. Başka bir deyişle M arslılar aslında D ü n ya'ya savaş ilan ediyordu!). Gizem li M harfi ortaya çıktığı kadar büyük bir hızla kaybolun ca, ortadaki m inik panik havası da dinm işti. Büyük bir olasılık la bu M işareti, dört büyük volkan dışında bütün gezegeni kap layan bir toz fırtınası nedeniyle ortaya çıkmıştı. Bu dört gezege nin tepeleri kabaca bir M veya W şeklindeydi.
YAŞAM İÇİN BİLİMSEL ARAYIŞ Dünya dışı yaşam olasılığını inceleyen ciddi bilim insanları, var olduğu kabul edilse dahi böyle bir yaşam hakkm da kesin bir şey söylem enin olanaksız olduğunu ifade etm ektedirler. Bununla beraber, fizik, kim ya ve biyoloji hakkm da bildiklerim izden yola çıkarak uzayda yaşam ın özelliklerine ilişkin bazı genel öngörü lerde bulunabiliriz. İlk olarak, bilim insanları sıvı durum daki suyun evrende ya şam ın yaraülm ası için kilit öğe olacağına inanm aktadır. Uzayda
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
1 45
yaşam kam tları ararken gökbilim ciler "su y u izle" parolasını tek rar tekrar söylerler. Pek çok sıvının aksine sıvı su, şaşılacak ka dar çok çeşitli kim yasalları eritebilen bir "evrensel çözücü"dür. Giderek artan karm aşıklıkta m oleküller yaratm ak için ideal bir karıştırm a kabıdır. D iğer çözücülerle epeyce ender karşılaşılır ken, su evrenin her tarafında bulunan basit bir m oleküldür. İkincisi, biliyoruz ki karbon, yaşam yaratm ak için uygun bir bileşendir, çünkü dört adet bağı vardır ve dolayısıyla diğer dört atoma bağlanabilir ve m uazzam karm aşıklıkta m oleküller yara tabilir. U zun karbon zincirleri oluşturm ak özellikle kolaydır, bunlar da hidrokarbon ve organik kim yanın tem elini oluşturur. Dört bağa sahip diğer elem entler bu kadar zengin bir kim yaya sahip değildir. K arbonun taşıdığı önem i gösteren en etkili deney, 1955 yılın da Stanley M iller ve H arold Urey tarafından yapılan ve yaşam ın kendiliğinden ortaya çıkışının karbon kim yasının doğal bir yan ürünü olabileceğini gösteren deneydir. Am onyak, m etan ve D ünya'nm ilk zam anlarında etrafta var olduğuna inandıkları diğer toksik kim yasallardan oluşan bir çözeltiyi aldılar, bunu bir cam şişe içerisine koydular, içinden küçük bir elektrik akımı geçirdiler ve sonra yalnızca beklediler. Bir hafta içerisinde şişe nin içinde am inoasitlerin kendiliğinden oluşm aya başladığına ilişkin kanıtlar gözlem lediler. E lektrik akım ı, am onyak ve m etandaki karbon bağlarını kopartm aya ve sonra da atom ları proteinlerin öncülü olan am inoasitler şeklinde yeniden düzenle m eye yeterli olm uştu. Bir bakım a, yaşam kendiliğinden şekille nebilir. O zam andan bu yana, m eteorların ve derin uzaydaki gaz bulutlarının içinde am inoasitler bulunm uştur. Üçüncüsü, yaşam ın en önem li tem eli, kendi kendini kopyala yabilen DN A adlı m oleküldür. Kim yada kendi kendini kopyala yabilen m oleküllere son derece ender rastlanır. Dünyada m uhte m elen okyanusların derinliklerinde ortaya çıkan ilk DN A m ole külünün şekillenm esi, yüz m ilyonlarca yıl sürmüştür. Eğer M iller-U rey deneyi okyanuslarda bir m ilyon yıl süreyle yapıla bilecek olsaydı, m uhtem elen DN A benzeri m oleküller kendi kendine şekillenirdi. Dünya tarihinin ilk zam anlarında Dünya
146
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
üzerindeki ilk DN A m olekülünün ortaya çıkm ış olm ası m uhte mel yerlerden biri okyanus diplerindeki volkan çıkışlarıdır, çünkü çıkışlardaki etkinlik fotosentezin ve bitkilerin ortaya çık m asından çok önce DN A m olekülü ve hücreler için çok uygun bir enerji kaynağı oluşturm aya adaydır. DN A dışındaki karbon tabanlı m oleküllerin de kendi kendini kopyalayıp kopyalayam ayacağı bilinm em ekte ise de, evrende kendi kendini kopyalayabi len diğer m oleküllerin bir şekilde D N A 'ya benzem esi olasılığı bulunm aktadır. Dolayısıyla yaşam m uhtem elen suya, hidrokarbon kim yasal larına ve DN A gibi kendi kendini kopyalayabilen bir m olekül türüne gereksinim duyar. Bu geniş kriterlerden yararlanarak, evrende zeki yaşam biçim lerinin bulunm a sıklığı konusunda kabaca bir tahm inde bulunm ak m üm kündür. 1961 yılında Cornell Ü niversitesi'nden gökbilim ci Frank Drake, kabaca bir tahm inde bulunan ilk kişilerden biri olm uştu. Eğer Sam anyolu galaksisinde 100 m ilyon yıldız olduğunu varsayarak işe başlar sanız, Bunlardan ne kadarının güneşim iz gibi yıldızlara sahip olduğunu tahm in edebilirsiniz. Bunlardan ne kadarının kendi etrafında dönen güneş sistem lerine sahip olduğu konusunda da bir tahm inde bulunabilirsiniz. D rake'in denklem i, aşağıda anlatılan birkaç sayıyı birbiri ile çarparak galaksideki uygarlıkların sayısını hesaplam aktadır. • galakside yıldızların doğuş hızı, • bu yıldızlardan gezegeni bulunanların oram, • her yıldız için yaşam koşullarına sahip olan gezegenle rin sayısı, • gerçekten yaşam ın geliştiği gezegenlerin oranı, • zeki yaşam geliştirenlerin oranı, • iletişim kurm a yeteneğine sahip ve buna istekli olanla rın oranı, ve • bir uygarlığın beklenen yaşam süresi. M akul tahm inlerde bulunarak ve birbiri ardına sıralanan bu olasılıkları birbiriyle çarparak, yalnızca Sam anyolu galaksisinde zeki yaşam a sahip olabilecek 100 ila 10.000 gezegen bulunabile
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
147
ceği görülecektir. Eğer bu zeki yaşam biçim leri Sam anyolu galaksisine tekdüze bir şekilde dağılm ış ise, D ünya'dan yalnız ca birkaç yüz ışık yılı uzaklıkta böyle bir gezegene rastlam ayı beklem em iz gerekir. 1974 yılında Cari Sağan, yalnızca Sam an yolu galaksim iz içerisinde bir m ilyon kadar bu tür uygarlık bulunm ası gerektiğini tahm in etmişti. Geliştirilen bu kuram lar, dünya dışı uygarlıklar konusunda kanıt aram akta olanlar için ilave haklılık nedenleri sağlam ış bulunm aktadır. Bilim insanları, zeki yaşam biçim lerine ev sahip liği etm e kapasitesine sahip gezegenlerin sayısındaki yüksekliği dikkate alarak, tıpkı kendi gezegenim izden son elli yıldır yayıl m akta olan TV ve radyo sinyalleri gibi, böyle gezegenlerden geliyor olabilecek radyo dalgalarını daha ciddi şekilde aram aya başlam ışlardır.
E T Y İ DİNLEMEK Dünya Dışı Zekâ Arayışı - Search for Extraterrestrial Intelli gence (SETİ) projesi, G iuseppe Cocconi ve Philip M orrison adlı fizikçiler tarafından 1959 yılında yayım lanan ve dünya dışı ileti şime kulak m isafiri olm ak için en uygun yöntem in 1 ila 10 giga hertz frekansa sahip m ikrodalga ışınım ını dinlem ek olduğunu öneren etkileyici bir m akaleye kadar uzanm aktadır. (1 gigahertz altında sinyaller hızlı hareket eden elektronlardan çıkan ışınım tarafından silinirdi; 10 gigahertz üstünde ise kendi atm osferi m izdeki oksijen ve su m oleküllerinden yayılan gürültü, sinyalle ri etkilerdi). O nlar dış uzaydan gelen sinyaller açısından en çok üm it vaat eden frekans olarak 1,420 gigahertzi seçm işlerdi, çünkü evrende en bol bulunan elem ent olan norm al hidrojen gazının yayım frekansı buydu. (Bu dolaylardaki frekanslar, dünya dışı iletişim açısından uygun olm aları nedeniyle "su lam a n oktası" olarak adlandırılm aktadır). Sulam a noktası yakınlarında karşılaşılan zeki sinyaller ise, üm it kırıcı olm uştur. 1960 yılında Frank Drake Green Bank, W est V irginia'daki 25 m etrelik radyo teleskopunu kullanarak
148
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
sinyal aram ak için O zm a Projesi'ni (adım Oz K raliçesi'nden almıştır) başlattı. N e var ki, hem O zm a Projesi'nde, hem de gece leri gökyüzünü taram ak için yıllar boyu dura kalka başlatılan diğer projelerde sinyali asla bulamadı. 1971 yılında SETİ araştırm alarına kaynak sağlam ak için N ASA tarafından iddialı bir öneri yapıldı. Cyclops Projesi ola rak adlandırılan bu girişim , 10 m ilyar dolarlık bir m aliyetle bin beş yüz radyo teleskopu kapsıyordu. A raştırm alar, hiç de şaşır tıcı olm ayan bir şekilde, hiçbir yere ulaşam adı. Çok daha m üte vazı bir öneriye, dış uzaydaki yabancı yaşam biçim lerine dikkat le kodlanm ış bir mesaj gönderilm esine ancak yetecek kadar kay nak sağlanabildi. 1974 yılında Puerto Rico'daki dev Arecibo radyo teleskopu vasıtasıyla 25.000 ışık yılı uzaklıktaki M 13 Küresel Yıldız K üm esi'ne 1.679 bit uzunluğunda kodlanm ış bir mesaj gönderildi. Bilim insanları bu kısa m esajda G üneş sistem i nin yerini gösteren, insanlara ait bir resim ve bazı kim ya form ül leri içeren 23 x 73 boyutlarında bir kafes deseni oluşturdular. Büyük m esafelerin söz konusu olm ası nedeniyle, dış uzaydan gelebilecek herhangi bir yanıt bize ancak 50.000 yıl sonra ulaşa bilecektir.) 1977 yılında gelen ve "w o w " sinyali adı verilen gizem li bir sinyalden sonra dahi, bu projeler ABD kongresini etkilem ek için yeterli olm am ıştır. Bu m esaj, rastgele değilm iş gibi görünen ve zekânın varlığını ifade ederm iş gibi gelen bir dizi harf ve sayı dan m eydana gelm ektedir. (W ow sinyalini görenlerin bazıları buna ikna olm amıştır). Federal hüküm etin kaynak sağlam am asından usanan gökbi lim ciler, SETİ araştırm alarını m erkezileştirm ek ve güneşe benze yen 1000 adet yakın yıldızı 1.200 ila 1.300 m egahertz dolayların da incelem ek için Phoenix Projesi'ni başlatm ak üzere 1995 yılın da M ountain View , C alifornia'da kâr am acı gütm eyen SETİ Enstitüsü'nü kurdu. Direktör olarak Dr. Jill Tarter (Contact - Te mas film inde Jodie Foster'in canlandırdığı kişi) atandı. (Projede kullanılan cihazlar öylesine hassastı ki, 200 ışık yılı ötedeki bir havaalanı radar sistem inin yayınlarını dahi alabiliyordu). 1995 yılından bu yana SETİ Enstitüsü yıllık 5 m ilyon dolar harcam a ile binden fazla gezegeni taram ıştır. Fakat ortaya elle
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
149
tu tu lu r herhangi bir sonuç çıkm am ıştır. B ununla beraber, S E T İ'd ek i ü st düzey gök b ilim cilerd en Seth Sh ostak, San Francisco'nun 400 kilom etre kuzeydoğusuna inşa edilm iş olan 350 antenli A ilen Teleskop Dizisinin "2025 yılm a kadar bir sin yale rastlayacak" olduğuna iyim serlikle inanm aktadır. Daha yeni bir yaklaşım ise Berkeley'deki California Ü niversi tesi gökbilim cileri tarafından 1999 yılında başlatılan SETI@hom e projesidir. Bu gökbilim ciler, zam anın büyük bir kısm ında iş yap m adan duran m ilyonlarca PC'nin sahibinden yararlanm a fikrini benim sem işlerdir. Katılım cılar, bir radyo teleskop tarafından alı nan radyo sinyallerinin bir kısm ını bilgisayarın ekran koruyucu su etkin olduğu zam an deşifre edecek bir yazılım paketini yük leyeceklerdir, dolayısıyla PC kullanıcısı açısından herhangi bir rahatsızlık doğm ayacaktır. Şim diye kadar bu projeye iki yüzden fazla ülkeden 5 m ilyon kullanıcı katılm ış, çok küçük bir m asraf karşılığında değeri bir m ilyar dolardan fazla olan elektrik tüke tilmiştir. Bu proje, tarih boyunca girişilen en ihtiraslı ortak bilgi sayar projesidir ve ileride hesaplam alar için m uazzam bilgisayar kaynaklarına gereksinim i olacak projeler açısından bir m odel oluşturabilecektir. Şim diye kadar SETI@ hom e tarafından zeki bir kaynaktan gelen hiçbir sinyal tespit edilm em iştir. O n yıllardır devam eden yoğun çalışm aların ardından SETİ araştırm alarında herhangi bir som ut ilerlem e sağlanamam ası, p rojen in m u h aliflerin i zor sorular yön eltm eye zorlam ıştır. Yalnızca belirli frekans bantlarındaki radyo sinyallerinin kulla nılıyor olm ası, bariz bir hata olabilir. Bazıları, uzaylıların radyo dalgaları yerine lazer sinyalleri kullanıyor olabileceğini öne sürmüştür. Lazerler, radyo sinyallerine kıyasla bazı avantajlar taşır, çünkü bir lazerin dalga boyunun kısalığı, bir dalga içerisi ne radyoya kıyasla daha fazla sinyal sığdırabileceğiniz anlam ına gelir. Fakat, lazer ışığı çok doğrultusal olduğu ve yalnızca bir tek frekans içerdiği için, arzu edilen lazer frekansına ayar yapm ak, son derece zordur. Bir diğer bariz hata da, SETİ araştırm acılarının belirli radyo frekansı bantlarına güvenm esi olabilir. Eğer uzayda yaşam varsa, sıkıştırm a yöntem leri kullanabilir veya daha küçük paket
150
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ler halinde dağıtabilir. Bunlar, günüm üzün m odern internetinde uygulanan stratejilerdir. Ç ok sayıda frekansa dağıtılm ış sıkıştı rılm ış m esajları dinlediğim iz zam an, yalnızca rastgele gürültü duyabiliriz. Yine de, SETI'nin karşısındaki aşılm ası zor sorunlara karşın bu yüzyıl içinde dünya dışı bir uygarlıktan -eğ er böyle bir uygarlık v a rsa - gelen bir sinyal duym am ız gerektiğini varsay m ak m akul olacaktır. Ve eğer böyle bir şey olursa, insan ırkının tarihinde bir kilom etre taşı oluşturacaktır.
N ered eler? SETİ projesinin şim diye kadar evrendeki zeki yaşam biçim lerin den gelen hiçbir sinyal tespit etm em iş olm ası, bilim insanlarının Frank D rake'in diğer gezegenlerdeki zeki yaşam için ortaya koy duğu denklem lerin ardındaki varsayım lara daha soğuk, eleştirel bir şekilde bakm alarına yol açm ıştır. Son zam anlarda yapılan astronom ik keşifler zeki yaşam bulm a olasılığının 1960'h yıllar da Drake tarafından hesaplanan orijinal değerden çok farklı olduğunu düşünm em ize neden olm uştur. Evrende zeki yaşam ın var olma olasılığı, başlangıçta düşünülenden hem daha az, hem de daha çoktur. İlk olarak, yeni keşifler yaşam ın D rake'in denklem lerinde hesaba katılm ayan şekillerde ortaya çıkabileceğini düşünm em i zi gerektirm iştir. Eskiden bilim insanları sıvı durum daki suyun yalnızca G üneş'i çevreleyen "Y aşanabilir bölge" içinde buluna bileceğini zannediyorlardı. (Dünya, G üneş'ten "tam yerinde" bir uzaklıktadır. N e G üneş'e çok yakındır, çünkü okyanuslar kaynayabilirdi, ne de çok uzaktır, çünkü okyanuslar donardı, fakat yaşam olasılığı sağlam ak için "ta m yerinde"dir. Böylece, gökbilim cilerin Jü p iter'in donm uş uydusu olan Europa'nm buz kabuğunun altında sıvı durum da su bulunabile ceğine dair kanıt bulm aları, bir şok etkisi yaratm ıştı. Europa, Yaşanabilir bölgenin oldukça dışındadır, bu nedenle Drake denklem inin koşullarına uym uyorm uş gibi görünm ektedir.
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE U F O 'lA R
151
Yine de gelgit kuvvetleri Europa'nm buz kabuğunu eritm eye ve kalıcı bir sıvı okyanus oluşturm aya yetecek kadar şiddetli olabi lir. Europa Jüp iter'in etrafında dönerken gezegenin m uazzam çekim alanı uyduyu bir lim on gibi sıkm akta, nüvesinin derinlik lerinde bir sürtünm e yaratm aktadır. Bu da buz kabuğunun eri m esine neden olabilir. Yalnızca bizim G üneş sistem im izde yüz taneden fazla ay bulunduğu için bu, G üneş sistem im izde yaşa nabilir bölge dışında yaşam ı destekleyen çok sayıda ay buluna bileceği anlam ına gelm ektedir. (Ve şim diye kadar uzayda Güneş sistem i dışında keşfedilen 250 kadar dev gezegen yaşam ı des tekleyebilecek donm uş aylara sahip olabilir). Buna ek olarak bilim insanları, evrende artık hiçbir yıldızın çevresinde dönm eyen gezgin gezegenlerin çok sayıda olabilece ğine inanm aktadırlar. Bir gezgin gezegen etrafında dönen her ay, gelgit kuvvetleri yüzünden buzdan kabuğunun altında sıvı okyanuslara ve dolayısıyla yaşam a sahip olabilir, fakat ana yıl dızlardan gelen ışığa ihtiyacı olan cihazlarım ız vasıtasıyla böyle ayların görülm esi olanaksız olabilir. Bir güneş sistem indeki ayların sayısı m uhtem elen gezegenle rin sayısından fazla olduğu ve galakside m ilyonlarca gezgin gezegen bulunabileceği için, evrende yaşam biçim ine sahip astronom ik kütlelerin sayısı, evvelce tahm in edilenden çok daha büyük olabilir. Diğer taraftan bazı gökbilim ciler, çeşitli nedenlerle yaşanabi lir bölge içerisindeki gezegenlerde yaşam olm a olasılığının baş langıçta Drake tarafından tahm in edilen orandan çok daha küçük olduğu sonucuna varm ıştır. İlk olarak, bilgisayar program ları yakm dan geçen kuyruklu yıldızları ve m eteorları uzaya savurm ak ve böylece güneş siste m ini sürekli olarak tem izleyerek yaşam a olanak sağlam ak üzere, her güneş sistem inde Jüpiter büyüklüğünde bir gezegene gerek sinim olduğunu gösterm ektedir. E ğer G üneş sistem im izde Jüpiter olm asaydı, Dünya m eteorlar ve kuyruklu yıldızlar vası tasıyla taşlanacak, yaşam olasılığı ortadan kalkacaktı. W ashing ton D .C .'deki Carnegie Enstitüsü'nden astronom Dr. George W etherill, G üneş sistem im izde Jüpiter veya Satürn olm asaydı
152
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
D ünya'nın bin kat daha fazla m eteor çarpm asına m aruz kalaca ğını, her on bin yılda bir yaşam ı tehdit eden boyutlarda (65 m il yon yıl önce dinozorları ortadan kaldıran m eteor gibi) bir olayla karşılaşacağını tahm in etm ektedir. O nun söylediğine göre, "Y aşam ın bu aşırı saldırıya nasıl dayanabileceğini hayal etmek dahi çok zor" olacaktır. İkincisi, D ünya'm ız dönüşüne denge kazandıran büyük bir A y'a sahiptir. Bilim insanları, N ew ton'un yerçekim i yasalarını m ilyonlarca yıla yayarak eğer büyük bir Ay var olm asaydı D ünya'nm ekseninin m uhtem elen kararsız bir hal alacağını, bunun sonucunda D ünya'nm tepetaklak olacağını, yaşam ın ola naksızlaşacağını gösterebilirler. Fransız gökbilim ci Dr. Jacques Lasker, eğer Ay olm asaydı D ünya'nm ekseninin 0 ile 54 derece arasında salınım yapacağını, bunun da yaşam la uyum lu olm a yan aşırı hava koşullarına yol açacağını tahm in etmektedir. Dolayısıyla, D rake denklem lerinin içine büyük bir uydunun varlığının da katılm ası gereklidir. (M ars'ın dönüşünü düzenle m ek için çok küçük, m inicik iki tane aya sahip olm ası, uzak geç m işte M ars'ın tepetakla olm uş olabileceği ve gelecekte yine ola bileceği anlam ına gelm ektedir). Üçüncü olarak, yakın geçm işte elde edilen jeolojik kanıtlar Dünya üzerindeki yaşam ın geçm işte pek çok kez neredeyse sönm e noktasına geldiğine işaret etm ektedir. Yaklaşık 2 m ilyar yıl önce D ünya m uhtem elen tüm üyle buz kaplıydı; yaşam ı zar zor destekleyebilen bir "kartopu D ünya" idi. Başka zam anlarda volkan püskürm eleri ve m eteor çarpm aları, D ünya üzerindeki tüm yaşam ı yok etm e noktasının çok yakınm a getirm iş olabilir. Dolayısıyla, yaşam ın yaratılm ası ve evrim i, başlangıçta düşün düğüm üzden çok daha kırılgandır. Dördüncüsü, geçm işte zeki yaşam neredeyse sona eriyordu. En son DN A kanıtlarından anlaşıldığına göre, bundan yüz bin yıl kadar önce D ünya üzerinde birkaç yüz ila birkaç bin insan yaşam aktaydı. H erhangi bir türe m ensup hayvanların birbirle rinden büyük genetik farklılıklar gösterm esinin aksine, insanla rın hepsi genetik açıdan neredeyse birbirinin aynıdır. H ayvanlar dünyası ile kıyaslandığı zam an, sanki birbirim izin klonu gibi
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
153
yizdir. Bu durum, yalnızca tarihim izde insan ırkının büyük bir bölüm ünün neredeyse ortadan kalkm ış olm ası ile izah edilebilir. Örneğin volkanik faaliyetler havanın birdenbire soğum asına ve bütün insan ırkının neredeyse ölm esine yol açm ış olabilir. D ünya üzerinde yaşam ın başlam ası için gerekli olan başka rastlantılar da m evcuttur, mesela, • Güçlü bir manyetik alan. Dünya üzerindeki yaşam ı yok edebilecek kozm ik ışınları ve radyasyonu saptırm ak için gereklidir. • Orta düzeyde gezegen dönme hızı. Eğer Dünya çok yavaş dönüyor olsaydı, G üneş'e bakan yüzü uzun süreler yakıcı sıcaklıklara ulaşır, diğer yüzü ise dondurucu soğuklukta olurdu; eğer D ünya çok hızlı dönüyor olsaydı, m uazzam rüzgârlar ve fırtınalar gibi son dere ce şiddetli hava koşulları olurdu. • Galaksinin merkezinden uygun uzaklıkta bir yer. Eğer Dünya Sam anyolu galaksisinin m erkezine çok yakın olsaydı, tehlikeli ışınım lardan etkilenirdi; eğer m erkez den çok uzakta olsaydı, DN A m oleküllerini ve protein leri yaratm ak için yeterli m iktarda yüksek elem ente sahip olam azdı. Bütün bu nedenlerle gökbilim ciler artık yaşam ın yaşanabilir bölge dışındaki aylarda veya gezgin gezegenlerde de yar olabi leceğini, fakat yaşanabilir bölgede yaşam ı destekleyebilecek Dünya benzeri bir gezegenin var olm a olasılığının, daha önce zannedilenden daha küçük olduğunu düşünm ektedirler. Drake denklem leri kullanılarak yapılan tahm inlerin büyük bir kısm ı, galakside uygarlık bulm a olasılığının başta tahm in ettiğine kıyasla m uhtem elen daha küçük olduğunu gösterm ektedir. Profesörler Peter W ard ve Donald Brow nlee'nin yazdığı gibi, "Evrende m ikroplar ve onların eşdeğerleri şeklindeki yaşam m çok yaygın olduğunu, hatta Drake ve [Cari] Sagan'm tahm in ettiğinden daha yaygın olduğunu düşünm ekteyiz. Bununla beraber, karm aşık yaşam -h ayvanlar ve üst düzey bitkiler- m uh
154
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
tem elen yaygın bir şekilde tahm in edilenden çok daha az bulun m aktadır." Aslında W ard ve Brow nlee, D ünya'nm hayvansal yaşam ı barındırm ak açısından galakside benzersiz olm ası olası lığına kapıyı açık bırakm aktadırlar. (Bu varsayım galaksim izde zeki yaşam arayışlarını her ne kadar köreltecek olsa da, uzakta ki diğer galaksilerde yaşam olm a olasılığını yine de silip atm a maktadır).
D ü n y a B e n z e r î G e z e g e n A r a y iş l a r i Drake denklem i, elbette tam am en varsayım saldır. Dış uzayda yaşam arayışlarının Güneş sistem i dışında gezegenlerin keşfe dilm esi dolayısıyla bir artış gösterm esinin nedeni budur. Güneş sistem i dışındaki gezegenlere yönelik araştırm aları engelleyen şey, kendilerine ait bir ışık üretm edikleri için herhangi bir teles kop tarafından görülem em eleridir. Bunlar, ana yıldızlarının m il yonda biri ila m ilyarda biri kadar sönüktür. Gökbilim ciler, bunları belirlem ek için Jüpiter büyüklüğünde bir gezegenin yıldız yörüngesini değiştirebileceğini varsayarak ana yıldızdaki m inicik yalpalam aları incelem ek zorunda kal m aktadırlar. (Kendi kuyruğunu kovalayan bir köpek düşünün. Ana yıldız ve Jüpiter büyüklüğündeki gezegen, birbirleri etra fında dönerek aynı şekilde birbirlerini "kovalam aktadır". Bir teleskop, Jüpiter büyüklüğündeki karanlık gezegeni görem ez, fakat ana yıldız açık şekilde görülebilir ve ileri geri yalpalıyormuş izlenim i verir). Güneş sistem i dışındaki ilk gerçek gezegen, 1994 yılında Pennsylvania Eyalet Ü niversitesi'nden Dr. A lexandr W olszczan tarafından, kendi etrafında dönen bir pulsar olan ölü bir yıldızın çevresinde dönen gezegenler gözlem lem esi ile bulunm uştur. Ana yıldız m uhtem elen bir süpernova'ya dönüşerek patladığı için bunların ölm üş, kavrulm uş gezegenler olm ası olasıydı. Ertesi yıl İsviçreli iki gökbilim ci, C enevre'den M ichel M ayor ve D idier Q ueloz, 51 P egasi y ıld ızın ın çev resin d e dönen ve Jüpiter'e benzer kütleye sahip olan, daha üm it verici bir gezegen
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
155
bulduklarını açıkladılar. Aradan çok geçm eden, keşifler başla mıştı. Son on yılda G üneş sistem i dışında keşfedilen gezegenlerin sayısında göz kam aştırıcı bir artış m eydana gelmiştir. Boul d er'daki Colorado Ü niversitesi'nden jeolog Bruce Jakosky'nin söyleyişiyle "B u , insanlık tarihinin özel bir dönem idir. Biz, başka bir gezegen üzerinde yaşam keşfetm e şansına sahip ilk nesiliz." Şim diye kadar bulunan güneş sistem lerinin hiçbiri, bizim ki ne benzem em ektedir. Aslında bunların hepsi, kendi Güneş sis tem im izden epeyce farklıdır. Bir zam anlar gökbilim ciler Güneş sistem im izin evrende bulunan diğer güneş sistem lerine benze diğine inanırlardı; dairesel yörüngeler ve ana yıldızı üç halka şeklinde çevreleyen gezegenler: Yıldızın en yakınında bir kaya lık gezegenler kuşağı, sonra gaz durum unda dev gezegenler kuşağı ve son olarak donm uş buzdağlarm dan oluşan bir kuy ruklu yıldızlar kuşağı. Gökbilim ciler, diğer güneş sistem lerindeki gezegenlerden hiçbirinin bu basit kuralı izlem ediğini bulduklarında şaşırdılar. Ö zellikle Jüpiter büyüklüğünde gezegenlerin ana yıldızdan uzakta bulunm ası bekleniyordu, fakat bunların çoğu ya ana yıl dıza son derece yakın (M erkür'ün yörüngesinden dahi yakın), ya da son derece eliptik yörüngeler üzerinde dönmekteydi. H er iki durum da da Dünya benzeri küçük bir gezegenin yaşanabilir bölgede yörüngede olm ası olanaksızdı. Eğer Jüpiter büyüklü ğündeki gezegen ana yıldıza çok yakın dönüyorsa bu, Jüpiter büyüklüğündeki gezegenin büyük bir uzaklıktan göçüp geldiği, yavaş yavaş güneş sistem inin m erkezine doğru bir sarm al yap tığı (m uhtem elen tozların neden olduğu sürtünm e dolayısıyla) anlam ına gelm ekteydi. Bu durum da Jüpiter büyüklüğündeki gezegenin yörüngesi, Dünya benzeri küçük gezegenin yörünge si ile eninde sonunda kesişecek, onu dış uzaya fırlatacaktı. Eğer Jüpiter büyüklüğündeki gezegen çok eliptik bir yörünge izliyor sa bu, Jüpiter büyüklüğündeki gezegenin düzenli olarak yaşana bilir bölgeden geçeceği ve D ünya benzeri gezegenin yine dış uzaya atılm asına yol açacağı anlam ına gelm ekteydi.
156
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bu bulgular, Dünya benzeri başka gezegenler bulm ayı üm it eden gezegen avcıları ve gökbilim ciler için heves kırıcıydı, fakat ikinci kez düşünüldüğünde bunlar beklenm esi gereken bulgu lardı. Cihazlarım ız öylesine kabadır ki, yalnızca ana yıldız üze rinde ölçülebilir bir etki yaratabilecek olan en büyük, en hızlı hareket eden Jüpiter büyüklüğündeki gezegeni algılayabilm ek tedirler. Dolayısıyla, günüm üzdeki teleskopların yalnızca uzay da hızla hareket eden dev gezegenleri yakalayabiliyor olm ası, şaşırtıcı değildir. Dış uzayda G üneş sistem im izin tam bir ikizi olsa dahi, cihazlarım ız onu bulm ak için m uhtem elen çok kaba dır. U zayda birkaç yüz Dünya benzeri gezegenin yerini bulm ak üzere tasarlanan Corot, Kepler ve Terrestrial Planet Kinder adlı üç uydunun uzaya fırlatılm ası ile bunların hepsi değişebilir. Ö rne ğin Corot ve Kepler uyduları, D ünya benzeri bir gezegen ana yıl dızın ön yüzünden geçerken ışığın hafifçe azalm ası sonucunda ortaya çıkacak zayıf gölgeyi inceleyecektir. D ünya benzeri geze gen görülem ese dahi, ana yıldızdan gelen güneş ışığındaki azal ma, uydu tarafından algılanabilir. Fran sızcad a K onveksiyon, Y ıld ız D önüşü ve G ezegen Geçişleri anlam ına gelen ve 2006 yılında başarıyla fırlatılm ış olan Fransız Corot uydusu, G üneş sistem i dışındaki gezegenleri araştıracak ilk uzay sondası olarak bir kilom etre taşı niteliği taşı maktadır. Bilim insanları on ila kırk arasında Dünya benzeri gezegen bulm ayı üm it etm ektedir. Eğer başarılı olurlarsa, geze genler m uhtem elen gaz durum daki devler değil, kayalık olacak tır ve D ünya'dan yalnızca birkaç kat büyük olacaktır. Corot ayrı ca hâlihazırda uzayda keşfedilm iş Jüp iter büyüklüğündeki gezegenlerin sayısını da arttıracaktır. Gökbilim ci Claude Çatala, "Corot, bizim şu anda yerden yapabildiğim izin aksine, her büyüklükte ve özellikte Güneş sistem i dışı gezegeni bulabilecek tir" demektedir. Bilim insanları, uydunun 120.000 yıldızı taraya cağım üm it etm ektedirler. Corot, uzaydaki ilk Dünya benzeri gezegene ait kanıtları bulabilir. Bu, gökbilim i tarihinde bir dönüm noktası olacaktır. Gelecekte insanlar, gece vakti gökyüzünü seyrederken orada
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
157
zeki yaşam barındırm a olasılığı taşıyan gezegenler olduğunu anlayarak bir varoluşsal şok yaşayabilirler. Gelecekte gökyüzü nü seyrederken, kendim izi karşıdan birinin de bize bakıp bak m adığını düşünürken bulabiliriz. Kepler uydusu, N A SA tarafından 2009 yılında uzaya gönde rildi. Bu uydu, dış uzayda yüzlerce Dünya benzeri gezegen tes pit etm e olanağı bulabilecektir. Yıldızının önünden geçen her hangi bir gezegenin hareketini belirlem ek üzere, 100.000 yıldızın parlaklığını ölçebilecek kadar hassastır. Kepler, D ünya'dan 1.950 ışık yılı kadar uzaklıkta bulunan binlerce yıldızı inceleyip gözleyecektir. Bilim insanları, yörüngedeki ilk yılı içerisinde uydunun yaklaşık olarak • Dünya ile yaklaşık olarak aynı büyüklükte 50 gezegen, • Dünyadan yaklaşık %30 daha büyük 185 gezegen, • Dünyam n yaklaşık 2,2 katı büyüklükte 640 gezegen bulm asını üm it etm ekteydiler. Terrestrial Planet Finder (Dünyasal G ezegen Bulucu), Dünya benzeri gezegenleri bulm ak için daha da büyük bir şansa sahip olabilirdi. Birkaç ertelem enin ardından son olarak 2014 yılında gerçekleştirilm esi planlanan proje, hâlihazırda durdurulm uş durum da beklem ektedir. Uydu, uzak gezegenleri araştırm ak am acıyla iki ayrı cihaza sahip olacaktır. Bunlardan ilki bir koronograf, yani ana yıldızdan gelen gün ışığını engelleyerek şidde tini m ilyard a bir d üzeyine düşüren özel bir teleskoptu r. Teleskop, H ubble U zay Teleskobundan üç ila dört kat büyük ve on kat daha hassas olacaktır. Bulucudaki ikinci cihaz, ışık dalga larının birbiri ile girişim inden yararlanarak ana yıldızdan gelen ışığı m ilyonda bir düzeyine düşürecek bir interferom etredir. Bu arada, A vrupa U zay Ajansı kendi gezegen bulucusu olan Darw in adlı bir uyduyu 2015 yılında veya daha sonra yörünge ye sokm ayı planlam aktadır. Bu uydu, her biri 3 m etre çapında, bir düzen içinde uçan ve tek bir büyük interferom etre gibi dav ranan üç uzay teleskopundan oluşm aktadır. O nun görevi de diğerleri gibi uzaydaki D ünya benzeri gezegenleri bulmaktır.
158
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Dış uzaydaki yüzlerce Dünya benzeri gezegenin tanım lan ması, SETİ çabalarına yeniden odaklanılm asına yardım cı olacak tır. Gökbilim ciler, yakındaki yıldızları rastgele bir şekilde tara m ak yerine, çabalarını D ünya'nm bir ikizini barındırm a olasılı ğına sahip küçük bir yıldız küm esi üzerinde yoğunlaştırm a ola nağına sahip olacaklardır.
N eye B e n z iy o r l a r ? Çeşitli bilim insanları dünya dışı yaşam ın neye benzeyebileceğini bulm ak am acıyla fizik, biyoloji ve kim yadan yararlanm aya çalışm ışlardır. Ö rneğin Isaac N ew ton, etrafında görebildiği bütün hayvanların neden aynı iki taraflı sim etriye sahip olduğu nu m erak etm iştir - sim etrik olarak düzenlenm iş iki göz, iki kol ve iki bacak. Bu rastlantısal bir şey mi, yoksa Tanrının işi m iydi? G ünüm üzde biyologlar, bundan yarım m ilyar yıl önce, "K am briyen patlam ası" sırasında doğanın ortaya çıkm akta olan çok hücreli m inicik yaratıklar üzerinde pek çok şekil ve biçim deneyi yaptığını düşünm ektedirler. Bunlardan bazıları X, Y veya Z şeklinde şekillenm iş bir om uriliğe sahiptiler. Bazılarının deniz yıldızına benzeyen radyal bir sim etrisi vardı. Bunlardan birinin om uriliği tesadüfen I şeklinde oluşm uş, iki taraflı sim et riye sahipti ve bu, Dünya üzerindeki m em elilerin çoğunun ata şıydı. Dolayısıyla, ilkesel olarak iki taraflı sim etriye sahip insan sı biçim , H ollyw ood'un uzaylı yaratıkları betim lem ek için kul landığı biçim , bütün zeki yaşam a uygulanabilir olm ak zorunda değildir. Bazı biyologlar, K am briyen patlam ası sırasında çeşit çeşit yaşam biçim lerinin ortaya çıkm a nedeninin avcı ve av arasında ki bir "silahlanm a yarışı" olduğunu düşünm ektedirler. Diğer organizm aları yutabilecek ilk çok hücreli organizm anın ortaya çıkışı, her ikisinin de hızlandırılm ış bir evrim geçirm esini, her birinin diğerine üstünlük sağlam aya çalışm asını zorunlu kılm ış tır. Tıpkı soğuk savaş dönem inde eski Sovyetler Birliği ile ABD arasındaki silahlanm a yarışı gibi, her iki tarafın da diğerinden önde olm ak için acele etm esi gerekiyordu.
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
159
Bu gezegende yaşam ın nasıl bir evrim geçirdiği incelenerek, Dünya üzerinde zeki yaşam ın ne şekilde evrim leştiği konusun da da aşağıdaki tahm inler yapılabilir. Bilim insanları, zeki yaşa m ın m uhtem elen 1. Çevresini keşfetm ek için bir tür görm e veya algılam a m ekanizm asına, 2. Tutm a am açlı bir başparm ağa (bir dokunaç veya kıs kaç da olabilir), 3. K onuşm a gibi bir tür iletişim sistem ine, gerek duyduğu sonucuna varm ışlardır. Bu üç özellik, çevrem izi algılam ak ve sonuçta onu kullanm ak için gereklidir - ki bunların ikisi de zekânın ayırıcı özelliğidir. Fakat, bu üç özelliğin ötesinde başka her şey olabilir. TV 'de gös terilen pek çok yaratığın aksine, dünya dışı bir yaratığın insana benzem esi hiç de gerekm ez. TV ve sinem ada gördüğüm üz çocu ğu andıran, patlak gözlü uzaylılar, aslında 1950'lerde çevrilen film lerin bilinçaltım ıza iyice yerleşm iş uzaylılarına şaşılacak kadar benzem ektedir. (Bununla beraber, bazı antropologlar m erak uyandıran bir gerçeği açıklam ak am acıyla zeki yaşam için dördüncü bir ölçüt eklem ektedirler: İnsanlar, orm anda canlı kalabilm ek için gere kenden çok daha zekidirler. Beyinlerim iz, orm anda avcılık ve toplayıcılık yapm ak için tam am en gereksiz beceriler olan uzay yolculuğunu, kuantum kuram ını ve yüksek m atem atiği kavra yabilm ektedir. N eden bu kadar aşırı beyin gücü? Doğada kurtu luş için gerekli olam n çok ötesinde olağanüstü becerilere sahip çita ve antilop gibi hayvan çiftlerini gördüğüm üz zam an bunlar arasında bir silahlanm a yarışı sürdüğünü anlarız. Aynı şekilde bazı bilim insanları bir dördüncü ölçütün, zeki insanları ileriye iten bir biyolojik "silahlanm a yarışının" var olduğuna inanm ak tadırlar. Belki de bu silahlanm a yarışı, kendi türüm üzün diğer üyeleri ile aram ızdadır). Dünya üzerindeki birbirinden dikkat çekecek kadar farklı yaşam biçim lerini düşünün. Eğer biri m esela ahtapotları birkaç
160
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
m ilyon yıl boyunca seçerek üretirse, onların da zekâ sahibi ola bileceği düşünülebilir. (Biz m uhtem elen A frik a'nın değişen ortam ına iyi uyum sağlayam adığım ız için bundan 6 m ilyon yıl önce m aym unlardan ayrıldık. Buna karşın ahtapotlar bir kaya nın altında yaşam aya iyi uyum sağladıkları için m ilyonlarca yıl dır evrim leşm em işlerdir). Biyokim yacı Clifford Pickover, "Ç ıl gın görünüm lü kabuklulara, süngersi dokunaçlı denizanalarına, çirkin erselik solucanlara ve cıvık m antarlara baktığım zam an Tanrının m izah duygusuna sahip olduğuna inanıyorum ve bunun yansım asını evrendeki diğer yaşam biçim lerinde de göre ceğiz" demiştir. Bununla beraber H ollyw ood zeki uzaylıları etobur olarak betim lerken m uhtem elen doğru yapm aktadır. Et yiyen uzaylılar yalnızca daha yüksek gişe gelirlerini garanti etm ekle kalm az, bu betim lem enin doğru olan bir yanı da vardır. Avcılar, genellikle avlarından daha zekidir. Avcılar planlam ak, sinsice yaklaşm ak, saklanm ak ve avlarını tuzağa düşürm ek için kurnaz olmak zorundadırlar. Tilkiler, köpekler, kaplanlar ve aslanların gözleri yüzlerinin ön tarafındadır ki, avlarının üstüne atlarlarken m esa feyi iyi ayarlasınlar. İki adet göz ile, avlarına kilitlenm ek için üç boyutlu stereo görüşten yararlanabilirler. Diğer taraftan geyik ve tavşan gibi avlar yalnızca nasıl koşacaklarını bilm ek zorunda dır. 360 derece çevrelerindeki avcıları gözlem ek için gözleri yüz lerinin yan taraflarm dadır. Başka bir deyişle, dış uzaydaki zeki yaşam pekâlâ yüzlerinin ön tarafında gözleri veya başka bir algılam a organı bulunan avcılardan evrim leşm iş olabilir. Bunlar d ünyadaki kurtlar, aslanlar ve insanlarda gördüğüm üz etobur, saldırgan ve bölgeci davranışları sergileyebilirler. (Fakat bu yaşam biçim leri m uhte m elen tam am ıyla farklı DN A ve protein m oleküllerinden yapıl m ış oldukları için bizi yem ek veya bizim le çiftleşm ek için her hangi bir istek taşım ayacaklardır). Vücutlarının büyüklüğünün ne olabileceğini tahm in etmek için de fizikten yararlanabiliriz. Dünya büyüklüğündeki geze genlerde yaşadıklarını ve D ünya'daki yaşam biçim leri gibi kaba ca suyun yoğunluğuna sahip olduklarını varsayarsak, herhangi
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
161
bir nesnenin ölçeğini değiştirdikçe fizik yasalarının sert bir biçim de değiştiğini söyleyen ölçek yasası gereği, devasa yaratık lar m uhtem elen olası değildir.
CANAVARLAR VE ÖLÇEK YASASI Ö rneğin eğer King Kong gerçekten var olsaydı, N ew York şeh rinde terör estirm eyi başaram azdı. Tam tersine, bir adım atm a ya kalkıştığı anda bacakları kırılırdı. Çünkü bir m aym unun boyutlarını 10 kat arttırırsanız, ağırlığı da artan hacm i kadar, yani 10 x 10 x 10 = 1000 kat artm ak durum undadır. Yani, norm al halinden 1000 kat daha ağır olacaktır. A ncak, bu artış, kem ikle rinin ve kaslarının kalınlığı ile orantılıdır. K em iklerinin ve kasla rının kesitleri yalnızca m esafenin karesi kadar, yani 10 x 10 = 100 kat artar. Başka bir deyişle eğer King Kong 10 kat büyük olsay dı yalnızca 100 kat güçlü olacak fakat ağırlığı 1000 kat artacaktı. Dolayısıyla, m aym unun büyüklüğünü arttırdığım ız zam an ağır lığı gücünden çok daha fazla şekilde artar. Göreli konuşacak olursak, norm al bir m aym unun ancak onda biri kadar güçlü olurdu. Bacakları da bu yüzden kırılırdı. İlkokulda öğretm enim in kendi ağırlığının birkaç katı bir yap rağı kaldırabilen bir karıncanın gücünü hayranlıkla anlattığım hatırlıyorum . Ö ğretm enim , eğer karınca bir ev büyüklüğünde olsaydı o evi kaldırabileceğini söylerdi. Ancak, King K ong Örne ğinde gördüğüm üz gibi, bu varsayım yanlıştır. Eğer karınca bir ev büyüklüğünde olsaydı, onun da bacakları kırılırdı. Bir karın cayı 1.000 kat büyütürseniz norm al bir karıncanın binde biri gücünde olur, bu nedenle kendi ağırlığıyla çökerdi. (Ayrıca nefes de alam azdı. Karıncalar, vücutlarının yanlarm daki delik lerden nefes alır. Bu deliklerin yüzeyi yarıçaplarının karesi kadar büyür, fakat karıncanın hacm i yarıçapın küpü kadar büyür. Dolayısıyla norm alin 1.000 katı büyüklükte bir karınca, kasları ve vücut dokuları için gerekenin binde biri kadar oksijen alabilir. Şam piyon artistik patinajcıların ve jim nastikçilerin h er kesle aynı oranlara sahip olm alarına karşm ortalam adan çok
162
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
daha kısa olm alarının nedeni de budur. Kilo hesabıyla yapılan karşılaştırm ada onlar daha uzun kişilere kıyasla daha büyük oransal kas gücüne sahiptirler.) Ölçek yasasını kullanarak D ünya üzerindeki hayvanların ve m uhtem elen uzaylı yaratıkların şeklini kabaca hesaplayabiliriz. Bir hayvanın yüzey alanı arttıkça, yaydığı ısı da artar. Bu neden le, hayvanın büyüklüğünü 10 kat arttırm ak, ısı kaybını 10 * 10 = 100 kat artırm aktır. Fakat vücudun içindeki ısı, onun hacm iyle orantılıdır, yani 10 x 10 x 10 = 1000. Bundan dolayı büyük hay vanlar ısılarını küçük hayvanlara kıyasla daha yavaş kaybeder ler. (Göreli olarak en küçük yüzey alanına sahip olan parm akla rım ızın ve kulaklarım ızın kış koşullarında ilk olarak donm asının ve ufak tefek insanların iri yarı olanlara kıyasla daha çabuk üşü m esinin nedeni budur. Göreli yüzey alanı büyük olan gazeteler çabucak yanarken göreli yüzey alanı küçük olan odunların çok yavaş yanm ası da bu şekilde açıklanabilir). Bu kural, kuzey kutup bölgesindeki balinaların neden yuvarlak şekilli olduğunu da açıklam aktadır - çünkü bir küre, birim kütle başına düşebile cek en küçük yüzey alanına sahiptir. Ve sıcak ortam larda yaşa yan böcekler, bu yüzden birim kütle başına görece daha büyük yüzey alanına sahip sivri bir şekil sahibi olabilirler. D isney'in Honey, I Shrunk the Kids - Eyvah, Çocuklar Küçüldü film i, karınca boyutlarına küçülen bir aileyi anlatm aktadır. Bir sağanak yağar ve o m ikro dünyada m inik yağm ur dam lalarının su birikintilerine düşüşünü izleriz. Gerçekte bir yağm ur dam la sı bir karıncaya m inik bir dam la olarak değil, m uazzam bir su yığını veya yarım küresi şeklinde görünecektir. Kendi dünya m ızda yarım küre şeklindeki bir su yığını kararsızdır ve yerçeki m i etkisiyle kendi ağırlığı altında çöker. Fakat m ikro dünyada yüzey gerilim i görece büyüktür, dolayısıyla yarım küre şeklinde ki bir su yığm ı tam am en kararlıdır. Aynı şekilde, dış uzayda uzak gezegenlerdeki hayvanların y ü zey /h acim oranlarını fizik yasalarını kullanarak kabaca tah m in edebiliriz. Bu yasaları kullanarak, dış uzaydaki uzaylıların bilim kurguda sık sık gösterildiği gibi dev yaratıklar olm ayaca ğını, daha çok bize benzer olacaklarını öne sürebiliriz. (Buna
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
163
karşın balinalar, deniz suyunun daha yüksek olan kaldırm a kuvveti nedeniyle çok büyük olabilir. Bu, kıyıya vuran bir bali nanın neden öldüğünü de açıklar - kendi ağırlığı altında ezil mektedir). Ö lçek yasası, m ikro dünyanın derinliklerine inildikçe fizik yasalarının değiştiği anlam ına gelm ektedir. K uantum kuram ı nın bize böylesine tuhaf gelm esi, evrenim ize ilişkin sağduyuya dayalı basit fikirlerim izle çelişm esi, bu yüzdendir. Dolayısıyla ölçek yasası, bilim kurguda karşılaştığım ız "d ünya içindeki dünya" fikrini yani atom un içerisinde bütün bir evrenin var ola bileceği veya galaksim izin çok daha büyük bir evrenin bir atom u olabileceği fikrini saf dışı etm ektedir. Bu fikir, Siyah Giyen Adamlar film in d e araştırılm aktad ır. Film in son sahnesinde kam era dünyadan uzaklaşm aya başlar, gezegenleri, yıldızları, galaksileri ekrana getirir, ta ki evrenim izin tam am ı devasa uzay lılar tarafından oynanan m uazzam bir oyunda top haline gelin ceye kadar. Gerçekte bir yıldızlar galaksisi, bir atom a benzer; atom un içinde kendi kabuklarının içindeki elektronlar gezegenlerden tam am en farklıdır. H er gezegenin birbirinden çok farklı olduğu nu ve ana yıldızdan herhangi bir uzaklığa yörüngeye yerleşebi leceğini biliriz. Buna karşın, atom larda bütün atom altı parçacık ları birbiriyle aynıdır. Çekirdekten herhangi b ir uzaklıkta değil, yalnızca farklı yörüngelere yerleşebilirler. A yrıca, gezegenlerin aksine elektronlar aklıselim e başkaldıran tuhaf davranışlar ser gileyebilir, m esela aynı anda iki yerde birden bulunabilir veya dalga benzeri özelliklere sahip olabilirler.
İLERİ UYGARLIKLARIN FİZİĞİ Uzaydaki olası uygarlıkların ana hatlarıyla krokisini çizm ek için de fizikten yararlanm ak m üm kündür. A frika'da m odern insanın ortaya çıkışından bu yana son 100.000 yılda uygarlığım ızın yük selişine bakacak olursak, bir yükselen enerji tüketim i hikâyesi okuyorm uşuz gibi gelebilir. Rus astrofizikçi N ikolai Kardashev,
164
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
evrendeki dünya dışı uygarlıkların gelişm e aşam alarının enerji tüketim i bakım ından da sıraya dizilebileceğini öngörmüştür. Fizik yasalarını kullanarak, olası uygarlıkları üç tür halinde gruplandırm ıştır: Tip I uygarlıklar: G ezegenin gücünü toplayan, gezegenlerine düşen bütün güneş ışığını kullanan uygarlıklardır. Belki volkanların gücünü dizginle yebilir, iklim leri yönetebilir, deprem leri kontrol edebilir ve okyanusta şehirler inşa edebilirler. G e zegendeki bütün güç, onların kontrolü altındadır. Tip II uygarlıklar: Güneşlerinin bütün gücünü kullanabilirler, bu sayede Tip I uygarlıklardan 10 m ilyar kat güçlüdürler. Uzay Yolu'n u n Gezegenler Federasyonu, Tip II bir uygarlıktır. Bir Tip II uygar lık bir bakım a ölüm süzdür; bilim in bildiği hiçbir şey, buz çağları, m eteor düşm eleri, hatta süpernovalar, onu yok edem ez. (Eğer ana yıldızları patla m ak üzereyse bu yaratıklar başka bir yıldız sistem i ne taşınabilirler, hatta belki de üzerinde yaşadıkla rı gezegeni taşıyabilirler). Tip III uygarlıklar: Bunlar, bütün bir galaksinin gücünü kullanabilirler. Tip II uygarlıklardan 10 mil yar kat güçlüdürler. Uzay YoZu'ndaki Borg, Yıldız Savaşlarındaki İm paratorluk ve A sim ov'un Vakıf serisindeki galaksi uygarlığı, birer Tip III uygarlık tır. Bunlar m ilyarlarca yıldız sistem ini kolonileştirm işlerdir ve galaksilerinin m erkezindeki kara deli ğin gücünden yararlanabilm ektedirler. Galaksinin uzay yollarm da serbestçe dolaşabilm ektedirler. Kardashev, enerji tüketim i her yıl yüzde birkaç gibi m üteva zı bir oranda büyüyen her uygarlığın bir tipten diğerine birkaç bin yıl ile on binlerce yıl arasında değişen bir hızla geçeceğini tahm in etm ektedir. Daha önceki kitaplarım da bahsettiğim gibi, bizim m edeniye tim iz bir Tip 0 uygarlık olarak sınıflandırılabilir. (Çünkü biz,
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
165
m akinelerim izi çalıştırm ak için ölü bitkilerden, petrol ve köm ür den yararlanm aktayız). Gezegenim izin üzerine düşen güneş enerjisinin ancak küçük bir kısm m dan yararlanm aktayız. Fakat daha şim diden Dünya üzerinde Tip I bir uygarlığın başlam akta olduğunun işaretlerini görebiliriz. İnternet, gezegenin tam am ını birbirine bağlayan Tip I bir telefon sistem idir. Bir Tip I ekonom i nin başlangıcı, N A FTA ile rekabet etm ek am acıyla kurulan A vrupa Birliği ile görülebilm ektedir. İngilizce, şim diden Dünya üzerindeki en yaygın ikinci dil olup; bilim , finans ve ticaret dili haline gelm iştir. Tahm inim ce herkesin kullandığı Tip I dil hali ne gelebilir. Yerel kültürler ve gelenekler binlerce çeşidiyle Dünya üzerinde yaşam aya devam edecektir, fakat bu insan m ozayiğine etki eden gezegen çapında bir kültür var olacak, bu kültür belki de gençliğin ve ticari anlayışların etkisi altında kala caktır. Bir uygarlıktan diğerine geçiş, hiç de garanti edilm iş değildir. Ö rneğin en tehlikeli geçiş, bir Tip 0 ve bir Tip I uygarlık arasın da olabilir. Bir Tip 0 uygarlık, yükselişinin belirgin özelliği olan m ezhepçilik, tutuculuk ve ırkçılığın yıkıntılarıyla hâlâ doludur ve bu kabile ve din tutkularının geçişi bastırıp bastırm ayacağı açıkça belli değildir. (Galakside Tip I uygarlıklarla karşılaşm ıyor olm am ızın nedeni belki de geçişi hiçbir zam an yapm am ış, yani kendi kendilerini yok etm iş olm alarıdır. G ünün birinde, başka yıldız sistem lerine gittiğim iz zam an, kendilerini şu ya da bu şekilde öldürm üş olan, örneğin atm osferleri yaşam m devam m ı engelleyecek ölçüde radyoaktif veya sıcak hale gelen uygarlıkla rın kalıntılarını bulabiliriz). Tip III konum una ulaşan bir uygarlık, galaksi içerisinde ser bestçe yolculuk yapacak ve hatta D ünya'ya ulaşacak enerji ve teknolojik bilgi düzeyine sahip olacaktır. 2001 film inde olduğu gibi, bu tür uygarlıklar zeki yaşam aram ak üzere galaksinin her tarafına kendi kendini kopyalayan robot sondalar gönderebilirler. Ancak, m uhtem elen bir Tip III uygarlık, gezegenlerin üstüne çekirge sürüsü gibi üşüşerek onların varını yoğunu almaya çalı şan uygarlıkların anlatıldığı Bağımsızlık Günü film inde olduğu gibi bizi ziyaret etm ek veya fethetm ek eğilim i taşım ayacaktır.
166
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Gerçek hayatta dış uzayda büyük bir m ineral zenginliğine sahip olan ve üzerinde yaşayan yaratıkların ayak direm esi ile baş etm ek zorunda kalm aksızın soyulup soğana çevrilebilecek sayı sız ölü gezegen bulunm aktadır. O nların bize bakışı, bizim bir karınca yuvasına bakışım ıza benzetilebilir. Biz eğilip karıncalara boncuklar ve hediyelik eşyalar verm eye değil, karıncaları göz ardı etm eye eğilim li değil m iyiz? K arıncaların karşı karşıya olduğu gerçek sorun, insanların onları istila etm ek veya ortadan kaldırm ak istem esi değildir. En basit şekliyle sorun, yolum uzun üzerinde oldukları için üzerle rine basıp geçecek olm am ızdır. H atırlayacağınız gibi, enerji kul lanım ı açısından bir Tip III uygarlık ile bizim ki gibi bir Tip 0 uygarlık arasındaki m esafe, bizim le karıncalar arasında oldu ğundan çok daha fazladır.
UFO LAR Bazıları, dünya dışı yaratıkların U FO 'larla D ünya'yı ziyaret etti ğini iddia ederler. Bilim insanları U FO 'lardan bahsedildiğini duydukları zam an genellikle kaşlarını çatar ve böyle bir olasılı ğı reddederler, çünkü yıldızlar arasındaki m esafe çok fazladır. Ancak, bilim insanlarının tepkileri ne olursa olsun, inatçı UFO haberleri yıllar boyunca azalm am ıştır. A slında UFO gözlem leri, yazılı tarihin başlangıcına kadar uzanm aktadır. İncil'de peygam ber Ezekiel (Zülkifl), bazılarının UFO tarifi olduğuna inandığı "gökyüzünde tekerlekler içindeki tekerlekler"den gizem li bir şekilde bahsetm ektedir. M ısır'da Firavun III. Thutm osis'in hüküm darlığı zam anından gelen M ısır yazıları, M .Ö. 1450 yılında birkaç gün görülen ve sonra gökyü züne yükselen, yaklaşık 5 m etre çapında ve güneşten daha par lak "ateş çem berleri"ni kapsayan bir olay anlatm aktadır. Rom alı yazar Julius O bsequens, M.Ö. 91 yılında "gökyüzünde yol alan bir küre, bir çem ber veya daire şeklinde bir cisim " hakkm da yaz mıştır. 1235 yılında G énéral Yoritsum e ve ordusu, Japonya'm n Kyoto kenti yalanlarında gökyüzünde dans eden garip ışık
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
167
küreleri görm üşlerdir. 1561 yılında A lm anya'nın N ürnberg kenti üzerinde birbirleriyle havada savaşıyorm uş görüntüsü veren çok sayıda nesne görülm üştür. ABD H ava Kuvvetleri, yakın bir geçm işte UFO gözlem leri konusunda kapsam lı bir incelem e yapm ıştır. H ava Kuvvetleri, 1952 yılında toplam 12.618 gözlem in incelendiği M avi Kitap Projesini başlattı. Raporun sonuç bölüm ünde bu gözlem lerin çok büyük bölüm ünün doğal olaylar, sıradan uçaklar veya asıl sız ihbarlarla açıklanabileceği bildirildi. Yine de, yaklaşık %6, kaynağı bilinm eyen olarak sınıflandırıldı. A ncak, Bu tür araştır m aların hiçbir değere sahip olm adığı sonucuna varan Condon Raporu'nun ardından M avi Kitap Projesi 1969 yılında kapatıldı. Bu, ABD H ava K uvvetleri tarafından yapıldığı bilinen son geniş kapsam lı UFO araştırm a projesiydi. 2007 yılında Fransa hüküm eti U FO 'lar konusundaki çok geniş bir d osyayı halka açıkladı. Fran sız U lu sal U zay Araştırm aları M erkezi tarafından internet üzerinde açıklanan raporda 50 yılı kapsayan 1.600 U FO gözlem i, 100.000 sayfayı bulan görgü şahidi ifadeleri, film ler ve ses bantları bulunm ak taydı. Fransa hüküm eti, bu gözlem lerin % 9 'unun tam olarak açıklanabildiğim , % 33'ünün m uhtem el açıklam alara sahip oldu ğunu fakat geriye kalanları takip etm e olanağı bulunam adığını bildirdi. Bu gözlem leri birbirinden bağım sız olarak doğrulam ak, elbette olanaksızdır. A slında U FO iddialarının çoğu, dikkatli bir incelem e sonucunda aşağıdaki nedenlerle reddedilebilir: 1. Gece vakti gökyüzünde Ay'dan sonra en parlak nesne olan Venüs gezegeni: Bu gezegen, Dünya ile arasındaki m uazzam m esafe nedeniyle bir otom o bilin içinde giderken sizi takip ediyorm uş gibi görünür ve tıpkı aym sizi izliyorm uş gibi gelm esi ne benzer bir şekilde sanki birisi tarafından yönlendiriliyorm uş gibi gelir. M esafeyi değerlendirirken biraz da h arek etli n esn eleri kendi çevreleriyle kıyaslarız. A y ve Venüs böylesine uzakta oldukları
168
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ve onları karşılaştıracak hiçbir şey var olm adığı için, bizim çevrem ize göre hareketli değildirler ve dolayısıyla bizi takip ediyorm uş gibi görsel bir yanılsam aya neden olurlar. 2. Bataklık gazı: Bataklık bir bölgede sıcaklık de ğişim i olduğu sırada gaz toprağın üzerinde birikir ve hafifçe ışık yaym aya başlayabilir. Küçük gaz grupları ana gövdeden ayrılarak keşif gem ilerinin "an a gem iden" ayrılması gibi bir izlenim yaratabilir. 3. Meteorlar: Geceleri gökyüzünde parlak ışık lar birkaç saniye içerisinde hızla kayıp giderek kontrollü bir gem i yanılsam ası yaratabilir. Bu ışık lar ayrıca dallanarak yine ana gem iden ayrılan keşif gem isi yanılsam ası yaratabilir. 4. Atmosfer olayları: H er türlü gök gürültülü fır tınalar ve olağan dışı atm osfer olayları gökyüzünü garip şekillerde aydınlatarak bir U FO yanılsam ası yaratabilir. Yirm inci ve yirm i birinci yüzyıllarda aşağıdaki olaylar UFO gözlem lerine neden olabilir: 1. Radar yansımaları: Radar dalgaları dağlardan yansıyarak radar m onitörleri tarafından algılanan yansım alar yaratabilir. Bu dalgalar yalnızca yansı ma oldukları için radar ekranında zikzaklar yapı yorm uş ve büyük hızla hareket ediyorm uş gibi görünebilir. 2. Meteoroloji ve araştırma balonları: Ordu, tartış m alı bir raporunda, 1947 yılında Rosw ell, New M exico'da bir uzay gem isinin düştüğüne dair söy lentilerin nükleer savaş çıktığı takdirde atm osfer deki radyasyon düzeylerini izlem ek için yapılan çok gizili bir proje olan Project M ogul'a ait bir balo nun bozulup düşm esinden kaynaklandığını öne sürm ektedir.
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
169
3. Hava taşıtları: Ticari ve askeri uçakların UFO raporlarına neden olduğu bilinm ektedir. Bu durum, özellikle görünm ez bom bardım an uçağı gibi geliş m iş deneysel hava araçlarının test uçuşları için geçerlidir. (Aslında ABD ordusu, dikkatleri çok gizli projelerinden saptırm ak am acıyla uçan daire hikâyelerini teşvik etm ektedir). 4. Bariz hileler: U çan dairelerin yakalandığını iddia eden en m eşhur resim lerin bir kısm ı aslında birer hileden ibarettir. Pencereleri ve iniş takım ları görünen çok tanınm ış bir uçan dâire, aslında üze rinde değişiklik yapılm ış bir piliç beslem e m akine siydi. Gözlem lerin en azından %95'i, yukarıdakilerden biri dolayı sıyla reddedilebilir. Yine de bu, geriye kalan yüzde birkaç açık lanm am ış olayı ortada bırakm aktadır. En inandırıcı UFO olayla rı a) birden çok bağım sız, güvenilir görgü şahitleri tarafından yapılan, b) görüş ve radar gibi birden çok kaynaktan gelen, göz lem leri kapsam aktadır. Bu tür bildirim lerin göz ardı edilm esi daha zordur, çünkü birden çok bağım sız kontrole dayanm akta dırlar. Ö rneğin 1986 yılında JA L-1628 sefer sayılı uçak Alaska üzerinde uçarken bir UFO görm üş ve bu olay FAA tarafından soruşturulm uştu. UFO , JA L uçağının yolcuları tarafından görül düğü gibi, yer radarı tarafından da izlenm işti. Aynı şekilde 1980-90 yıllarında Belçika üzerinde çok sayıda siyah üçgen görülm üş, bunlar N A TO radarları ve jet avcı uçakları tarafm dan da izlenm işti. 1976 yılında İran'da Tahran üzerinde bir UFO görüldüğü ve bir F-4 jet avcı uçağının m otorunda birden fazla sistem arızası çıktığı, CIA belgelerinde kayıtlıdır. Bilim insanlarının m oralini bozan şey, kayıtlı binlerce göz lem den hiçbirinin laboratuvarda tekrarlanabilir sonuçlar üret m eye yetecek kesin kanıtları sağlayam am ış olmasıdır. Şim diye kadar hiçbir uzaylı D N A 'sı, uzaylı bilgisayar yongası veya bir uzaylının yere inişine ilişkin fiziksel bir kanıt elde edilem em iş tir.
170
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bir an için U FO 'ların yanılsam alar değil de gerçek uzay araç ları olabileceğini varsayarak, kendim ize bunların ne tür uzay aracı olabileceğini sorabiliriz. G özlem ciler tarafından kaydedi len bazı özellikler şu şekildedir. a. Flavada zikzaklar çizm ektedirler. b. G eçtikleri yerde otom obil m otorlarını durdurm akta ve elektrik kesintilerine yol açm aktadırlar. c. Ffavada sessizce durabilm ektedirler. Bu özelliklerin hiçbiri bizim D ünya üzerinde geliştirdiğim iz roketlerin tanım ına uym am aktadır. Ö rneğin bilinen bütün ro ketler, N ew ton'un üçüncü hareket yasasına göre davranır (her etki için aynı şiddette ve zıt yönde bir tepki doğar); fakat anlatı lan UFOTar hiçbir egzoz çıkışm a sahip değil gibi görünm ekte dir. Ayrıca, uçan dairelerin zikzak hareketi sırasında ortaya çı kan g kuvvetleri, Dünya'daki yerçekiminin yüz katıdır - bu g kuv vetleri, D ünya üzerindeki her yaratığı yam yassı etm eye yeter. U FO 'ların bu özellikleri m odern bilim vasıtasıyla açıklanabi lir mi? Dünya Uçan Dairelere Karşı gibi film lerde bu araçlar daim a uzaylı yaratıklar tarafm dan kullanılm aktadır. A slında eğer var iseler, böyle araçların m ürettebatsız (veya kısm en organik, kıs men m ekanik m ürettebata sahip) olm ası daha büyük bir olasılık tır. Bu araçların norm al olarak canlı bir yaratığı ezecek büyük lükte g kuvvetleri üreterek zikzaklar çizebilm esi başka şekilde açıklanamaz. O tom obillerin ateşlem esini durduracak yeteneğe sahip ve havada sessizce hareket eden bir gemi, m anyetizm a vasıtasıyla hareket eden bir araç izlenim i verm ektedir. M anyetik itiş gücü nün sorunu, m ıknatısların daim a iki kutbunun olm asıdır. Eğer D ünya'm n m anyetik alanının içine bir m ıknatıs koyacak olursa nız bir UFO gibi havada yükselm ek yerine yalnızca (bir pusula nın iğnesi gibi) dönecektir; m ıknatısın güney kutbu bir yöne hareket ederken kuzey kutbu öbür yöne hareket eder, böylece mıknatıs döner ve hiçbir yere gitmez. Bu sorunun olası bir çözüm ü "m on opoller" yani ne güney, ne kuzey, yalnızca tek bir kutba sahip m ıknatıslar kullanm aktır.
DÜNYA DIŞI YARATIKLAR VE UFO'LAR
171
N orm al olarak, bir m ıknatısı ikiye bölerseniz iki tane m onopol elde etm ezsiniz. Bunun yerine m ıknatısın her iki yarısı kendi başına bir m ıknatıs olur, kendi kuzey ve güney kutuplarına sahiptir; yani başka bir dipoldur. Böylece, bir m ıknatısı parçala m aya devam ederseniz daim a kuzey ve güney kutup çiftleri elde edersiniz. (Daha küçük dipol m ıknatıslar elde etm ek için bir dipol m ıknatısı parçalam a işlem i, atom ların da dipol olduğu atom düzeyine kadar sürüp gider). Bilim insanlarının sorunu, m onopollerin şim diye kadar laboratuvarda görülem em iş olm asıdır. Fizikçiler kendi cihazlarının içinde hareket eden bir m onopolün yolunu fotoğraflam aya çalış m ışlarsa da başarılı olam am ışlardır (1982 yılında Stanford Üni versitesi'nde çekilen çok tartışm alı bir fotoğraf hariç). H er ne kadar m onopoller deneysel olarak kesinlikle görülm ediyse de fizikçiler Büyük Patlam a sırasında evrende bol m ik tarda m onopol bulunduğunu düşünm ektedir. Bu görüş, Büyük P atlam a'ya ilişkin en son evrenbilim sel kuram ların içinde yer alm aktadır. Fakat, Büyük Patlam a'ran ardından evren hızla genişlediği için, evrende bulunan m onopollerin yoğunluğu azal m ıştır ve bu yüzden biz onları günüm üzde laboratuvarda göre m em ekteyiz. (Aslm da bugün m onopollerin var olm ayışı, fizikçi leri şişen evren fikrini önerm eye iten kilit gözlem di. Bu yüzden, kalıntı m onopoller kavram ı, fizikte iyice yerleşm iştir). D olayısıyla, "uzayd a dolaşabilen" bir ırkın dış uzaya büyük bir m anyetik "a ğ " atm ak suretiyle Büyük Patlam a'dan geriye kalan bu "başlangıçtan beri var olan m onopolleri" toplam a ola nağına sahip olduğu düşünülebilir. Yeterli m iktarda m onopol topladıktan sonra galaksi boyunca veya bir gezegenin üzerinde bulunan m anyetik alan çizgilerini kullanarak uzayda egzos yaratm adan gezebilirler. M onopoller pek çok evrenbilim cinin yoğun ilgisini çektiği için, böyle bir gem inin varlığı elbette fizik teki güncel düşünce ile uyum ludur. Son olarak, evrenin bir ucundan diğerine yıldız gem ileri gön derecek kadar gelişm iş bir uygarlık, kesinlikle nanoteknolojide uzm anlaşm ıştır. Bu, yıldız gem ilerinin çok büyük olm ası gerek m ediği anlam ına gelir; yaşam taşıyan gezegenleri keşfetm ek için
172
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
bu gem ilerin m ilyonlarcası gönderilebilir. Issız aylar, belki de bu gemiler için en iyi üsler olacaktır. Eğer öyleyse, bizim A y'ım ız geçm işte dünya dışı bir uygarlık ile karşılaşm anın belki de en gerçekçi betim lem esi olan 2001 film inde betim lenen senaryoya benzer şekilde Tip III bir uygarlık tarafm dan ziyaret edilm iş ola bilir. Bu araç, büyük olasılıkla m ürettebatsız, robot yönetim lidir ve Ay üzerine inm iştir. (Teknolojim izin radyasyon anom alileri ni tespit edebilecek ve nano gem ilerin eskiden yaptığı bir ziya rete dair tarihi kanıtları algılayabilecek düzeyde gelişm esi için, belki bir yüzyıl daha geçm esi gerekecektir). Eğer Ay gerçekten geçm işte ziyaret edilm iş veya bir nano teknoloji üssüne ev sahipliği etm işse, bu U FO 'ların neden çok büyük olm adığını açıklayabilir. Bazı bilim insanları, her biri kilom etrelerce uzunlukta olabilecek ram jet füzyon m otorları, lazerle çalışan dev kanatlar ve nükleer darbeli m otorlar gibi devasa itici güç tasarım larının hiçbirine uym am ası nedeniyle UFOTara dudak bükm ektedir. U FO 'lar bir jet uçağı kadar küçük olabilir. Fakat eğer eski ziyaretlerden kalm a sabit bir ay üssü varsa, o zam an U FO 'ların büyük olm asına gerek yoktur; yakın daki Ay üssünden yakıt takviyesi yapabilirler. Dolayısıyla yapı lan gözlem ler, Ay üssünden kaynaklanan m ürettebatsız keşif gem ilerine ait olabilir. SETI'de ve Güneş sistem i dışındaki gezegenlerin keşfi için yapılan çalışm alarda elde edilen hızlı gelişm eler dikkate alına cak olursa, eğer yakın çevrem izde var ise dünya dışı yaşam ile bu yüzyıl içerisinde temas sağlanabilir, bu da bunu bir I. sınıf olanaksızlık haline getirir. Eğer dış uzayda yabancı uygarlıklar varsa, sorulm ası gereken sıradaki sorular şunlardır: O nlara ulaş m a yöntem lerine acaba sahip olabilecek m iyiz? Ve G üneş büyü meye başlayıp D ünya'm ızı yutunca bizim uzak geleceğim iz ne olacak? Kaderim iz gerçekten yıldızların arasında m ı yatıyor?
Yıldız Gemileri A y ’a atış yapmak, plansız uzm anlaşm anın bilim insanlarını götürebileceği İpe sapa gelmez sonuçlara b ir örnek o lu ş tu rm a k ta d ır ... bu öneri, tem elde olanaksızdır. - A . W. BICKERTON, 1 9 26
İnsan soyunun ka lite li bölüm ü büyük olasılıkla asla yok olm ayacaktır. Onlar, g e rektikçe b ir güneşten diğerine taşınacaklardır. Ve dolayısıyla, insan ırk ın ın yaşamı, zekâsı ve gelişm esinin sonu y o k tu r. İlerlem esi, sonsuza kadar dü rece ktir. - KO NSTANTIN E. TSIOLKOVSKY, ROKET B İL İM İN İN BABASI
G
ÜN Ü N BİRİN DE, uzak bir gelecekte, Dünya üzerindeki son güzel günüm üzü yaşayacağız. Eninde sonunda, şu andan m ilyarlarca yıl sonra, gökyüzünü ateş kaplayacak. Güneş büyüyecek, gökyüzünün tam am ını dolduran azgın bir yangına dönüşecek, göklerdeki her şey onun yanında cüce gibi kalacak. D ünya üzerindeki sıcaklıklar hızla yükselirken okyanuslar kay nayıp buharlaşacak, geriye yanm ış, kavrulm uş bir m anzara bıra kacak. D ağlar en sonunda eriyecek ve sıvılaşacak, bir zam anlar canlı şehirlerin bulunduğu yerlere akan lav sellerine dönüşecek. Fizik yasaları uyarınca, bu iç karartıcı senaryodan kaçınm ak olanaksızdır. D ünya eninde sonunda G üneş tarafından yutulur ken alevler içinde ölecektir. Bu, bir fizik yasasıdır.
174
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bu felaket, önüm üzdeki beş m ilyar yıl içerisinde gerçekleşe cektir. Böylesine evrensel bir zam an ölçeği içerisinde insan uygarlıklarının yükselm esi ve çökm esi, küçük titreşim lerden başka bir şey değildir. G ünün birinde D ünya'yı terk etm ek veya ölm ek zorunda kalacağız. Öyleyse, insan ırkı, bizim gelecekteki soyum uz, D ünya'daki koşullar dayanılm az hale gelince bunun la nasıl başa çıkacak? M atem atikçi ve düşünür Bertrand Russell, bir zam anlar "H iç bir ateş, hiçbir kahram anlık, hiçbir düşünce veya duygu yoğun luğu, bir yaşam ı m ezardan uzak tutam az; çağlar boyunca harca nan bütün çabalar, bütün özveriler, insan dehasının gün ortası gibi bütün aydınlığı, Güneş sisteminin uçsuz bucaksız ölümü içe risinde yok olm aya m ahkum dur; ve insanlığın kazanım larım n bütün tapm ağı, kaçınılm az bir şekilde harabeye dönüşm üş bir evrenin yıkıntıları altına gömülmek zorundadır..." diye yazmıştı. Bana sorarsanız bu, İngiliz dilinde yazılm ış en iç karartıcı pasajlardan birisidir. A ncak Russel, bu pasajı roket gem ilerin olanaksız kabul edildiği bir çağda yazm ıştır. G ünüm üzde, D ünya'dan günün birinde ayrılm a fikri o kadar da abartılı değil dir. Bir gün Cari Sağan, bizim "ik i gezegenli yaratıklar" olm a m ız gerektiğini söylem işti. "D ü nya üzerindeki yaşam öylesine değerlidir k i" dem işti, "b ir felakete karşı hazırlıklı olm ak için en az bir başka yaşanabilir gezegene daha yayılm alıyız. Dünya, asteroitlerin, m eteorların, kuyruklu yıldızların ve D ünya'nm yörüngesine yakın gezinen diğer m olozların oluşturduğu bir atış poligonunun ortasında ilerlem ektedir ve bunlardan herhan gi biri ile çarpışm am ız, yok olm am ız anlam ına gelebilir."
GELECEĞİN FELAKETLERİ Şair Robert Frost, D ünya'm n sonunun ateşle mi, yoksa buzla mı geleceğini sorm uştu. Fizik yasalarından yararlanarak, doğal bir felaket durum unda D ünya'm n ne şekilde sona ereceğini m akul ölçüler içerisinde öngörebiliriz.
YILDIZ GEMİLERİ
1 75
Bin yıllar ölçeği içerisinde insan uygarlığı için var olan bir tehlike, yeni bir buz çağının ortaya çıkm asıdır. Son buzul çağı 10.000 yıl önce sona erm iştir. Zam am m ızdan 10.000-20.000 yıl sonra bir sonraki buzul çağı gelince, K uzey A m erika'nın büyük bölüm ü 750 m etre kalınlığında buz ile kaplanacaktır. İnsan uygarlığı, yakın geçm işteki m inicik buzullar arası dönem de, D ünya alışılm adık şekilde ılıklaştığı zam an gelişip serpilm iştir, fakat böyle bir döngü sonsuza kadar sürüp gidemez. M ilyonlarca yıl boyunca D ünya'ya çarpacak büyük m eteor lar veya kuyruklu yıldızlar yıkıcı bir etkiye yol açabilir. Son gök cism i çarpm ası, 65 m ilyon yıl önce 9 kilom etre çapında bir nes nenin M eksika'nın Yucatan Y arım adası'na çarpm ası ile olmuş, 290 kilom etre çapında bir krater m eydana gelm iş, o zam ana kadar Dünya üzerinde baskın yaşam biçim i olan dinozorlar ortadan kalkm ıştır. A ynı zam an ölçeği içinde benzer bir çarpış m a olasılığı bulunm aktadır. G ünüm üzden m ilyarlarca yıl sonra G üneş yavaş yavaş ge nişleyecek ve D ü nya'yı içine alacaktır. A slına bakılacak olursa, önüm üzdeki bir m ilyar yıl içinde G üneş'in sıcaklığının yüzde 10 artacağını, D ünya'yı kavuracağını tahm in etm ekteyiz. 5 m ilyar yıl içinde G üneş'im iz m utasyona uğrayıp devasa bir kırm ızı yıl dıza (kızıl dev) dönüştüğü zam an, D ünya'yı tam am en yutacak tır. Dünya, gerçekten G üneş'in atm osferi içinde yer alacaktır. G ünüm üzden on m ilyarlarca yıl sonra hem Güneş, hem de Sam anyolu galaksisi ölecektir. G üneş'im iz en sonunda hidro je n /h e ly u m yakıtım tükettiği zam an küçülerek m inik bir beyaz cüce yıldız olacak ve yavaş yavaş soğuyarak uzayın boşluğunda gezen bir siyah nükleer atık kitlesine dönüşecektir. Sam anyolu galaksisi sonunda kendisinden çok daha büyük olan kom şu A ndrom eda galaksisi ile çarpışabilir. Sam anyolu'nun sarmal kolları kopacak ve G üneş'im iz derin uzaya fırlatılacaktır. İki galaksinin m erkezindeki kara delikler, birbiri ile çarpışıp birleş m eden önce bir ölüm dansı yapacaktır. İnsanoğlunun günün birinde canım kurtarm ak için Güneş sis tem inden yakındaki yıldızlara kaçm ak veya yok olmak zorunda
176
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
kalacağını varsayarsak, akla gelen soru şudur: O raya nasıl gide ceğiz? En yakın yıldız sistem i olan Alpha Centauri, 4 ışık yılın dan daha uzaktır. Sıradan kim yasal tepkim eli roketler, m evcut uzay program ının gözbebekleri, saatte 65.000 kilom etreye zar zor ulaşabilm ektedir. Bu hızla yalnızca en yakın yıldıza ulaşm ak bile 70.000 yıl sürecektir. Günüm üzün uzay program ını incelersek, bugünkü acınası yeteneklerim iz ve evreni keşfetm eye başlam am ıza olanak sağla yabilecek gerçek bir yıldız gem isi arasında m uazzam bir uçu rum bulunduğunu görürüz. 1970'lerin başlarındaki Ay yolculu ğundan bu yana insanlı uzay program ım ız, Uzay M ekiği ve Uluslararası Uzay İstasyonu ile D ünya'dan yalnızca 500 kilo m etre uzaktaki yörüngelere astronot gönderm iştir. Bununla beraber N ASA, elli yıl aradan sonra 2020 yılında astronotları tekrar A y'a götürecek O rion uzay araçlarına yer açm ak am acıy la Uzay M ekiğini 2010 yılında hizm et dışı bırakm ayı planlam ış tır. A y'da kalıcı, insanlı bir ay üssü kurulm ası planlanm aktadır. Bunun ardından M ars'a insanlı bir görev düzenlenebilir. Eğer yıldızlara ulaşacaksak yeni bir roket tasarım ı bulunm a sı gerektiği, açıktır. Ya roketlerim izin itm e gücünü radikal şekil de arttırm alıyız, ya da roketlerim izin çalışm a süresini uzatm alı yız. Örneğin büyük bir kim yasal roket birkaç m ilyon kiloluk itme gücüne sahip olabilir, fakat yalnızca birkaç dakikada yanar. Bunun aksine, örneğin iyon m otoru (ilerleyen paragraflarda anlatılm aktadır) gibi diğer roket tasarım ları düşük bir itme gücüne sahip olabilir fakat dış uzayda yıllarca çalışabilir. Konu roket bilim i olduğunda, kaplum bağa tavşanı yenecektir.
İy o n y e P l a z m a M o t o r l a r i Kim yasal roketlerin aksine iyon m otorları, alışılagelmiş roketle ri hareket ettiren süper sıcak gazları ani ve etkileyici bir patla m ayla üretm ezler. Aslına bakılacak olursa, ürettikleri güç, gram la ölçülür. Dünyada bir m asa üstüne yerleştirildikleri zam an hareket edem eyecek kadar güçsüzdürler. Ancak, itiş güçlerinde
YILDIZ GEMİLERİ
177
ki eksikliği dış uzayın boşluğunda yıllarca çalışabildikleri için süre konusunda fazlasıyla giderirler. Tipik bir iyon m otoru, bir TV ekran tüpünün içini andırır. Bir elektrik akım ı tarafından ısıtılan bir filam an, ksenon gibi iyonize olmuş bir ışın dem eti yaratır, bu da roketin arkasından dışarı püskürtülür. İyon m otorları sıcak, patlayıcı bir gaz çıkışı ile değil, zayıf fakat sürekli bir iyon akışı ile hareket eder. N A SA 'nm N STA R iyon iticisi, 1998 yılında fırlatılan başarılı Deep Space 1 sondasının içinde denenm iştir. İyon motoru toplam 678 gün ateşlenerek iyon m otorları için yeni bir rekor oluştur muştur. A vrupa U zay Ajansı da kendi Smart 1 sondasında bir iyon m otoru denem iştir. Japonya'nın bir asteroitin yanından geçip giden H ayabusa uzay sondası, dört ksenon iyon m otoruy la donatılm ıştı. Sıradan olsa da, iyon m otoru gezegenler arasın da (acil olm ayan) uzun erim li görevler yapılm asına olanak sağ layacaktır. Aslına bakılacak olursa iyon m otorları günün birinde gezegenler arası taşım acılığın yük beygiri olabilirler. U zayda hareket için güçlü bir plazm a jeti kullanan plazm a m otoru, örneğin V A SIM R (variable specific im pulse m agnetoplasm a rocket - değişken özgül itkili m anyetoplazm a roketi), iyon m otorunun daha güçlü bir türüdür. A stronot/m ühendis Franklin C h an g /D iaz tarafından tasarlanan bu motor, hidrojen gazını bir m ilyon santigrat derece düzeyine ısıtm ak için radyo dalgaları ve m anyetik alanlar kullanm aktadır. Elde edilen süper sıcak plazm a, daha sonra roketin arkasından püskürtülerek önem li bir itm e gücü sağlanm aktadır. Bu m otorun prototipleri üretilm iş, fakat henüz hiçbiri uzaya gönderilm em iştir. Bazı m ühendisler plazm a m otorunun bir M ars görevi için kullanıla bileceğini M ars'a yolculuk süresini önem li ölçüde kısaltarak bir kaç ay düzeyine indireceğini üm it etm ektedirler. Tasarım lardan bazılarında m otordaki plazm ayı ısıtm ak için güneş enerjisi kul lanılm aktadır. Bazı tasarım larda ise nükleer fisyon kullanılm ak tadır (bu, bazı güvenlik endişeleri yaratm aktadır, çünkü gem i lerle uzaya büyük m iktarlarda nükleer m alzeme gönderm ek, kazalara yol açabilir).
178
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bununla beraber ne iyon, ne de plazm a/V A SIM R m otoru bizi yıldızlara götürm ek için yeterli güce sahiptir. Bunun için tüm üyle yeni bir takım itici güç tasarım ları gerekm ektedir. Bir yıldız gem isi tasarlarken karşılaşılan ciddi güçlüklerden birisi en yakın yıldıza dahi gidebilm ek için gereken şaşırtıcı yakıt m ik tarı ve gem inin uzaktaki hedefine ulaşm ası için geçecek uzun süredir.
G ü n eş Y elk en leri Bu sorunları çözüm leyebilecek önerilerden birisi, güneş yelkeni dir. Bu öneri, güneş ışığının çok küçük, fakat devasa bir yelkeni uzayda hareket ettirm eye yetecek m iktarda sürekli bir basınç yaratm asından yararlanm aktadır. G üneş yelkeni fikri eskidir, büyük gökbilim ci Johannes K epler'in 1611 yılında yazdığı bilim sel incelem e Somnium'a kadar uzanır. Güneş yelkeninin ardındaki fizik ilkelerinin yeterince basit olmasına karşın, uygulam ada uzaya gönderilebilecek bir uzay yelkeni yaratm ak konusundaki ilerlem eler pek dura kalka ger çekleşm iştir. 2004 yılında bir Japon roketi uzaya iki tane küçük uzay yelkeni prototipini başarıyla götürm üştür. 2005 yılında G ezegenler D erneği, C osm os Stüdyoları ve Rusya Bilim ler Akadem isi, Barents D enizi'ndeki bir denizaltıdan Cosmos 1 uzay yelkenini fırlattılar, fakat taşıyıcı Volna roketi arızalanınca yel ken yörüngeye giremedi. (Daha önceki bir alt yörünge yelkeni de 2001 yılında başarısız olm uştu). Ancak, 2006 Şubatında 15 m etrelik bir güneş yelkeni, Japon M -V roketi ile başarılı bir şekil de yörüngeye gönderildi, fakat yelken tam olarak açılmadı. Güneş yelkeni teknolojisindeki gelişm eler son derece yavaş olsa da, güneş yelkeninin taraftarları kendilerini yıldızlara u laş tırabilecek başka bir fikir geliştirm işlerdir: ayda devasa bir lazer bataryası kurarak bir güneş yelkenine yoğun lazer ışınları gön derm ek ve en yakın yıldıza gitm esini sağlam ak. Böyle bir geze genler arası güneş yelkeninin fiziksel yapısı, gerçekten ürkütü cüdür. Yelkenin yüzlerce kilom etre boyutlarında olm ası ve
YILDIZ GEMİLERİ
1 79
tüm üyle dış uzayda kurulm ası gerekecektir. Ay üzerinde her biri onlarca yıl sürekli ateşlenebilecek binlerce güçlü lazer ışını inşa edilm esi gerekecektir. (Yapılan tahm inlerden birine göre, lazerlerin enerji gereksinim i D ünya'da şu anda kullanılm akta olan toplam enerjinin bin katı olacaktır). Kâğıt üzerinde, büyük bir ışık yelkeni, ışık hızının yarısı kadar hızla yol alabilir. Böyle bir güneş yelkeninin yakındaki yıldızlara ulaşm ası yalnızca seksen yıl kadar sürecektir. Böyle bir hareket sistem inin avantajı, elde hazır bulunan teknolojiyi kullanacak olm asıdır. Böyle bir güneş yelkeni yaratm ak için hiç bir yeni fizik yasasının keşfedilm esi gerekli değildir. Ancak, tem el sorunlar ekonom ik ve teknik niteliklidir. Enerjisini Ay üzerine yerleştirilm iş binlerce güçlü lazer ışınından alan yüzler ce kilom etre büyüklüğünde bir yelken yaratm anın ortaya getir diği m ühendislik sorunları tüyler ürperticidir ve gelecek yüzyı la ait olabilecek bir teknoloji gerektirm ektedir. (Yıldızlar arası yolculuğun sorunlarından birisi, geriye dönüştür. Giden kişinin aracı D ünya'ya geri getirebilm ek için uzak bir ay üzerinde ikin ci bir lazer bataryası kurm ası gerekecektir. Veya belki de gemi bir yıldızı sapan gibi kullanıp hızla geriye dönerek dönüş yolcu luğu için gereken hızı sağlayabilir. Sonra, A y üzerindeki lazerler yelkeni yavaşlatarak D ünya üzerine inm esini sağlam ak için kul lanılabilir).
RAMJET FÜZYONU Bizi yıldızlara götürm ek için favori adayım , ram jet füzyon m otorudur. Evrende bol m iktarda hid rojen bulunm aktadır, dolayısıyla bir ram jet füzyon m otoru dış uzayda yol aldıkça hid rojeni toplayarak esas itibarıyla bitm esi olanaksız bir yakıt kay nağına sahip olabilir. H idrojen toplandığı zam an m ilyonlarca dereceye ısıtılır, füzyon olayının başlayacağı sıcaklığa ulaştırılır, böylece bir term onükleer tepkim enin enerjisi açığa çıkar. Ram jet füzyon m otoru 1960 yılında fizikçi Robert W. Bussard tarafından ortaya atılm ış ve daha sonra Cari Sağan tarafından
180
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ünü yaygınlaştırılm ıştı. Bussard, yaklaşık olarak 1.000 ton civa rında ağırlığa sahip bir ram jet m otorunun kuram sal olarak 1 g şiddetinde, yani D ünya'm n yüzeyinde durm aya eşdeğer bir kuvveti sürekli şekilde sağlayabileceğini hesaplam ıştı. Eğer ram jet m otoru 1 g hızlanm ayı bir yıl süreyle devam ettirebilirse ışık hızının yüzde 7 7 'sine ulaşacaktı, bu da yıldızlar arası yolcu luğu ciddi bir olasılık haline getirm ek için yeterliydi. Ram jet füzyon m otorunun gereksinim leri kolayca hesaplana bilir. İlk olarak, hidrojen gazının evrendeki ortalam a yoğunlu ğunu bilm ekteyiz. Ayrıca, 1 g hızlanm a sağlayabilm ek için ne kadar hidrojen gazı yakılm ası gerektiğini de kabaca hesaplaya biliriz. Bu hesap da hidrojen gazını toplam ak için kullanılacak "kep çen in" ne kadar büyük olm ası gerektiğini belirleyecektir. Birkaç m akul varsayım da bulunduktan sonra, yaklaşık olarak 160 kilom etre çapında bir kepçeye ihtiyacınız olacağını söyleye biliriz. Böyle bir kepçeyi Dünya üzerinde yapm ak hem en hem en olanaksız olsa da, ağırlık sorunu olm am ası nedeniyle bu kepçe yi dış uzayda inşa etm ek daha az sorun yaratacaktır. İlkesel olarak ram jet m otoru kendi kendini sonsuza kadar hareket ettirerek galaksideki uzak yıldız sistem lerine ulaşabilir. Einstein'a göre bir roketin içindeyken zam an yavaşladığı için, m ürettebatın yaşam ını askıya alm adan astronom ik uzaklıklara ulaşm ak m üm kün olabilir. Yıldız gem isi, kendi içindeki saatlere göre 11 yıl boyunca 1 g ile hızlandıktan sonra 400 ışık yılı uzak lıktaki Pleiades takım yıldızına ulaşacaktır. 2 m ilyon ışık yılı uzaklıktaki A ndrom eda galaksisine ulaşm ak ise yirm i üç yıl sürecektir. K uram sal olarak uzay gem isi, görülebilir evrenin sınırların a m ü retteb atın yaşam sü resi içerisind e u laşabilir (Dünya üzerinde zam an m ilyarlarca yıl ilerlem iş olsa dahi). Fü zyon
tepkim esi,
önem li
b elirsizlik lerd en
birid ir.
Fransa'm n güneyinde inşa edilm esi planlanan İTER füzyon reaktörü, enerji elde etm ek için hidrojenin az bulunan iki biçim i ni (döteryum ve trityum ) birleştirm ektedir. Dış uzayda hidroje nin en çok karşılaşılan biçim i ise bir elektron tarafından sarılan tek bir protondan oluşm aktadır. D olayısıyla ram jet füzyon
YILDIZ GEMİLERİ
181
m otorunun proton-proton füzyon tepkim esinden yararlanm ası gerekecektir. D ö tery u m /trity u m füzyon sürecinin fizikçiler tarafından onlarca yıldan beri araştırılıyor olm asm a karşın, pro ton-proton füzyon süreci daha az anlaşılm ıştır, elde edilm esi daha zordur ve çok daha az güç sağlam aktadır. Dolayısıyla, daha zor olan proton-proton tepkim esi üzerine uzm anlık kaza nılması, önüm üzdeki on yılların teknik zorlu görevi olacaktır. (Bazı m ühendisler, buna ek olarak, ışık hızına yaklaştıkça ram jet m otorunun sürüklem e etkileriyle başa çıkabilip çıkam ayacağını da sorgulam aktadır). Proton-proton füzyonunun fiziksel ve ekonom ik yönleri çözü m len in ceye kad ar, ram jetin y ap ılab ilirliğ i konu su nda doğru tahm inlerde bulunm ak zordur. A ncak bu tasarım , yıldız lara yönelik olarak düşünülen herhangi bir görev için olası son elem e adayları listesinde yer alm aktadır.
N ü k l e e r E l e k t r îk R o k e t i 1956 yılında A BD A tom Enerjisi K om isyonu (AEC) Rover Projesi ile nükleer roketlere ciddi bir gözle bakm aya başladı. Kuram sal olarak, hidrojen gibi gazları çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtm ak için bir nükleer fisyon reaktörü kullanılır ve sonra bu gazlar roketin bir ucundan püskürtülerek itm e gücü yaratılır. Dünya atm osferinde ölüm cül nükleer yakıtın karışacağı bir patlam a tehlikesi nedeniyle nükleer roket m otorlarının ilk sürüm leri, roketin p erform ansının d ikkatle gözlenebileceği şekilde, tren rayları üzerine yatay olarak yerleştirilm işti. Rover projesi kapsam ında test edilecek ilk nükleer roket m otoru, 1959 yapım ı olan K iw i 1 m otoru yd u (çok u ygun bir şekilde, A vustralya'nın uçam ayan kuşunun adı verilm işti). 1960'larda N ASA, yatay olarak değil de düşey olarak test edilecek ilk nük leer roket olacak Roket Taşıt U ygulam aları İçin Nükleer M otor'u (NERVA) yaratm ak için A EC ile işbirliği başlattı. Bu nükleer m otor, 1968 yılında test için aşağıya doğru ateşlendi.
182
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bu araştırm aların sonuçları çok karışıktı. Roketler çok karm a şıktı ve sık sık ateşlem e sorunları ile karşılaşılm aktaydı. N ükleer m otordaki yoğun titreşim ler yakıt paketlerini sık sık çatlatıyor, gem inin parçalanm asına neden oluyordu. H idrojenin yüksek sıcaklıklarda yanm asından kaynaklanan paslanm a da bir başka sorun oluşturm aktaydı. N ükleer roket program ı, en sonunda 1972 yılında sona erdi. (Bu atom ik
rok etlerin b ir b aşka sorun u
daha vardı:
Kontrolden çıkm ış bir nükleer tepkim e, tıpkı küçük bir atom bom bası gibidir. G ünüm üzün ticari nükleer enerji santrallerinin etkisi azaltılm ış nükleer yakıtla çalışm asına ve bir H iroşim a bom bası gibi patlam alarının olanaksız olm asına karşın, bu ato m ik roketler m aksim um itiş sağlam ak am acıyla epeyce zengin leştirilm iş uranyum kullanm aktaydılar ve dolayısıyla bir zincir leme tepkim e ile patlayıp m inik bir nükleer patlam a m eydana getirebilirlerdi. N ükleer roket program ının durdurulm asına karar verildiği zam an, bilim insanları son bir test yapm aya karar verdiler. Bir roketi küçük bir atom bom basıym ış gibi patlatacak lardı. Kontrol çubuklarını çıkarttılar (bu çubuklar reaktörün kontrol altında tutulm asını sağlar). Reaktör kritik değeri aştı ve alevli bir cehennem topu gibi patladı. N ükleer roket program ı nın bu göz kam aştırıcı ölüm ü, film e de alındı. Ruslar bu işten hiç hoşlanm adı. Bu ham leyi, nükleer bom baların yer üstünde patlatılm asını yasaklayan N ükleer Deneyleri Sınırlam a Anlaşm a sı' ran ihlali saydılar. Yıllar boyunca ordu, nükleer roketi periyodik olarak günde m e getirdi. G izli projelerden biri, Tim berw ind nükleer roketi adını taşıyordu; ordunun 1980'lerdeki Yıldız Savaşları projesi n in bir parçasıydı. (Bu proje, varlığın a ilişk in ayrıntıların Am erikan Bilim İnsanları Federasyonu tarafından açıklanm asını takiben durduruldu). N ükleer fisyon roketi konusundaki tem el kaygı, güvenliktir. Uzay çağm a gireli elli yıl olm asm a karşın, kim yasal tepkim eli roketlerde felakete yol açan arızalar yüzde 1 düzeyindedir. {Oıallenger ve Columbia U zay M ekiklerinde m eydana gelen ve on
YILDIZ GEMİLERİ
1 83
dört astronotun ölüm üne yol açan iki kaza, bu oranı doğrular niteliktedir). H er şeye karşın, N ASA 1960'ların N ERV A program ının ardından nükleer roket üzerindeki araştırm alarına devam etm e kararını yeni alm ıştır. İnsanoğluna ateşi veren 2003 yılında Yunan tanrısı Prom ete'nin adını taşıyan yeni bir proje başlatan N ASA, 2005 yılında bu projeye 450 m ilyon dolar harcam ış, ancak harcam alar 2006 yılında önem li ölçüde kısılmış, 100 m il yon dolara düşm üştür. Projenin geleceği belirsizdir.
N ü k leer D a rbelî Ro k et ler Bir yıldız gem isini hareket ettirm ek için daha uzak bir olasılık da, bir dizi nükleer bom ba kullanm aktır. O rion Projesinde m ini atom bom baları roketin arkasından sırayla atılacak, böylece uzay gem isi bu m ini hidrojen bom balarının şok dalgalarının üstüne "bin ecekti". Bu tür tasarım lar, bir uzay aracını kâğıt üze rinde ışık hızı yakınlarına kadar çıkartabilir. İlk hidrojen bom ba larının tasarım ına yardım cı olan Stanislaw U lam tarafından ilk olarak 1947 yılında ortaya atılan bu fikir, Ted Taylor (ABD ordu sunun nükleer savaş başlığı baş tasarım cılarından birisi) ve Princeton İleri A raştırm alar Enstitüsü'nden fizikçi Freem an D yson tarafından geliştirildi. 1950'lerin sonlarında ve 1960'ların başlarında bu yıldızlar arası roket için çok ayrıntılı hesaplar yapıldı. Böyle bir yıldız gem isinin üst sınırı ışık hızının yüzde 10'u kadar olan bir hız ile bir yıl içerisinde P lüton'a kadar gidip geri dönebileceği tahm in edilmişti. Fakat bu hızla dahi en yakın yıldıza ulaşm ak, yaklaşık olarak kırk dört yıl sürecekti. Bilim insanları, böyle bir roketin hareket ettirdiği bir "N u h 'u n G em isi"n in yüzyıllar boyu yol alm ak zorunda kalacağını, birkaç nesli kapsayan m ürettebatın çocuklarının gem ide doğup bütün yaşam larım gemide geçirm e si gerekeceğini, onların çocuklarının da yakm daki yıldızlara ula şabileceğini söylem ektedirler.
184
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
General Atom ics, 1959 yılında bir O rion uzay gem isinin büyüklüğü üzerinde tahm inde bulunan bir rapor yayım lamıştı. Süper O rion olarak adlandırılan en büyük sürüm 8 m ilyon ton ağırlığında ve 400 m etre çapında olacak, enerjisini 1.000 hidrojen bom basından alacaktı. Ancak, projenin önem li sorunlarından birisi, fırlatm a sırasın da nükleer atıklar tarafından kirletilm e olasılığıydı. Dyson, her fırlatm ada açığa çıkan nükleer atıkların on kişide ölüm cül kan serlere yol açabileceğini tahm in ediyordu. Ayrıca böyle bir fırlat m anın doğu racağı elektrom an yetik darbe (electrom agnetic pulse - EMP) öylesine büyük olacaktı ki, civardaki elektrik sis tem lerinde büyük kısa devreler oluşm asına yol açacaktı. 1963 yılın d a im zalanan N ükleer D eneyleri Sınırlam a Anlaşm ası, projenin sonunu da getirdi. Projenin arkasındaki asıl itici güç, nükleer bom ba tasarım cısı Ted Taylor, istifa etti. (Bir konuşm am ızda, mini nükleer bom baların altında yatan fizik kurallarının teröristler tarafından da seyyar nükleer bom ba yapım ında kullanılabileceğinin farkına vardığı zam an projeden soğuduğunu itiraf etmişti. Proje her ne kadar çok tehlikeli olarak kabul edilm eden önce iptal edilm iş olsa da, adı N ASA tarafın dan 2010 yılında Uzay M ekiğinin yerini alm ak üzere belirlenen O rion uzay gem isinde yaşam aktadır). N ükleer güce sahip bir roket fikri, British Interplanetary Society (Britanya Gezegenler Arası Derneği) tarafından 1973 ila 1978 yılları arasında D ünya'dan 5,9 ışık yılı uzaklıktaki Barnard Yıldızı'na ulaşabilecek insansız bir yıldız gem isi inşa edilip edi lem eyeceğini görm ek için y ü rü tü len bir ön çalışm a olan Daedalus Projesi ile kısa bir süre için yeniden diriltildi. (Barnard Yıldızı, bir gezegene sahip olabileceği tahm in edildiği için seçil mişti. O zam andan bu yana gökbilim ciler Jill Tarter ve M argaret Turnbull, yaşam ı destekleyen gezegenlere sahip olma olasılığı bulunan 17.129 yakın yıldızın listesini hazırlam ışlardır. En fazla ümit vaat eden aday, 11,8 ışık yılı uzaklıktaki Epsilon indi A yıl dızıdır). Daedalus projesi için planlanan roket gem i öylesine m uaz zam dı ki, dış uzayda inşa edilm esi gerekecekti. A ğırlığı 54.000
YILDIZ GEMİLERİ
185
ton olacak, bu ağırlığın neredeyse tam am ı roket yakıtından olu şacak ve 450 tonluk bir yük ile ışık hızının yüzde 7,T in e ulaşa caktı. M inik fisyon bom baları kullanan O rion P rojesi'nin aksine, Daedalus Projesi d öteryu m /helyum -3 karışım ından oluşan ve elektron ışınları tarafından ateşlenen m ini hidrojen bom baları kullanacaktı. Karşı karşıya olduğu m uazzam teknik sorunların yanı sıra, nükleer itm e sistem ine ilişkin endişeler nedeniyle Daedalus Projesi de süresiz olarak rafa kaldırıldı.
ÖZGÜL İTKİ VE M OTOR VERİMİ M ühendisler bazen çeşitli m otor tasarım larını verim lilik açısın dan sıraya koym am ıza olanak sağlayan "özgü l itki" diye bir şey den b ahsed erler. "Ö z g ü l itk i", b irim yakıt kü tlesi başın a m om entum d eğişim i olarak tanım lanm aktadır. D olayısıyla motor ne kadar verim liyse, bir roketi uzaya fırlatm ak için o kadar az yakıta gerek duyulacaktır. M om entum ise, kuvvet ile o kuvvetin etki süresinin çarpım ıdır.* Ç ok büyük bir itme gücüne sahip olm alarına karşın kim yasal roketler yalnızca birkaç daki ka süreyle çalışırlar, dolayısıyla çok küçük bir özgül itkiye sahiptirler. İyon m otorları ise, yıllar boyunca çalışabildikleri için çok düşük itm e gücü ile yüksek özgül itkiye sahiptirler. Ö zgül itki, saniye ile ölçülür. Tipik bir kim yasal roket, 400500 saniye düzeyinde bir özgül itkiye sahip olabilir. Uzay m eki ğinin özgül itkisi, 453 saniyedir. (Şim diye kadar bir kim yasal roket ile elde edilen en yüksek özgül itki 542 saniyedir ve hidro jen, lityum ve flor karışım ı bir yakıt ile elde edilmiştir). Smart 1 iyon m otorunun iticisi, 1.640 saniyelik bir özgül itkiye sahipti. Ve nükleer roket, 850 saniyelik özgül itkilere ulaşmıştı. O labilecek en yüksek özgül itki, ışık hızına ulaşacak bir roke te ait olacaktır. Böyle bir roket, yaklaşık 30 m ilyon saniye düze * Bir cisme etkiyen kuvvetle, etkime süresinin çarpımına "itm e" denir. İtme, cis min momentumunda bir değişikliğe neden olur. Dolayısıyla itme, cismin momentumundaki değişikliğe eşittir. (E.N.)
186
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yinde bir özgül itkiye sahip olacaktır. Değişik türde roket m otor larının özgül itkilerini gösteren bir tablo, aşağıda verilm iştir.
ROKET MOTORU TÜRÜ
ÖZGÜL İTKİ
Katı yakıtlı roket Sıvı yakıtlı roket İyon m otoru VA SIM R plazm a m otoru N ükleer fisyon m otoru N ükleer füzyon m otoru N ükleer darbeli roket Antim adde roketi
250 450 3.000 1.000 ila 30.000 800 ila 1.000 2.500 ila 200.000 10.000 ila 1 m ilyon 1 m ilyon ila 10 m ilyon
Lazer yelkenleri ve ram jet m otorları hiçbir roket yakıtı içerm e dikleri için kuram sal olarak sonsuz özgül itkiye sahiptirler, ancak onların da kendi sorunları bulunm aktadır.
U zay A sa n sö r ler î Bu roket tasarım larına yapılan şiddetli eleştirilerden birisi, asla Dünya üzerinde inşa edilem eyecek kadar büyük ve ağır olm ala rıdır. Bu yüzden bazı bilim adam ları bu tasarım ların dış uzayda inşa edilm esini önerm ektedirler. Bu sayede ağırlıksız ortam da astronotların inanılm ayacak kadar büyük ağırlıkları kolayca kal dırm ası m üm kün olacaktır. Fakat günüm üzde eleştirenler, dış uzayda m ontaj çalışm alarının büyük m aliyetine işaret etm ekte dir. Ö rneğin U luslararası U zay İstasyonunun tam am lanm ası için M ekiğin yüzden fazla kez fırlatılm ası gerekecek ve m aliyet ler 100 m ilyar dolardan fazla olacaktır. Bu, tarihin en pahalı bilim sel projesidir. Dış uzayda yıldızlar arası bir uzay yelkeni veya ram jet kepçesi inşa etm ek, bu rakam m birkaç katını gerek tirecektir. Ancak, bilim kurgu yazarı Robert H einlein'ın söylem eyi pek sevdiği gibi, eğer bunu D ünya'dan 160 kilom etre yukarda yapa bilirseniz, G üneş sistem inin herhangi bir noktasına giden yolun
YILDIZ GEMİLERİ
187
yarısına ulaşm ışsınız dem ektir. Çünkü herhangi bir fırlatma sırasında, roketin D ünya'm n yerçekim inden kurtulm aya çalıştı ğı ilk 160 kilom etre, en pahalı bölüm dür. Bunun ardından bir roket Plüton'a ve daha ötesine adeta kendi kendine gidebilir. Gelecekte m aliyetleri ciddi şekilde azaltm am n yollarından birisi, bir uzay asansörü geliştirm ek olacaktır. Ö rneğin "Sihirli Fasulye" m asalında olduğu gibi, bir ipe tırm anarak gökyüzüne ulaşm ak, eski bir fikirdir, fakat eğer uzayın içlerine bir ip gönde rilecek olursa gerçeğe dönüşebilir. O zam an D ünya'm n dönüşü nün yarattığı m erkezkaç kuvvet, yerçekim i kuvvetini etkisiz bırakacak, dolayısıyla ip asla yere düşm eyecektir. İp, sihirli bir şekilde düşey olarak yükselecek ve bulutların arasında kaybola caktır. (Bir ipin ucunda dönm ekte olan bir top düşünün. Top yerçekim ine karşı koyuyorm uş gibi görünür, çünkü m erkezkaç kuvvet onu dönm e m erkezinden dışarıya itm ektedir. Aynı şekil de, çok uzun bir ip de D ünya'm n dönm esi nedeniyle havada asılı kalacaktır). İpi havada tutm ak için D ünya'nm dönüşünden başka hiçbir şeye gerek olm ayacaktır. K uram sal olarak bir kişi ipe tırm anarak uzaya yükselebilir. Biz bazen N ew York City Ü niversitesi'nde fizik dersine giren lisans öğrencilerinden böyle bir ipin gerginliğinin hesaplanm asını isteriz. İp üzerindeki geri lim in çelik teli dahi kopartacak kadar büyük olduğu kolaylıkla gösterilebilir, bu da uzun zam andan beri bir uzay asansörü inşa etm enin neden olanaksız kabul edildiğini ortaya koyacaktır. Uzay asansörü konusunu ciddi şekilde inceleyen ilk bilim insanı, Rus vizyöneri Konstantin Tsiolkovsky'dir. Tsiolkovsky, 1895 yılında Eyfel K ulesi'nden esinlenerek, gökyüzüne yüksele rek D ünya'yı uzaydaki bir "göksel kaleye" bağlayacak bir kule hayal etmişti. Bu kule D ünya'dan başlanarak, aşağıdan yukarı ya inşa edilecek ve m ühendisler uzay asansörünü yavaş yavaş gökyüzüne uzatacaktı. 1957 yılında Rus bilim insanı Yuri A rsutanov uzay asansörü nün dış uzaydan başlayarak tepeden aşağıya doğru inşa edilm e si şeklinde yeni bir çözüm önerdi. O nun hayalinde yerden 36.000 m il yüksekte yörüngeye yerleştirilm iş, durağan bir uydu ve bu uydudan aşağıya salınacak bir tel vardı. Telin ucu, daha
188
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
sonra toprağa sabitlenecekti. Ancak, bir uzay asansörü ipinin kabaca 60 - 100 giga paskal (gpa) gerilim e dayanacak güçte olm ası gerekecektir. Ç eliğin yaklaşık 2 gpa dolaylarında kopm a sı, bu fikri ulaşılm ası olanaksız hale getirmektedir. A rthur C. C larke'm 1979 tarihli rom anı The Fountains of Paradise (Cennetin Pınarları) ve Robert H einlein'ın 1982 tarihli rom anı Friday (Cuma) ile birlikte uzay asansörü fikri çok daha geniş bir kitleye ulaştı. Ancak bu fikir, başka bir ilerlem e kayde dilm ediği için zam anla canlılığını yitirdi. K im yacıların karbon nanotüpleri geliştirm esi sonucunda denklem önem li ölçüde değişti. Konuya duyulan ilgi, N ippon Electric'ten Sum io Iijim a'nın 1991 yılındaki çalışm asının ardın dan hızla canlandı (karbon nanotüplere ilişkin kanıtlar aslında 1950'lere kadar uzanm aktadır, fakat bu gerçek o zam anlar göz ardı edilm iştir). N anotüpler çelik tellerden çok daha sağlam dır, ayrıca çok daha hafiftir. A slına bakılacak olursa, bir uzay asan sörü yapm ak için gerekli olandan daha sağlam dır. Bilim insan ları bir karbon nanotüp fiberinin kopm a noktasının epeyce üze rinde olan 120 gpa basınca dayanabileceğini düşünm ektedir. Bu keşif, bir uzay asansörü yaratm a girişim lerini yeniden ateşlem iş-
tir. 1999 yılında bir N ASA araştırm ası, yaklaşık 1 metre genişli ğinde, 47.000 kilom etre uzunluğunda, D ünya çevresindeki bir yörüngeye takriben 15 ton yük taşıyabilecek kapasitede bir uzay asansörünü ciddi şekilde incelem işti. Böyle bir asansör, uzay yolculuğunun ekonom isini bir gecede değiştirebilirdi. M aliyet ler şaşırtıcı, devrim sel bir şekilde değiştirilebilir, on binde bir oranına düşürülebilirdi. H âlihazırda bir kilo m alzem eyi D ünya etrafında bir yörünge ye yerleştirm ek, 20.000 dolar veya daha fazla m asraf gerektir m ektedir (kabaca aynı ağırlıkta altınla aynı fiyat). Ö rneğin her bir Uzay M ekiği görevi 700 m ilyon dolara kadar uzanan bir m aliyet getirm ektedir. Bir uzay asansörü, m aliyeti her bir kilo için 2 dolar düzeyine düşürebilir. Uzay program ının m aliyetle rinde böyle radikal bir düşüş, uzayda yolculuğa bakış şeklim izi değiştirebilir. Bir asansörün tuşuna basit bir şekilde basm ak
YILDIZ GEMİLERİ
189
suretiyle, bir uçak biletinin ücreti kadar bir m aliyetle dış uzaya asansör yolculuğu yapılabilir. Ancak, göklere uzanan yolda yükselm em izi sağlayacak bir asansör inşa etm eden önce, aşılm ası zor engellerin çözüm lenm e si gerekm ektedir. G ünüm üzde laboratuvarda yaratılan saf kar bon nanotüp elyafının uzunluğu 15 m ilim etreden fazla değildir. Bir uzay asansörü yapabilm ek için binlerce kilom etre uzunlukta karbon nanotüp elyafı üretilm esi gerekm ektedir. Bu, bilim sel bir bakış açısından bakıldığında yalnızca teknik nitelikli bir sorun olarak görünse de, eğer bir uzay asansörü yaratacaksak m utlaka çözüm lenm esi gereken inatçı ve zor bir sorundur. Yine de bilim insanları, karbon nanotüplerden m eydana gelen uzun teller üretm e teknolojinde birkaç on yıl içerisinde ustalaşm am ız gerektiğini düşünm ektedir. ikinci olarak, karbon nanotüplerin içindeki m ikroskobik yabancı m addeler, uzun bir tel üretilm esinde sorunlara yol aça bilir. İtalya'da Turin Polytechnic'den N icola Pugno, bir karbon nanotüpte tek bir atom un bile yanlış yerleşm iş olm ası durum un da sağlam lığının yüzde 30 oranında azalacağını tahm in etm ek tedir. Genel olarak bakıldığında atom ölçeğindeki bozukluklar nanotüp telin sağlam lığını yüzde 70'e varan dolaylarda azaltabi lir, bir uzay asansörünü taşım ak için gereken asgari gigapaskal sağlam lığın altına inm esine yol açabilir. N ASA, özel sektörün uzay asansörüne ilgisini teşvik etm ek am acıyla iki ayrı ödüle kaynak ayırm ıştır. (Ödüller, uzayın hem en kenarına yolcu taşıyabilecek ticari roketler yaratm a konusunda girişim ci m ucitleri başarılı şekilde harekete geçiren 10 m ilyon dolarlık A nsari X-ödülüne benzer şekilde yapılandı rılm ıştır. X-ödülü, 2004 yılında Spaceship O ne tarafından kaza nılmıştı). N A SA 'nm koyduğu ödüller, Işın Gücü Yarışm ası ve H alat Yarışm ası adlarını taşım aktadır. Işın Gücü Yarışm asında takım lar en az 25 kilogram ağırlığında bir m ekanik cihazı bir ip (yüksek bir vinçten sallandırılm ış) üzerinde 50 metre boyunca saniyede 1 m etre hızla yukarı tırm andıracaklardır. İlk bakışta kolay görünse de, bu işin püf noktası cihazın yakıt, batarya veya bir elektrik kablosu taşım asına izin verilm iyor olmasıdır. Bunun
190
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yerine, robot cihazın kendisine gereken enerjiyi güneş pilleri, güneş yansıtıcıları, lazerler veya m ikrodalgalardan, yani dış uzayda kullanım açısından daha uygun enerji kaynaklarından alm ası zorunlu tutulm uştur. H alat yarışm asında takım ların, ağırlığı 2 gram dan fazla olm ayan ve bir önceki yılın en iyi sonucundan yüzde 50 fazla ağırlık taşıyabilen 2 metre uzunluğunda halatlar üretm esi gerek mektedir. Bu yarışm anın uzayda en az 100.000 kilom etre boyun ca uzanacak sağlam lığa sahip hafif m alzem eler konusundaki araştırm aları teşvik etm esi am açlanm aktadır. Ödüller 150.000, 40.000,10.000 dolar olarak belirlenm iştir. (Bu yarışm anın zorlu ğunu vurgulam ak için, ilk yıl olan 2005 yılında hiç kim senin ödül kazanam adığını belirtelim ). Başarılı bir uzay asansörü her ne kadar uzay program ında bir devrim yaratacak olsa da, böyle m akinelerin kendilerine özgü birtakım tehlikeleri bulunm aktadır. Ö rneğin D ünya'ya yakın uydular, Dünya çevresindeki yörüngelerinde dönerken sürekli olarak gezingelerini değiştirirler (çünkü altlarında Dünya dön m ektedir). Bunun anlam ı, bu uyduların eninde sonunda saatte 29.000 kilom etre hızla uzay asansörüne çarpacağıdır (halatı kopartm aya yeterli bir çarpm a). Böyle bir felaketi önlem ek üzere gelecekte ya uydular uzay asansörünün etrafından dolaşm aları na olanak sağlayacak küçük roketlere sahip olacaktır, ya da uzay asansörünün urganında geçen uydulardan kaçınm asını sağlaya cak küçük roketler bulunacaktır. Ayrıca, m ikro m eteorların çarpm ası da bir sorun olacaktır, çünkü uzay asansörü Dünya atm osferinin çok yukarılarında ola caktır ve atm osferim iz, genellikle bizi m eteorlardan korur. M ikro m eteor çarpm aları öngörülem ez olaylar olduğu için, uzay asansörünün ilave kalkanlarla ve hatta belki de arızalara karşı yedekli çoklu sistem lerle donatılm ası gerekecektir. D ünya üze rindeki kasırgalar, gelgit dalgaları ve fırtınalar gibi çalkantılı hava koşulları da sorunların ortaya çıkm asına yol açabilir.
YILDIZ GEMİLERİ
191
Sa p a n E t k î s İ Bir nesneyi ışık hızına yakın bir hıza ulaştırm anın değişik yolla rından birisi de, "sap an " etkisinden yararlanm aktır. N ASA, uzay m ekiklerini dış gezegenlere gönderirken bazen onları yakındaki bir gezegenin etrafından hızla döndürür, böylece hız larını arttırm ak için sapan etkisini kullanır. N ASA, bu sayede değerli roket yakıtından tasarruf eder. Voyager uzay aracı, G ü neş sistem inin kenarına çok yakm da bulunan N eptün'e bu saye de ulaşabilm iştir. P rinceton'dan fizikçi Freem an Dyson> uzak gelecekte birbiri etrafında dönen iki nötron yıldızı bulabileceğim izi öne sürm üş tür. Bu nötron yıldızlarının çok yakınından geçm ek suretiyle hızla etraflarından dönebilir ve ışık hızının üçte birine yakın bir hızla uzaya fırlatılabiliriz. A slında, bize ışık hızına yakın bir hız kazandıracak bir itiş sağlam ak üzere kütleçekim ini kullanm ış oluruz. Bu yöntem , kâğıt üzerinde hem en hem en işe yarayacak gibi görünm ektedir. Başkaları da ışık hızı yakınlarına kadar hızlanm ak için G ü neş'in etrafından dolanm am ızı önerm işlerdir. Aslına bakılacak olursa bu yöntem , m ürettebat bir K lingon gem isini kaçırıp ışık hızı duvarım aşm ak ve zam anda geriye gitm ek için G üneş'in yanından dolandığı Uzay Yolu IV: Eve Dönüş film inde kullanıl mıştır. When Worlds Collide - Kıyamet Kopunca film inde Dünya'nm bir asteroit çarpm ası tehdidi altm da olduğu anlaşılınca bilim insanları devasa bir "roller coaster" (hız treni) yaratarak dünyadan kaçarlar. Bir roket, hız treni raylarından aşağıya kaya rak büyük bir hıza ulaşır ve sonra rayların alt kısm ından döne rek uzaya fırlar. Aslm a bakılacak olursa, bu yöntem lerin ikisi de uzaya gitm e m izi sağlam ayacaktır. (Enerjinin sakinim i dolayısıyla hız treniy le aşağıya inip yukarı çıktığım ız zam an başladığımız hıza ulaşırız, yani hiçbir enerji kazanım ı m eydana gelm ez. Aynı şekilde, sabit duran güneşin etrafını dolandığım ız zam an hangi hızla işe baş lam ışsak o hıza geri döneriz). D yson'un ik i nötron yıldızı kullan m a yöntem inin işe yarayabilecek olm asının nedeni, nötron yıl-
192
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
dızlarım n çok büyük bir hızla dönm esidir. Sapan etkisini kulla nan bir uzay aracı, enerjisini bir gezegenin veya yıldızın hareke tinden alır. D yson'un önerisi bir işe yarasa dahi, günüm üzün D ünya'ya bağlı bilim insanlarına bir yararı olm ayacaktır, çünkü dönen nötron yıldızlarına gitm ek için de bir yıldız gem isine ihtiyacım ız bulunm aktadır.
R a y l i T o p îl e G ö k y ü z ü n e D o ğ r u N esneleri inanılm az hızlarla uzaya fırlatm ak için kullanılabile cek yaratıcı yöntem lerin bir başkası da, A rthur C. Clarke ve başka yazarlar tarafından bilim kurgu hikâyelerinde kullanılan ve ayrıca Y ıldız Savaşları füze kalkanının bir parçası olarak ciddi şekilde İncelenm ekte olan raylı toptur. Raylı top, bir cism i yüksek hızlara ulaştırm ak için roket yakı tı veya baruttan değil, elektrom anyetizm adan yararlanır. Bir raylı top, en basit şekliyle birbirine paralel olarak yerleş tirilm iş iki tel veya raydan ve iki telin üstüne bir U harfi oluştu racak şekilde bindirilm iş bir m erm iden m eydana gelir. M ichael Faraday dahi, bir m anyetik alan içerisine yerleştirilen bir elek trik akım ının bir kuvvetin etkisi altında kalacağını bilm ekteydi. (Aslında bu, bütün elektrik m otorlarının tem el ilkesidir). Bu iki tel ve m erm inin üzerinden m ilyonlarca am per göndererek ray ların etrafında m uazzam bir m anyetik alan yaratılır. Bu m anye tik alan da, m erm iyi rayların üzerinde m uazzam hızlarla hare ket ettirir. Raylı toplar, m etal nesneleri çok kısa m esafelerde çok yüksek hızlarla başarılı şekilde fırlatm ıştır. İşin dikkate değer yanı, kâğıt üzerinde basit bir raylı topun m etal bir m erm iyi saatte 29.000 kilom etre hızla fırlatabilm esi, yani bu m erm inin D ünya etrafın da yörüngeye girebilecek olm asıdır. İlke olarak N A SA 'nm roket filosunun tam am ı D ünya'dan yörüngeye yük fırlatacak raylı toplarla değiştirilebilir. Raylı top, kim yasal roketlere ve toplara kıyasla önem li bir avantaja sahiptir. Bir tüfekte genişleyen gazların bir m erm iyi ite
YILDIZ GEMİLERİ
193
bilecekleri azam i hız, şok dalgalarının hızıyla sınırlıdır. H er ne kadar Jules Verne klasik rom anı Ay'a Yolculuk’ta astronotları A y'a gönderm ek için barut kullanm ışsa da, barut kullanılarak elde edilebilecek azam i hızın A y'a birisini gönderm ek için gerekli olan hızla kıyaslanam ayacak kadar küçük olduğu kolay lıkla hesaplanabilir. Bununla beraber, raylı toplar için şok dalga sı sınırlam ası söz konusu değildir. Ancak, raylı topların da kendilerine göre sorunları bulun m aktadır. Raylı top, nesneleri öylesine çabuk hızlandırm aktadır ki, bunlar genellikle havaya çarptıkları zam an yam yassı olm ak tadırlar. Bir raylı topun nam lusundan fırlatılm a süreci sırasında yükler ciddi şekilde deform asyona uğram aktadır, çünkü m erm i havaya çarptığı zam an, duvara çarpm ış gibi bir etki ile karşılaş m aktadır. Ayrıca, ray boyunca yüke uygulanan m uazzam ivme, şekil bozukluğu m eydana getirm ek için yeterlidir. Üstelik, bir astronotun m aruz kalacağı g kuvvetleri, vücudundaki bütün kem ikleri kolaylıkla parçalayarak onu öldürm eye yetecek şid dette olacaktır. Ay üzerine bir raylı top kurulm ası önerilm iştir. D ünya'm n atm osferinin dışına yerleştirilm iş bir raylı topun m erm isi dış uzayın boşluğunda zahm etsizce hızlanabilir. Ancak, bu durum da dahi raylı topun ürettiği m uazzam ivm e, yükün zarar görm e sine yol açabilir. Raylı toplar, bir bakım a azam i hızına yavaş yavaş, uzun bir zam an içerisinde ulaşan lazer yelkenlerinin ter sidir. Raylı toplar, bu kadar küçük bir hacim içerisine bu kadar fazla enerji depoladıkları için sınırlı kalm aktadırlar. N esneleri yakınlardaki yıldızlara fırlatabilecek raylı toplar epeyce pahalı olacaktır. Ö nerilerden birinde raylı top dış uzay da inşa edilecek, D ünya ile Güneş arasındaki uzaklığın üçte ikisi kadar uzun olacaktı. G üneş'in enerjisini depolayacak ve sonra bu enerjiyi aniden raylı top üzerinden boşaltarak 10 ton ağırlık taki bir yükü ışık hızının üçte biri kadar bir hızla ve 5000 g değe rinde bir ivm e ile fırlatacaktı. H iç de şaşırtıcı olm ayan bir şekil de, yalm zca en dayanıklı robot yükleri böyle m uazzam ivm ele re dayanm ayı başarabilecekti.
194
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
U z a y Y o l c u l u ğ u n u n T e h l ik e l e r i Uzayda yolculuk yapm ak, elbette bir Pazar günü pikniğe git m ekten farklıdır. M ars'a veya ötesine giden insanlı uçuşları çok büyük tehlikeler beklem ektedir. Dünya üzerinde yaşam , m il yonlarca yıldır bir korum a altındadır. G ezegenin ozon tabakası, D ünya'yı m orötesi ışınlardan, m anyetik alanı Güneş parlam ala rından ve kozm ik ışınlardan, kaim atm osferi içeri girdiği zam an yanan m eteorlardan korur. Dünya üzerinde karşılaştığım ız ılım lı sıcaklıkları ve hava basınçlarını kanıksam ışızdır. Fakat uzayın derinliklerine gittiğim iz zam an evrenin çoğunun ölüm cül rad yasyon kuşakları ve ölüm cül m eteor sürüleriyle bir kargaşa içe risinde olduğu gerçeği ile yüzleşm ek zorunda kalırız. Uzun süreli uzay yolculuğunda çözüm lenm esi gereken ilk sorun, ağırlıksızlıktır. Ruslar tarafından yapılan uzun süreli ağırlıksızlık araştırm aları, uzayda vücudun değerli m ineralleri ve kim yasal m addeleri zannedilenden çok daha hızlı kaybettiği ni ortaya koym aktadır. Çok sıkı bir jim nastik program ı uygulan m asına karşın, uzay istasyonunda bir yıl kaldıktan sonra astro n otların k em ik leri ve k asları öylesine k örelm ekted ir ki, D ünya'ya ilk döndükleri zam an ancak bebekler gibi zar zor sürünerek hareket edebilm ektedirler. Kas zayıflam ası, iskelet sistem inin kötüleşm esi, alyuvar üretim inin azalm ası, düşük bağışıklık tepkisi ve k a lp /d a m a r sistem inin işlevselliğinin azal ması, uzayda uzun süreli ağırlıksızlığın kaçınılm az sonuçları olarak görünm ektedir. Birkaç ay ila bir yıl arasında sürecek olan M ars görevleri, astronotlarım ızın dayanm a güçlerini son sınırına kadar deneye cektir. Yakınlardaki yıldızlara düzenlenecek uzun vadeli görev lerde bu sorun, ölüm cül sonuçlara yol açabilir. G eleceğin yıldız gem ileri kendi etraflarında bir dönm e hareketine sahip olabilir ve bu sayede insan yaşam ının devam etm esini sağlam ak am a cıyla m erkezkaç kuvvetleri vasıtasıyla yapay bir yerçekim i yara tabilir. Bu düzenlem e, gelecekteki uzay gem ilerinin m aliyetini ve karm aşıklığını büyük ölçüde arttırabilir. İkinci olarak, saatte on binlerce kilom etre hızla gerçekleştiri len uzay yolculukları sırasında m ikro m eteorların varlığı, uzay
YILDIZ GEMİLERİ
195
gem ilerinin ilave kalkanlarla donatılm asını zorunlu hale getire bilir. Uzay M ekiğinin gövdesinde yapılan ayrıntılı incelem eler, m inik m eteorlardan kaynaklanan ve m inik olm akla beraber öldürücü olm a potansiyeline sahip birkaç çarpm a olayına dair kanıtlar elde edilm esine yol açmıştır. G elecekte uzay gem ilerin de m ürettebat için iki kat güçlendirilm iş özel bir bölüm bulun m ası zorunlu olabilir. D erin uzaydaki radyasyon düzeyleri, daha önce tahm in edi lenlerin çok üzerindedir. Ö rneğin on bir yıllık Güneş lekesi dön güsü içerisinde G üneş parlam aları, D ü n ya'ya hızla ulaşan m uazzam m iktarlarda ölüm cül plazma- gönderebilir. Geçm işte bu olay, uzay istasyonundaki astronotları ölüm cül olm a potan siyeli taşıyan bu atom altı parçacıklara karşı özel korunm a önlem leri alm aya zorlam ıştı. Böyle G üneş patlam aları sırasında yapılacak uzay yürüyüşleri, ölüm e sebebiyet verebilirdi. (Örne ğin L.A .'d en N ew Y ork 'a yapılacak basit bir hava yolculuğunda dahi uçuş saati başına bir m ilirem radyasyona m aruz kalırız. Yolculuğum uzun tam am ı boyunca neredeyse bir diş röntgeni çekim inde aldığım ız kadar X ışını radyasyonu alırız). D ünya'nm atm osferinin ve m anyetik alam nm bizi korum adığı derin uzay da radyasyona m aruz kalm ak ise, ciddi bir sorun oluşturabilir.
A s k iy a A l i n m i ş Y a ş a m Şim diye kadar ele aldığım roket tasarım larına yapılan değişm ez eleştirilerden biri, eğer böyle yıldız gem ileri yapacak olursak yakındaki yıldızlara ulaşm anın onlarca, yüzlerce yıl süreceğiy di. Böyle bir görevin çok nesilli bir m ürettebatı kapsam ası ve nihai hedefe onların çocuklarının ulaşm ası gerekecekti. Yaratık ve Maymunlar Gezegeni gibi film lerde uzay yolcuları için önerilen bir çözüm , yaşam larını askıya alm aktır; yani vücut sıcaklıkları dikkatle düşürülerek vücut işlevleri neredeyse dura cak kadar yavaşlatılacaktır. Kış uykusuna yatan hayvanlar, bunu her yıl kış boyunca yapm aktadır. Bazı balıklar ve kurbağa lar, bir buz kalıbı içerisinde donabilir, ancak sıcaklıklar yüksel diği zam an eriyebilir.
196
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bu ilginç olayı araştıran biyologlar, bu hayvanların suyun donm a noktasını düşüren doğal bir "an tifriz" yaratm a yeteneği ne sahip olduğunu düşünm ektedirler. Bu doğal antifriz, balık larda belirli bazı proteinlerden, kurbağalarda ise glikozdan m eydana gelm ektedir. Balıklar, kanlarını bu proteinlerle doldur m ak suretiyle kutup bölgesinde -2°C dolaylarında hayatta kala bilm ektedir. K urbağalar ise yüksek glikoz düzeyleri sağlam a yeteneği geliştirm işler, böylece buz kristallerinin oluşm asına engel olm uşlardır. V ücutları dışarıdan donup sertleşse de, içleri donm uş değildir, iç organları düşük hızla da olsa çalışm aya devam etm ektedir. Ancak, bu yeteneğin m em elilere uyarlanm ası kolay değildir. İnsan dokusu donduğu zam an, buz kristalleri hücrenin içinde oluşm aya başlar. Bu buz kristalleri büyüdükçe hücre duvarları nı delerek hasara yol açabilir. (Öldükten sonra kafalarının ve vücutlarının dondurulm asını isteyen ünlüler iki kere düşünm ek isteyebilirler). Ne olursa olsun, norm al koşullarda kış uykusuna yatm ayan fareler ve köpekler gibi m em elilerde sınırlı biçim de askıya alın mış yaşam konusunda son zam anlarda ilerlem eler kaydedilm iş tir. 2005 yılında Pittsburgh Ü niversitesi'nden bilim insanları, köpeklerin kanını tam am en boşaltarak onun yerine buz gibi özel bir sıvı doldurduktan sonra tekrar yaşam a döndürm eyi başar mıştır. Klinik açıdan üç saat boyunca ölü kalan köpekler, kalple ri tekrar çalışm aya başlatıldıkları zam an yaşam a dönm üştür. (Bu işlem in ardından köpeklerin çoğu sağlıklı olm asm a karşm, birkaç tanesinde bir m iktar beyin hasarı m eydana gelm iştir). Aynı yıl bilim insanları fareleri içinde hidrojen sülfit bulunan bir odaya koym uş ve vücut sıcaklıklarını 6 saat süreyle 13°C düzeyine başarıyla düşürm üşlerdir. Farelerin m etabolizm a hızı, onda bir oranına inm iştir. 2006 yılında Boston G eneral H ospital hekim leri, hidrojen sülfit kullanarak dom uzları ve fareleri askı ya alınmış yaşam durum una sokm uştur. G elecekte böyle işlem ler, ciddi kazalara karışm ış veya kalp krizi geçiren ve her saniyenin büyük önem taşıdığı kişiler için yaşam kurtarıcı niteliğe sahip olabilir. A skıya alınm ış yaşam ,
YILDIZ GEMİLERİ
1 97
hastalar tedavi edilebilecek durum a gelinceye kadar doktorlara "zam an ı dond urm a" olanağı sağlayabilir. A ncak, yüzyıllar boyunca askıya alınm ış yaşam durum unda kalm ası gerekebile cek insan astronotlara böyle yöntem lerin uygulanabilm esi için onlarca yıl veya daha fazlası geçm esi gerekebilir.
N a n o g e m îl e r Yıldızlara daha gelişm iş, henüz kanıtlanm am ış, bilim kurgunun sınırlarında dolaşan teknolojiler vasıtasıyla ulaşm am ızı sağlaya bilecek diğer birkaç yol daha bulunm aktadır. Üm it vaat eden önerilerden biri, nanoteknoloji tabanlı insansız sondalar kullan maktır. Şim diye kadar hep yıldız gem ilerinin m uazzam m iktar larda enerji tüketen, insanlardan oluşan büyük çapta m üretteba tı yıldızlara taşım a kapasitesine sahip, Uzay Yolu'ndaki Atılgan’a benzeyen devasa araçlar olm ası gerektiği varsayım ını benim se miştim. Ancak, başlangıçta uzak yıldızlara ışık hızına yakın hızlarda gidecek insansız m inyatür sondalar gönderm ek daha olası bir yöntem olabilir. Daha önce bahsettiğim iz gibi, gelecekte nano teknoloji sayesinde atom ve m olekül boyutlu m akinelerin gücü nü kullanan m inik uzay araçları yapm ak m üm kün olabilm elidir. Ö rneğin iyonlar, böylesine hafif oldukları için laboratuvarda bulunm ası norm al olan voltajlar kullanılarak kolaylıkla ışık hızı dolaylarına kadar hızlandırılabilir. D evasa itici roketler yerine, bunların güçlü elektrom anyetik alanlar kullanm ak suretiyle ışık hızına yakın hızlarda uzaya gönderilm esi m üm kün olabilir. Yani bir nanobot iyonize edilerek bir elektrik alanının içine yer leştirilecek olursa, fazla çaba harcam adan ışık hızı dolaylarına kadar hızlandırılabilir. Daha sonra bu nanobot, uzayda hiç sür tünm e bulunm adığı için yıldızlara ulaşıncaya kadar yoluna devam edebilir. Bu şekilde büyük yıldız gem ilerinin başına bela olan sorunların çoğu derhal çözüm lenm iş olacaktır. İnsansız zeki nanobot uzay gem ileri, yakm daki yıldız sistem lerine insan taşıyan devasa yıldız gem ilerini inşa edip fırlatm ak için harcana cak m aliyetin küçük bir kısm ı ile gönderilebilecektir.
198
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Böyle nanogem iler yakın yıldızlara ulaşm ak veya H ava K u v v etlerind en em ekli bir u zay m üh en d isi olan G erald N ordley'in önerdiği gibi, bir güneş yelkenini uzayda hareket ettirm ek için itici olarak kullanılabilir. N ordley, "F ilo halinde uçan ve birbirleriyle iletişim içinde olan bir toplu iğne başı büyüklüğünde uzay gem isi topluluğu ile onları neredeyse bir el feneri kullanarak itebilirsiniz" dem ektedir. Ancak, nanogem ilerin de kendilerine özgü sorunları bulun m aktadır. Dış uzayda yanlarından geçen elektriksel ve m anyetik alanlar tarafından yollarından saptırılabilirler. Bu kuvvetlere karşı çıkabilm ek için nanogem ilerin D ünya üzerindeyken çok yüksek voltajlara hızlandırılm ası gerekecektir, öyle ki yolların dan kolay kolay sapm asınlar. İkincisi, en azından bir avuç kada rının hedefe ulaşacağını garanti altına alm ak için bu nanobot yıl dız gem ilerinden m ilyonlarcasını gönderm ek zorunda kalabili riz. En yakın yıldızları keşfetm ek üzere bir yıldız gem isi sürüsü gönderm ek savurganlık gibi görünebilir, fakat böyle yıldız gem ileri ucuz olacak ve seri olarak m ilyarlarcası üretilebilecek tir, böylece çok küçük bir bölüm lerinin hedefe ulaşm ası zorunlu , olacaktır. Bu nanogem iler neye benzeyebilir? N A SA 'm n eski başkanı Dan G oldin'in gözünde "K o la kutusu büyüklüğünde" uzay araçlarından m eydana gelen bir filo canlanm aktadır. İğne büyüklüğünde yıldız gem ilerinden bahsedenler de olmuştur. Pentagon, savaş alanına püskürtülerek kom utanlara gerçek zam anlı bilgiler aktaracak, içinde m inik algılayıcılar bulunan toz büyüklüğündeki parçacıkların, "a k ıllı to z"u n geliştirilm esi ola sılığını incelem ektedir. Gelecekte "ak ıllı to z"u n yakın yıldızlara gönderileceği düşünülebilir. Toz büyüklüğündeki nanobotlarm içindeki devrelerin yarı iletken sanayiinde kullanılm akta olan ve 30 nm veya kabaca 150 atom büyüklüğünde bileşenler yaratabilen oym a teknikleri ku l lanılarak hazırlanm ası gerekecektir. Bu nanobotlar aydan raylı toplar ve hatta atom altı parçacıkları ışık hızı yakınlarına gönder m ek için kullanılm akta olan parçacık hızlandırıcılar vasıtasıyla fırlatılabilir. Bu cihazların üretilm esi öylesine ucuz olacaktır ki, bir anda m ilyonlarcası uzaya frrlatılabilecektir.
YILDIZ GEMİLERİ
199
N anobotlar, yakındaki bir yıldız sistem ine ulaştıkları zam an boş bir ay üzerine iniş yapabilirler. A y'ın düşük çekim kuvveti sayesinde nanobot kolaylıkla iniş ve kalkış yapm a olanağı bula caktır. Ve bir ay tarafından sağlanabilecek dengeli bir ortam, ideal bir çalışm a üssü için gereken koşulları sağlayacaktır. N anobot, D ünya'ya bilgi gönderm eyi sağlayacak güçlü bir radyo istasyonu kurm ak am acıyla ay üzerinde bulunan m ineral leri kullanarak bir nanofabrika inşa edebilir. Veya nanofabrika, Güneş sistem ini keşfetm ek ve diğer yakın yıldızlara giderek aynı süreci tekrarlam ak için kendisinin m ilyonlarca kopyasını üretecek şekilde tasarlanabilir. Bu gem iler robot gem i olacağı için, bilgileri geriye gönderdikten sonra bir eve dönüş yolculu ğuna gerek olm ayacaktır. Şim di tarif ettiğim nanobot, kendi kendini çoğaltan Turing m akinelerinin m atem atiğini hazırlayan ünlü m atem atikçi John von N eum ann'm anısına, bazen bir von N eum ann sondası ola rak adlandırılır. İlke olarak, kendi kendini kopyalayan böyle nanobot uzay gem ileri yalnızca yakın yıldızları değil, bütün galaksiyi keşfetm e olanağı bulabilecektir. Eninde sonunda bu robotların trilyonlarcasm dan m eydana gelen, boyutları büyü dükçe üstel olarak çoğalan, neredeyse ışık hızında genişleyen bir küre oluşabilir. G enişleyen bu kürenin içindeki nanobotlar bir kaç yüz bin yıl içerisinde galaksinin tam am m ı kolonileştirebilir. N anogem i fikrini çok ciddiye alan elektrik m ühendislerinden biri de M ichigan Ü niversitesi'nden Brian G ilchrist idi. Kısa bir süre önce, m otoru bir bakteriden daha büyük olm ayan nanoge m iler inşa etm e fikri üzerine araştırm a yapm ak için N A SA 'nın Gelişm iş K avram lar Enstitüsü'nden 500.000 dolarlık bir fon aldı. Gilchrist, yarı iletken sanayiinde kullanılan oym a teknolojisini birkaç nanom etre büyüklükte m inik nano parçacıklar püskürte rek kendilerini hareket ettirecek birkaç m ilyon nanogem iden oluşan bir filo kurm ak için kullanm ayı düşünm ektedir. Bu nano parçacıklara, tıpkı bir iyon m otorunda olduğu gibi bir elektrik alanının içinden geçirilerek enerji verilecektir. H er nano parça cık bir iyondan binlerce kere ağır olduğu için m otorlar tipik bir iyon m otoruna kıyasla çok daha fazla itici güce sahip olacaktır.
200
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Dolayısıyla, nanogem i m otorları iyon m otorları ile aynı avantaj ları taşıyacak, fakat itici güçleri çok daha fazla olacaktır. Gilchrist, bu nanogem ilerin bazı parçalarını oym aya şim diden başlam ıştır. Şim diye kadar 1 santim etre büyüklüğünde bir sili kon yonga ü zerin e 10.000 iticiy i sığd ırm ayı başarm ıştır. Başlangıç olarak nanogem i filosunu verim lilikleri açısından test etm ek am acıyla G üneş sistem ine gönderm eyi planlam aktadır. Fakat zam an içinde bu nanogem iler, yıldızlara ulaşacak ilk filo nun bir parçası olabilirler. G ilchrist'in önerisi, N A SA tarafından değerlendirilm ekte olan geleceğe yönelik birkaç öneriden biridir. O n yıllardır devam eden hareketsizliğin ardından N ASA, inandırıcı ile hayalperest arasında değişen çeşitli yıldızlar arası yolculuk öne rilerini son zam anlarda ciddi şekilde incelem eye başlam ıştır. NASA, 1990'larm başlarından bu yana her yıl yapılan Gelişm iş Uzay İtiş Gücü Araştırm a A tölyesi'ne ev sahipliği yapm ış, bu atölyede ciddi m ühendis ve fizikçilerden oluşan ekipler bu tek nolojileri sıkı sıkıya incelem işlerdir. Bundan daha hırslı görünen bir program ise, kuantum fiziğinin esrarlı dünyasını yıldızlar arası yolculuk ile ilgisi açısından keşfeden Çığır A çan İtm e Gücü Fiziği Program ı'dır. H er ne kadar bir oy birliği m evcut değilse de, düzenlenen etkinlikler hep önde gidenlere odaklanm aktadır: Lazer yelkeni ve çeşitli tipte füzyon roketleri. Uzay gem isi tasarım ında sağlanan yavaş fakat sürekli ilerle m eler dikkate alındığı zam an, herhangi bir türde ilk insansız sonda, bu yüzyılın sonlarında veya gelecek yüzyılın başlarında yakın yıldızlara gönderilecektir, dolayısıyla I. sınıf bir olanaksız lıktır. Fakat belki de bir yıldız gem isi için en güçlü tasarım , antimadde kullanım ını kapsayacaktır. H er ne kadar bilim kurgu gibi görünse de, antim adde D ünya üzerinde yaratılm ıştır ve günün birinde işe yarayacak insanlı bir uzay gem isi için en çok ümit vaat eden tasarım olabilir.
10 Antimadde ve Anti Evrenler
Bilim de en heyecan verici, yeni keşifleri haber veren ifade, “ Evreka” (Buldum ) değil, “ Ne kadar g a rip ...’’ İfadesidir. - ISAAC A SIM O V
Eğer karşım ızdaki insan bizim inandıklarım ıza inanm ıyorsa onun b ir çatlak olduğunu söyleriz, İş bite r. Yani günüm üzde öyle o lu r demek istiyo ru m , çünkü a rtık onu (O rta Çağ’da olduğu gibi) yakamayız. - M A R K TVVAIN
B ir öncüyü, arkasındaki oklara bakarak tan ıyab ilirsin iz. - BEVERLY RUBIK
D
AN BRO W N 'un satış rekorları kıran kitabı Da Vinci Şifresz'nden önce yazdığı Melekler ve Şeytanlar adlı kitabında küçük bir radikal çete olan Illum inati, C enevre'nin dışındaki CERN nükleer laboratuvarından çalınm ış bir antim adde bom ba sı ile V atikan'ı bom balam ak üzere plan yapm ıştır. Suikastçılar m adde ile antim addenin birbirine değm esi durum unda sonu cun bir hidrojen bom basından kat kat güçlü, heybetli bir patla m a olacağını bilm ektedirler. Bir antim adde bom bası tüm üyle kurgu olsa da, antim adde son derece gerçektir.
202
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bir atom bom bası, dehşet verici gücüne karşın yalnızca yüzde 1 oranında etkilidir. U ranyum un yalnızca m inik bir kısmı enerjiye dönüşür. Fakat eğer bir antim adde bom bası yapılacak olsaydı, kütlesini yüzde 100 oranında enerjiye dönüştürecek, bir nükleer bom badan çok daha fazla etkili olacaktı. (Daha doğrusu, bir antim adde bom basındaki m addenin yüzde 50'si kullanılabi lir patlam a enerjisine dönüşürdü; Geriye kalan kısım, nötrino adı verilen ve saptanm ası m üm kün olm ayan parçacıklar halinde etrafa dağılırdı). Antim adde, uzun zam andan bu yana yoğun yorum lara konu olm uştur. A ntim adde bom bası her ne kadar m evcut değilse de, fizikçiler güçlü atom parçalayıcılarını kullanm ak suretiyle ince leme am açlı çok küçük m iktarda antim adde yaratm ayı başar mışlardır.
ANTİ ATOMLARIN ÜRETİMİ VE ANTİ KİMYA Yirm inci yüzyılın başlarında fizikçiler atom un yüklü atom altı parçacıklardan m eydana geldiğini ve elektronların (negatif yük ile yüklenm işlerdir) m inik bir çekirdek (pozitif yük ile yüklen m işlerdir) etrafında döndüğünü anlam ışlardı. Çekirdeğe gelin ce, o da protonlardan (pozitif yükü onlar taşıyordu) ve nötron lardan (elektriksel açıdan yüksüzdüler) m eydana gelmekteydi. Dolayısıyla, 1930'lu yıllarda fizikçilerin her parçacığın bir iki zinin, bir anti parçacığın var olduğunu, fakat zıt yönde yüklen m iş olduğunu anlayınca, bu bir şok etkisi yaratm ıştı. K eşfedilen ilk anti parçacık, pozitif yük ile yüklenm iş olan anti elektrondu (pozitron adı verilm işti). Pozitron her açıdan elektrona benzer, yalnızca zıt yük taşır. İlk olarak, bir sis odasında çekilen kozm ik ışın fotoğraflarında keşfedilm işti. (Pozitron izleri, bir sis odasın da çok kolay görülebilir. Güçlü bir m anyetik alan içine alındık ları zam an sıradan elektronlara göre ters yöne saparlar. A slında ben böyle antim adde izlerini lisedeyken fotoğraflam ıştım ). 1955 yılında Berkeley'deki C alifornia Ü niversitesi'nin parça cık hızlandırıcısı, Bevatron, ilk anti protonu üretti. Beklendiği
ANTİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
203
gibi protonun aynısıydı, yalnızca negatif bir yük taşım aktaydı. Bu, ilke olarak anti atom ların (pozitronlarm anti protonlar etra fında döndüğü) yaratılabileceği anlam ına gelm ektedir. Aslına bakılacak olursa anti elem entler, anti kim ya, anti insanlar, anti Dünyalar ve hatta anti evrenler, kuram sal olarak m üm kündür. H alihazırda C ERN 'deki ve Chicago dışındaki Eerm ilab'daki dev parçacık hızlandırıcılar, küçük m iktarlarda anti hidrojen yapm ayı başarm ıştır. (Bu, parçacık hızlandırıcılar kullanarak bir hedefe yüksek enerjili proton ışını gönderm ek suretiyle bir atom altı m oloz sağanağı yaratarak yapılm aktadır. Güçlü m ıkna tıslar anti protonları ayıklar ve hızlarını çok küçük değerlere düşürerek sonra da sodyum -22'den doğal olarak yayılan anti elektronlarla karşı karşıya getirir. A nti elektronlar anti protonla rın çevresinde yörüngeye girdiği zam an anti hidrojeni m eydana getirirler, çünkü hidrojen bir proton ve bir elektrondan m eyda na gelmektedir. Saf bir vakum ortam ında bu anti atom lar sonsu za kadar yaşayabilir. A ncak yabancı m addeler ve duvara çarp m alar nedeniyle bu anti atom lar eninde sonunda sıradan atom larla çarpışır ve ortam a enerji bırakarak yok olurlar. CERN, 1995 yılında dokuz anti hidrojen atom u yarattığını duyurduğu zam an, tarih yazm ıştı. A rad an çok geçm eden Ferm ilab, yüz tane anti hidrojen atom u üreterek aynı şeyi yaptı. İlke olarak bakıldığı zam an, sersem letici düzeydeki m aliyetler haricinde bizi daha yüksek anti elem entler yapm aktan alıkoyan hiçbir şey yoktur. Birkaç gram anti atom yapm ak dahi, herhan gi bir ülkeyi iflasa götürür. Şu anda yıllık antim adde üretim i, bir gram ın m ilyarda biri ile on m ilyarda biri arasındadır. Üretim , 2020 yılm a kadar artabilir. A ntim addenin ekonom isi çok kötü dür. 2004 yılında bir gram ın birkaç trilyonda biri kadar antim ad de üretm ek, C ER N 'e 20 m ilyon dolara m al olm uştur. Bu hızla tek bir gram antim adde üretim i 100 katrilyon dolara m al olurdu ve antim adde fabrikasının 100 m ilyar yıl aralıksız çalışm ası gerekirdi! Bu durum , antim addeyi dünyanın en değerli varlığı haline getirm ektedir. C ERN 'den yapılan bir açıklam ada "E ğ er CERN 'de şim diye kadar yaptığım ız antim addenin tam am ım bir araya toplayacak
204
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ve m adde ile karıştırıp yok edebilecek olsaydık," denm ektedir, "tek bir elektrik am pulünü birkaç dakika yakm aya yetecek ener ji elde ederdik." A ntim adde üzerinde çalışm ak olağanüstü sorunlar çıkar m aktadır, çünkü m adde ile antim adde arasındaki herhangi bir tem as, patlam a ile sonuçlanacaktır. A ntim addeyi sıradan bir kap içine koym ak, intihar etm ek dem ektir. A ntim adde kabın kenar larına çarptığı zam an, patlayacaktır. Dolayısıyla, insan böylesine dengesiz olan antim adde ile nasıl çalışabilir? Olası yollardan biri, önce antim addeyi iyonize ederek bir iyon gazı oluşturm ak, sonra da onu bir "m anyetik şişe" içerisine güvenle hapsetm ek olabilir. M anyetik alan, antim addenin oda duvarlarına temas etm esine engel olacaktır. Bir antim adde m otoru inşa etm ek için tepkim e odasına sürekli bir antim adde akışının sağlanm ası gerekecek, bu anti madde orada sıradan m adde ile dikkatli bir şekilde birleştirile rek kimyasal roketlerdeki patlam aya benzer bir şekilde kontrol lü bir patlam a yaratılacaktır. Bu patlam a sırasında ortaya çıkan iyonlar, antim adde roketinin bir ucundan dışarı püskürecek, itm e gücü sağlayacaktır. A ntim adde m otorunun m addeyi ener jiye dönüştürm edeki verim liliği nedeniyle bu, geleceğin yıldız gemileri için en fazla üm it vaat eden m otor tasarım larından biri dir. Uzay Yolu dizisinde Atılgan'm. enerji kaynağı, antim addedir; m otorları, enerjilerini m adde ile antim addenin kontrollü şekilde çarpışm asından elde etm ektedir.
B îr A n t im a d d e R o k e t i A ntim ad d e rok etin in önde gelen taraftarların d an biri, Pennsylvania Eyalet Ü niversitesi'nden fizikçi Gerald Sm ith'tir. Smith, kısa vadede 4 m iligram pozitronun bir antim adde roketi ni yalnızca birkaç hafta içinde M ars'a götürm ek için yeterli ola cağını düşünm ektedir. O nun belirttiğine göre, antim adde içeri sindeki enerji, norm al roket yakıtındaki enerjiden bir m ilyar kat fazladır.
A N TİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
205
Bu yakıtı yaratırken atılm ası gereken ilk adım, bir parçacık hızlandırıcısı vasıtasıyla anti proton ışınları hazırlam ak ve sonra da bunları Sm ith tarafın d an inşa ed ilm ek te bu lu n an bir "P enning tuzağı" içerisinde depolam aktır. Yapım ı tam am landı ğı zam an Penning tuzağı 100 kg ağırlıkta olacaktır (çoğu sıvı nit rojen ve sıvı helyum ) ve bir m anyetik alan içerisinde yaklaşık bir trilyon anti proton depolayacaktır. (Çok düşük sıcaklıklarda anti protonların dalga boyu kap duvarlarının içindeki atom ların dalga boyundan birkaç kat uzundur, bu yüzden anti protonlar genellikle kendilerini yok etm eden duvarlardan yansıyacaklar dır). Smith, Penning tuzağının anti protonları yaklaşık beş gün saklayabileceğini ifade etm ektedir (sıradan atom larla karışıp hepsi yok oluncaya kadar). Sm ith'in Penning tuzağının bir gra m ın m ilyarda biri kadar anti proton saklayacak kapasitede olm ası gerekm ektedir. O nun hedefi, bir m ikrogram anti proton saklayabilen bir Penning tuzağı yaratm aktır. Antim adde her ne kadar dünya üzerindeki en değerli varlık olsa da, m aliyeti her yıl dram atik şekilde düşm ektedir (bir gramı günüm üzün fiyatlarıyla 62,5 trilyon dolara m al olmaktadır). Chicago dışındaki Ferm ilab'da inşa edilm ekte olan yeni bir par çacık enjektörü, 1,5 nanogram olan yıllık antim adde üretim ini on kat arttırarak 15 nanogram a çıkartacaktır, böylece fiyatların daha da düşm esi gerekir. Bununla beraber, N A SA 'dan H arold Gerrish, gelecekteki iyileştirm eler sayesinde m aliyetin gerçekçi bir şekilde m ikrogram başına 5.000 dolar civarına düşeceğine inanm aktad ır. Los A lam os, N ew M ex ico 'd ak i Synergistic Technologies'ten Dr. Steven H owe, "H edefim iz antim addeyi bilim kurgunun sıra dışı dünyasından çıkartıp ulaşım ve tıp uygulam alarının ticari olarak işletilebilir dünyasına taşım aktır" demektedir. A nti proton üretebilecek parçacık hızlandırıcıları şim diye kadar bu amaç için özel olarak tasarlanm am ışlardı, bu yüzden oldukça verim siz çalışm aktaydılar. Bu tür parçacık hızlandırıcı lar antim adde fabrikaları olarak değil, öncelikle araştırma araç ları olarak tasarlanm ıştır. Sm ith'in m aliyeti azaltm ak için bol m iktarda anti proton üretm ek üzere özel olarak tasarlanm ış yeni
206
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
bir parçacık hızlandırıcı inşa etm e hayali taşım asının nedeni budur. Sm ith, teknik iyileştirm eler ve seri üretim sayesinde anti madde fiyatları daha da azaltılabildiği takdirde gezegenler arası ve hatta belki de yıldızlar arası yolculuk için antim adde roketle rinin tem el araç haline geleceği bir zam anın hayalini kurm akta dır. Bununla beraber, o zam an gelinceye kadar antim adde roket leri çizim m asalarında beklem eye devam edecektir.
D o ğ a l O la r a k O lu şa n A n t im a d d e A ntim addenin D ünya üzerinde yaratılm ası bu kadar zor ise, dış uzayda antim addeyi kolaylıkla bulm ak m üm kün olabilir mi? N e yazık ki evrende sürdürülen antim adde arayışları pek fazla sonuç verm em iştir, bu da fizikçilerin şaşkınlığına yol açm akta dır. Evrenim izin ağırlıklı olarak antim addeden değil de m adde den m eydana gelm iş olm asını açıklam ak zordur. İnsan evrenin başlangıcında m adde ve antim addenin sim etrik şekilde yaratıla cağını, eşit m iktarlarda var olacağm ı kabul edebilir. Dolayısıyla, antim addenin yokluğu, şaşırtıcıdır. Akla en yatkın ilk açıklam a, 1950'li yıllarda Sovyetler Birliği için ilk hidrojen bom basını tasarlayan kişi olan A ndrei Sakharov tarafından önerilm iştir. Sakharov'm ortaya attığı kuram a göre evrenin başlangıcında, Büyük Patlam a'daki m adde ve antim ad de m iktarları arasında küçük bir asim etri bulunm aktaydı. Bu m inik sim etri bozukluğuna "C P ihlali" adı verilir. Bu olay, şu anda çok yoğ u n araştırm aların m erkezin d e otu rm aktadır. Aslına bakılırsa Sakharov'un kuram ına göre günüm üzde evren de bulunan bütün atom lar, m adde ile antim adde arasında m ey dana gelen m ükem m ele yakın bir "birbirin i yok etm e" olayın dan geriye kalan atom lardı; Büyük Patlam a, bu ikisi arasında kozm ik bir iptal işlem i yapm ıştı. Geriye kalan az m iktarda m adde, günüm üzün görülebilir evrenini m eydana getiren bir kalıntı yaratm ıştır. Vücutlarım ızdaki bütün atom lar, m adde ile antim adde arasındaki bu m uazzam çarpışm anın kalıntılarıdır.
ANTİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
207
Bu kuram , az m iktarlarda antim addenin doğal olarak var olabileceği olasılığını açıkta bırakm aktadır. Eğer bu böyleyse, o kaynağın bulunm ası antim adde m otorlarında kullanm ak üzere antim adde üretm enin m aliyetlerini ciddi ölçüde azaltacaktır. İlke olarak, doğal şekilde ortaya çıkan antim adde kaynaklarının bulunm asının kolay olm ası gerekir. Bir elektron ve bir anti elek tron karşılaştıkları zam an, 1,02 m ilyon veya daha fazla elektron volt enerjiye sahip gam a ışınlarına dönüşerek yok olurlar. Dolayısıyla, evreni bu enerji düzeyinde gam a ışınları açısından taram akla, doğal olarak ortaya çıkan antim addenin "p arm ak izi n in " bulunm ası m üm kündür. Aslına bakılacak olursa, N orthw estern Ü niversitesi'nden Dr. W illiam Purcell tarafından Sam anyolu galaksisinde, galaksi m erkezinden çok uzak olm ayan yerlerde antim adde "çeşm eleri" bulunm uştur. Görünüşe göre, sıradan hidrojen gazı ile çarpıştık ça 1,02 m ilyon elektron voltluk bu ayırt edici gama ışınım ını yaratan bir antim adde akıntısı bulunm aktadır. Eğer bu antim ad de bulutu doğal olarak var ise, o zam an evrende Büyük Patlam a sırasında ortadan kalkm am ış olan başka antim adde ceplerinin de var olm ası olasılığı mevcuttur. Doğal şekilde var olan antim addeyi daha sistem atik bir şekilde aram ak üzere 2006 yılında PA M ELA uydusu yörüngeye oturtulm uştur. Bu uydu, antim adde ceplerini aram ak için Rusya, İtalya, A lm anya ve İsveç arasında yapılan bir ortak çalış madır. A ntim adde aram ak için daha önce gerçekleştirilen görev ler yüksek irtifa balonları ve U zay M ekiği kullanılarak yapılm ış tır, dolayısıyla en fazla 1 hafta süreyle veri toplanm ıştır. Buna karşın PA M ELA , en az üç yıl boyunca yörüngede kalacaktır. Rom a Ü niversitesi'nden ekip üyesi Piergiorgio Picozza, "Şim d i ye kadar inşa edilm iş en iyi algılayıcıdır ve uzun bir süre kulla nacağız" diye açıklam aktadır. PAM ELA, süpernovalar gibi sıradan kaynaklardan gelen kozm ik ışınları algılayacak şekilde tasarlandığı gibi, tüm üyle antim addeden yapılm ış yıldızlar gibi alışılm am ış kaynaklardan gelenleri de algılayacaktır. PA M ELA , özellikle anti yıldızların iç kısım larında üretilebilecek olan anti-helyum 'un im zasını araya-
208
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
çaktır. G ünüm üzde fizikçilerin çoğunluğunun Sakharov gibi Büyük Patlam a'nm m adde ile antim adde arasında neredeyse m ükem m el bir yok etm e işlem i yapm ış olduğuna inanm alarına karşın, PA M ELA başka bir varsayım a, antim adde evreninin bütün bölgelerinin yok etm e işlem i sırasında yok olm adığı ve dolayısıyla günüm üzde anti yıldızlar şeklinde var olduğu varsa yımına dayanm aktadır. Eğer antim adde derin uzayda küçük m iktarlarda var ise, bir yıldız gem isine itici güç sağlam ak üzere bu antim addenin bir kısm ını "h asat etm e" olasılığı var olabilir. N A SA 'nın Gelişm iş Kavram lar Enstitüsü antim adde hasadı fikrini o kadar ciddiye alm aktadır ki, son zam anlarda bu kavram ı araştırm ak üzere bir pilot program a m ali kaynak ayırm ıştır. Projeye öncülük eden örgütlerden biri olan H bar Technologies'ten Gerald Jackson, "Tem el olarak yapm ak istediğim iz şey tıpkı balık avlar gibi bir ağ yaratm aktır" demektedir. A ntim adde toplayıcısı, her biri bir tel ızgaradan m eydana gelen iç içe üç küreden m eydana gelm ektedir. En dış küre 16 kilom etre çapında ve pozitif yüklü olacak, bu sayede pozitif yüklü olan protonları itecek, fakat negatif yüklü olan anti pro tonları çekecektir. Anti protonlar dış küre tarafından toplanacak, sonra ikinci küreye geçerken yavaşlayacak ve en sonunda 100 metre çapındaki iç küreye geldikleri zam an duracaklardır. Daha sonra anti protonlar bir m anyetik şişe içinde toplanacak ve anti elektronlarla birleştirilerek anti hidrojen yaratılacaktır. Jackson, bir uzay taşıtının içindeki m adde-antim adde tepki m elerinin bir güneş yelkenini yalnızca 30 m iligram antim adde kullanarak Plüton'a kadar götürebileceğini tahm in etmektedir. Jackson'a göre on yedi gram antim adde, bir yıldız gem isini Alpha C entauri'ye götürm ek için yeterlidir. Jackson, Venüs ile M ars'ın yörüngeleri arasında uzay sondası tarafından toplanabi lecek 80 gram kadar antim adde olabileceğini öne sürm ektedir. Bununla beraber, bu devasa antim adde toplayıcısını fırlatm anın zorlukları ve m aliyeti dikkate alınırsa, bu iş m uhtem elen bu yüzyılın sonuna veya ötesine kadar gerçekleşm eyecektir.
ANTİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
209
Bazı bilim insanları, dış uzayda yol alm akta olan bir m eteor dan antim adde toplam a hayaliyle yaşam aktadır. (Flash Gordorı çizgi rom anı, bir zam anlar uzayda sürüklenen ve herhangi bir gezegenle tem as ettiği takdirde korkunç bir patlam aya yol aça bilecek olan başıboş bir antim adde m eteorunu konu alm ıştır). Eğer uzayda doğal olarak oluşm uş antim adde bulunm uyor sa, Dünya üzerinde dikkate değer m iktarlarda antim adde üret m ek için onlarca yıl, hatta yüzyıllarca beklem ek zorunda kalabi liriz. Ancak, antim adde üretim iyle ilgili teknik sorunların aşıla bileceği varsayılırsa, bu durum da antim adde roketlerinin günün birinde bizi yıldızlara götürm esi olasılığı açık kalm aya devam edecektir. A ntim adde hakkında bildiklerim izi ve bu teknolojinin öngö rülebilir gelişim ini göz önüne alarak, bir antim adde roket gem i sini I. sınıf bir olanaksızlık olarak sınıflandırm aktayım.
ANTİMADDENİN KURUCUSU Antim adde nedir? D oğanın iyi bir neden olm adan evrendeki atom altı parçacıkların sayısını iki katm a çıkartm ası garip görün mektedir. Doğa genellikle epeyce tutum ludur, fakat şim di anti m addenin varlığını öğrendiğim ize göre, doğa bize son derece gereksiz ve savurgan davranm ış gibi gelm ektedir. Ve eğer anti m adde varsa, anti evrenler de var olabilir mi? Bu soruların yanıtını bulabilm ek için antim addenin kendisi nin kökenini araştırm ak gerekir. A slında antim addenin keşfi 1928 yılma, yirm inci yüzyılın en m ükem m el fizikçilerinden biri olan Paul D irac'ın öncü çalışm alarına kadar uzanm aktadır. O sırada D irac, b ir zam anlar N ew ton 'u n, şim di de Step hen Havvking'in oturduğu Lucas kürsüsünde oturmaktaydı. 1902 yılında doğm uş olan Dirac, kuantum devrim inin gerçekleştiği 1925 yılında uzun boylu, sırım gibi, yirm ili yaşlarının başlarında olan bir adam dı. O sırada elektrik m ühendisliği tahsili yapıyor olm asına karşın, kuantum kuram ının açığa çıkarttığı deprem dalgasına kapılıverm işti.
210
1, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
K uantum kuram ı, elektron gibi parçacıkların birer nokta ben zeri parçacık olarak değil, Schrödinger'in tanınm ış dalga denk lem i tarafından tanım lanan bir tür dalga olarak tarif edilebilece ği fikrine dayanm aktaydı. (Dalga, parçacığı o noktada bulabilm e olasılığını tem sil etm ektedir). A ncak Dirac, Schrödinger'in denklem inde bir hata olduğunu fark etti. Bu denklem , yalnızca düşük hızlarda hareket eden elektronları tanım lam aktaydı. Yüksek hızlarda denklem bozul m aktaydı, çünkü yüksek hızda hareket eden nesnelerin yasaları na, yani A lbert Einstein'ın görelilik yasalarına itaat etm iyordu. Genç Dirac, Schrödinger denklem ini görelilik kuram ını kap sayacak şekilde yeni baştan düzenlem e görevini üstlendi. 1928 yılında Schrödinger denklem i için E instein'ın görelilik kuram m a tam olarak itaat eden radikal bir değişiklik önerdi. Fizik dünya sı afallam ıştı. Dirac, elektron için görelilik ile ilgili m eşhur denk lem ini tam am en spinör adı verilen yüksek m atem atik nesnele riyle çalışarak elde etmişti. Bir m atem atik garabeti, birdenbire bütün ev ren in en önem li p arçası h aline gelm ekteydi. (Kendisinden önce yaşayan ve fizik alanındaki büyük buluşların deneysel verilere dayanm ası gerektiği konusunda ısrar eden pek çok fizikçinin aksine Dirac, tam am en zıt bir strateji benim sem iş ti. Ona göre, yeterince güzel olm ak koşuluyla saf m atem atik, büyük buluşlara giden kesin yoldu. "İn san ın denklem lerinin deneylerle uyum lu olm asındansa güzelliğe sahip olm ası daha önem lidir . . . Ö yle görünüyor ki eğer kişi denklem lerinde güzel liği sağlam ak gibi bir bakış açısıyla çalışıyorsa ve eğer sağlam bir sezgiye sahipse, kesinlikle ilerlem e sağlayacaktır"). Dirac, elektron için yeni denklem ini geliştirm ek için çalışır ken, Einstein'm m eşhur E = m c2 denklem inin tam anlam ıyla doğru olm adığım fark etti. M adison Caddesi'ndeki reklam larda, çocuk tişörtlerinde, çizgi film lerde ve hatta süper kahram anların elbiselerinde bol bol yazılı olsa da, Einstein'm denklem i yalnız ca kısm en doğrudur. Doğru denklem in E = ±m c2 olarak yazılm a sı gerekir. (Bu eksi işaretinin ortaya çıkış nedeni, belli bir terim in karekökünü alm ak zorunda oluşum uzdur. Bir terim in karekökünün alınm ası, daima artı veya eksi bir belirsizlik yaratır).
ANTİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
211
Fakat, fizikçiler negatif enerjiden nefret eder. Fizikte bir nes nenin daim a en küçük enerji durum una geçm e eğilim i olduğu şeklinde bir aksiyom vardır (suyun daim a en alçak düzey olan deniz düzeyini aram asının nedeni budur). M adde daim a en düşük enerji düzeyine indiği için, negatif enerji olasılığı yıkıcı bir olasılıktı. Bütün elektronların eninde sonunda sonsuz nega tif enerjiye doğru gideceği anlam ına gelm ekteydi, dolayısıyla D irac'm kuram ı kararsız hale gelecekti. Dirac, bu nedenle "D irac denizi" kavram ını icat etti. K afasında bütün negatif enerji durum larının zaten işgal edilm iş olduğunu, dolayısıyla bir elek tron un n eg atif en erjiye in em ey eceğin i can lan d ırıyord u . D olayısıyla evren, kararlıydı. Ayrıca, bir gam a ışını arada sırada negatif enerji durum unda bekleyen bir elektrona çarpabilir ve onu bir pozitif enerji durum una itebilirdi. Bu durum da gama ışı nının bir elektrona dönüştüğünü ve Dirac denizinde bir "d elik " açıldığım görürdük. Bu delik, vakum içindeki bir baloncuk gibi davranırdı; yani, pozitif bir yüke ve orijinal elektronla aynı küt leye sahip olurdu. Başka bir deyişle delik, bir anti elektron gibi davranırdı. Böylece bu resim de antim adde, Dirac denizindeki "baloncuklard an" m eydana gelirdi. D irac'ın bu şaşırtıcı öngörüde bulunm asının yalnızca birkaç yıl ardından Carl A nderson anti elektronu gerçekten keşfetti (ve Dirac, 1933 yılında N obel Ödülü aldı). Başka bir deyişle antim adde vardır, çünkü Dirac denklem i nin biri m adde için, diğeri antim adde için olm ak üzere iki çözü m ü bulunur. (Ve bu da, özel göreliliğin sonucudur). Dirac denklem i yalm zca antim addenin varlığım öngörm ekle kalm adı, elektronun "d ön ü şü n ü " de öngördü. A tom altı parça cıklar, d önen bir top aca çok ben zer şekild e d önebilirler. Elektronun dönüşü ise, m odern elektroniğin tem elim oluşturan transistor ve yarı iletkenlerde elektron akışım anlam ak açısından çok önem lidir. Stephen H aw king, D irac'm denklem inin patenti ni alm am ış olm asm a üzülm ektedir. "E ğ er Dirac, denklem inin patentini alm ış olsaydı bir servet sahibi olurdu. Her televizyon dan, W alkm an'den, video oyunundan ve bilgisayardan bir telif hakkı alırdı" diye yazm aktadır.
212
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bugün D irac'm m eşhur denklem i Isaac N ew ton'un m ezarın dan çok uzak olm ayan W estm inster A bbey'in taşlarına kazın mıştır. Bu denklem , belki de dünyada bu özel şerefe nail olan tek denklem dir.
D ir a c v e N e w t o n D irac'ın devrim yaratan bu denklem i ve antim adde kavram ını nereden bulup çıkardığını anlam aya çalışan bilim tarihçileri, onu sık sık N ew ton ile karşılaştırm ıştır. N ew ton ve D irac'm bazı benzerlikler taşım ası, gariptir. H er ikisi de Cam bridge Ü niversi tesi'nde çığır açıcı çalışm alarm ı yaptıkları sırada yirm ili yaşla rındaydılar, her ikisi de m atem atik alanında uzm andı ve her ikisi de bir diğer kesin özelliği paylaşm aktaydı: Patoloji düzeyi ne kadar ulaşm ış bir sosyal beceri yokluğu. H er ikisinin de soh bet etm e ve basit sosyal incelik yeteneklerinden m ahrum oluşu, m eşhurdu. Fena halde çekingen olan Dirac kendisine doğrudan sorulm adığı takdirde bir şey söylem ezdi ve o zam an da "ev et", "h ay ır" veya "bilm em " diye yanıtlardı. Dirac, ayrıca son derece m ütevazıydı ve ünlü olm aktan hiç hoşlanm azdı. Fizik dalında N obel Ödülü kazandığı zam an, bunun getireceği şöhret ve zahm et nedeniyle ödülü geri çevir meyi ciddi olarak düşünm üştü. Fakat N obel Ö dülü'nü geri çevirm enin daha fazla şöhret kazandıracağı kendisine anlatılın ca, ödülü alm aya karar verm işti. N ew ton'un garip kişiliği hakkında cıva zehirlenm esinden zihinsel hastalığa kadar değişen çeşitli varsayım lar içeren ciltler dolusu kitap yazılm ıştır. Ancak, kısa bir süre önce C am bridge'li psikolog Sim on Baron-Cohen tarafından hem N ew ton ve hem de D irac'm garip kişiliklerini açıklayabilecek yeni bir kuram ortaya atılm ıştır. Baron-Cohen, her ikisinin de m uhtem elen Yağmur Adam film indeki aptal dahi gibi, otizm e yakın bir bozuk luk olan A sperger sendrom unu taşıdığım öne sürm ektedir. A sperger sendrom una sahip olanların az konuştuğu, sosyal açı dan beceriksiz olduğu ve bazen m uazzam hesap yeteneğine
ANTİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
213
sahip olduğu bilinm ektedir, fakat otistik bireylerin aksine onlar toplum da bir işleve sahip olabilir ve üretken işlerde çalışabilir ler. Eğer bu kuram doğruysa N ew ton ve D irac'ın m ucizevi hesap gücü, insanlığın geri kalan kısm ından sosyal açıdan ayrı olm ak gibi bir bedel karşılığında elde edilm iş demektir.
A n t İ K ü t l e ç e k î m İ v e A n t i Ev r e n l e r Şim di, D irac'm kuram ından yararlanarak bir sürü soruyu yanıt layabiliriz: K ütleçekim inin antim adde karşılığı nedir? A nti evrenler var mıdır? Daha önce gördüğüm üz gibi, anti parçacıklar sıradan m ad deye göre zıt yüke sahiptir. Ancak, hiçbir yük taşım ayan parça cıklar (örneğin bir ışık parçacığı olan foton veya kütleçekim i p ar çacığı olan graviton), kendi kendilerinin anti parçacığı olabilir ler. Kütleçekim inin kendi antim addesi olduğunu görüyoruz; başka bir deyişle kütleçekim i ve anti kütleçekim i aynı şeydir. Dolayısıyla antim addenin kütleçekim i altında yukarıya değil, aşağıya düşm esi gerekir. (Fizikçiler buna evrensel olarak inan m aktadır, fakat aslında laboratuvarda hiçbir zam an gösterilem e miştir). D irac'm kuram ı, derin sorulara da yanıtlar verm ektedir: Doğa, antim addeye neden izin veriyor? Bu, anti evrenlerin de var olduğu anlam ına m ı gelir? Bazı bilim kurgu hikâyelerinde baş kahram an, dış uzayda D ünya benzeri yeni bir gezegen keşfeder. Aslm a bakılacak olur sa yeni gezegen Dünya ile her bakım dan aynıdır, fakat her şey antim addeden yapılm ıştır. Bu gezegende antim adde çocukları bulunan ve anti şehirlerde yaşam akta olan anti ikizlerim iz var dır. Anti kim ya yasaları kim ya yasaları ile aynı olduğu, yalnızca yükler yer değiştirdiği için, böyle bir dünyada yaşam akta olan insanlar antim addeden yapılm ış olduklarım asla bilm eyecektir. (Fizikçiler buna ters yüklü (C-reversed - ters C) evren adını ver m ektedir, çünkü bu anti evrende bütün yükler tersine dönm üş tür, fakat diğer her şey aynıdır).
214
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Başka bilim kurgu hikâyelerinde bilim insanları dış uzayda D ünya'nm bir ikizini keşfederler, fakat bu bir ayna evrendir, yani her şeyin sağı ile solu yer değiştirm iştir. H erkesin kalbi sağ taraftadır ve insanların çoğunluğu solaktır. Sağı solu yer değiş tirm iş bir ayna evrende yaşadıklarını asla bilm eden hayatlarını sürdürm ektedirler. Fizikçiler böyle bir ayna evrene ters pariteli (P-reversed - ters P) evren adı verm ektedir. Bunlar gibi antim adde ve ters pariteli evrenler gerçekten var olabilir mi? Fizikçiler ikiz evrenler konusundaki soruları çok ciddiye alm aktadırlar, çünkü bütün atom altı parçacıklarım ızın yüklerini ters çevirdiğim iz veya sol-sağ yönlenm esini ters dön dürdüğüm üz zam an, N ew ton'un ve Einstein'm denklem leri aynı kalm aktadır. Dolayısıyla, ters yüklü ve ters pariteli evren ler, ilke olarak m üm kündür. N obel Ö dülü sahibi Richard Feynm an, bu evrenler hakkında ortaya ilgi çekici bir soru getirm iştir. Diyelim ki günün birinde uzak bir gezegende yaşayan uzaylılarla radyo tem ası kurduk, fakat onları görem em ekteyiz. O nlara "so l" ve "sa ğ " arasındaki farkın ne olduğunu radyo vasıtasıyla anlatabilir m iyiz? Eğer fizik yasaları ters pariteli bir evrenin varlığına olanak sağlıyorsa, o zam an bu kavram ları karşım ızdakilere aktarm anın olanaksız olm ası gerekir. Onun vardığı sonuca göre, vücutlarım ızın şekli ve parm akla rım ızın, kollarım ızın ve bacaklarım ızın sayısı gibi bazı şeylerin aktarılm ası kolaydır. Uzaylılara kim ya ve biyoloji yasalarını dahi izah edebiliriz. Fakat onlara "so l" ve "sa ğ " (veya "saat yönü" ve "saat yönünün tersi") kavram larını açıklam aya kalkar sak, her seferinde başarısız oluruz. O nlara kalbim izin vücudu m uzun sol tarafında olduğunu, D ünya'nm hangi yönde döndü ğünü veya bir D N A m olekülünün ne şekilde sarm al oluşturdu ğunu anlatm ayı asla başaram ayız. Dolayısıyla, her ikisi de o sırada Colum bia Ü niversitesi'nde çalışm akta olan C. N. Yang ve T. D. Lee el üstünde tutulan bu önerm enin geçersizliğini kanıtladıkları zam an, bir şok etkisi yarattı. Bu iki bilim adamı, atom altı parçacıkların özelliklerini inceleyerek ayna evrenin var olam ayacağm ı gösterdi. D evrim
ANTİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
215
niteliğindeki bu sonucu öğrenen bir fizikçi, "T an rı bir yanlışlık yapm ış olm alı" demişti. İnançları kökünden sarsan ve "p aritenin bozulm ası" olarak adlandırılan bu sonuç dolayısıyla Yang ve Lee 1957 N obel Fizik Ö dülü'nü aldılar. Feynm an için bu sonuç, radyo aracılığı ile uzaylılarla konuş tuğunuz takdirde, solak ve sağlak evrenler arasındaki farkı yal nızca radyodan yararlanarak anlayabilm enize olanak sağlaya cak bir deney hazırlam a olasılığının var olduğu anlam ına gel m ekteydi. (Örneğin, radyoaktif K obalt-60'tan çıkan elektronlar dan saat yönüne ve saat yönünün tersine dönenlerin sayıları eşit değildir, aslında tercih edilen bir yönde dönerler, dolayısıyla pariteyi bozarlar). Bunun ardından Feynm an, uzaylılar ile insanlar arasında nihayet tarihi bir karşılaşm anın gerçekleştiğini hayalinde can landırdı. Biz, ilk karşılaştığım ızda uzaylılara el sıkışm ak üzere sağ ellerini uzatm alarını söylüyoruz. Eğer uzaylılar gerçekten sağ ellerini uzatırlarsa, "sağ -so l" ve "sa a t yönü-saat yönünün tersi" kavram larını aktarm akta başarılı olduğum uzu anlarız. Fakat Feynm an, rahatsız edici bir düşünceyi seslendirdi. Eğer uzaylılar sağ ellerini değil de sol ellerini uzatırlarsa ne olur du? Bu, bizim ölüm cül bir hata yaptığım ız, "so l" ve "sa ğ " kav ram ım aktarm akta başarısız olduğum uz anlam ına gelirdi. Flatta daha da kötüsü, bu, uzaylının antim addeden yapılm ış olduğu ve bütün deneyleri ters yönde yaptığı ve dolayısıyla "so l" ile "sa ğ " kavram larını birbirine karıştırdığı anlam ına gelirdi. Bu, el sıkıştığım ız zam an havaya uçacağım ız anlam ına gelirdi. Bu, 1960'h yıllara kadar sahip olduğum uz anlayıştı. Kendi evrenim iz ve her şeyin antim addeden yapılm ış ve ters pariteli bir evren arasındaki farkı anlam ak m üm kün değildi. Eğer parite ve yükün ikisini birden ters çevirirseniz, ortaya çıkan evren fizik yasalarına itaat ederdi. Tek başına parite bir şey ifade etm ezdi, fakat yük ve parite hâlâ evren için yeterli bir sim etriy di. Dolayısıyla ters CP bir evrenin var olm ası, hâlâ m üm kündü. Bu dem ekti ki, eğer uzaylılarla telefonda konuşuyor olsay dık, sıradan bir evrenle hem ters pariteli ve hem de ters yüklü bir evren (yani sol ve sağın yer değiştirdiği ve bütün m addenin
216
1. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
antim addeye dönüştüğü) bir evren arasındaki farkı anlayam az dık. Sonra, 1964 yılında fizikçiler ikinci bir şokla karşı karşıya kal dılar: Ters yüklü ve ters pariteli bir evren var olamazdı. Eğer radyo vasıtasıyla ters yüklü ve ters pariteli başka bir evrenle görüşm ekteyseniz atom altı parçacıkların özelliklerini incelem ek suretiyle sol-sağ, saat yönü-saat yönünün tersi arasındaki farklı lıkları anlam anız hâlâ m üm kündü. Jam es Cronin ve Val Fitch, bu sonuçla 1980 yılında N obel Ö dülü'nü kazandılar. (Ters CP evrenlerin fizik yasalarıyla uyum suz olduğu göste rildiği zam an fizikçilerin çoğunun keyfi kaçm ış olsa da, bir kez daha düşünüldüğü zam an bu keşfin daha önce tartıştığım ız gibi iyi bir şey olduğu görülm ektedir. Eğer bir ters CP evren olası olsaydı, başlangıçtaki Büyük Patlam a'nm tam olarak aynı m ik tarda m adde ve antim addeyi kapsam ası ve dolayısıyla yüzde yüz yok oluş gerçekleşm esi gerekirdi ve bizim atom larımızın var olm ası olanaksız olurdu! Eşit olm ayan m iktarlardaki madde ve antim addenin birbirini yok etm elerinden geriye kalan artık lar olarak bizim var oluşum uz, CP ihlalinin kanıtıdır). Ters dönm üş anti evrenler var olabilir mi? Bunun yanıtı evet'tir. Ters pariteli ve ters yüklü evrenler m üm kün olm asa da bir anti evren hâlâ m üm kündür, fakat bu garip bir evren olacak tır. Eğer yükleri, pariteyi ve zamanın geçişini tersine döndürür sek, ortaya çıkan evren fiziğin bütün yasaları ile uyum lu olacak tır. Ters CPT evrenlerin varlığı, m üm kündür. Zam anın ters dönüşü, tuhaf bir sim etridir. Ters T bir evrende sahanda yum urtalar yem ek tabağından zıplar, sahanın içine yer leşir, sonra sahandan fırlayarak yum urtanın içine girer ve kabu ğun kırıkları kapanır. Ö lülerin cesetleri ayaklanır, gençleşir, bebekliğine döner ve annelerinin rahm ine geri döner. Sağduyu, ters T evrenin var olam ayacağını bize söylem ekte dir. Ancak, atom altı parçacıkların m atem atiksel denklem lerinin söylediği, bunun tam tersidir. N ew ton'un yasaları hem ileriye ve hem de geriye doğru m ükem m el şekilde işlem ektedir. Bir bilardo m açını kaydettiğinizi varsayın. Topların her çarpışm ası N ew ton'un hareket yasalarına uym aktadır; böyle bir kaydın
AN TİM AD D E VE ANTİ EVRENLER
217
oynatılm ası garip b ir oyun görü n tü sü yaratacaktır, fakat N ew ton yasalarına göre bu, m üm kündür. Kuantum kuram ında işler biraz daha karm aşıktır. Zam anın ters dönmesi, kendi içinde kuantum m ekaniğinin yasalarına ters düşer, fakat tam olarak ters CPT bir evrene izin vardır. Bu, sol ve sağın yer değiştirdiği, m addenin antim addeye dönüştüğü ve zam anın geriye doğru aktığı bir evrenin fizik yasaları ile uyum lu, tam am en kabul edilebilir bir evren olduğu anlam ına gelm ek tedir. (Ne yazık ki böyle bir ters CPT evrenle iletişim kurm am ız m üm kün değildir. Eğer gezegenlerinde zam an geriye doğru akmakta ise, radyo vasıtasıyla onlara söylediğim iz her şey gele ceklerinin bir parçası olacaktır ve böylece onlara söylediğim iz her şeyi daha ağzım ızdan çıkar çıkm az unutacaklardır. Bu nedenle, fizik yasaları her ne kadar ters CPT bir evrene olanak sağlam akta ise de, ters CPT herhangi bir uzaylıyla radyo üzerin den görüşm em iz m üm kün değildir).
Ö zet olarak, eğer yeterli m iktarda antim adde Dünya üzerinde üretilebilir veya uzayda bulunabilirse, antim adde m otorları uzak bir gelecekte yıldız gem ilerine güç sağlam ak açısından bize gerçekçi bir olasılık sağlayabilir. CP ihlali nedeniyle m adde ile antim adde arasında hafif bir dengesizlik m evcuttur ve bu da antim adde ceplerinin hâlâ var olduğu ve antim addelerin topla nabileceği anlam ına gelebilir. Ancak, antim adde m otorları konusundaki teknik zorluklar nedeniyle bu teknolojinin geliştirilm esi bir yüzyıl veya daha fazla sürebilir, bu da onu I. sınıf bir olanaksızlık haline getirir. O zam an başka bir soruyu ele alalım : Binlerce yıl sonraki g elecekte ışık tan h ızlı y ıld ız gem ileri gerçek olabilir m i? Einstein'm m eşhur "H içbir şey ışıktan hızlı olam az" hükm ünün boşlukları var olabilir mi? Yanıt, şaşırtıcı olsa da, evet'tir.
II
2. Sınıf Olanaksızlıklar
11 Işıktan Hızlı [Yaşam ın] Eninde sonunda galaksiye ve ötesine yayılm ası, epeyce akla ya tk ın d ır. Dolayısıyla yaşam, şu anda öyle olsa da, evrende nadiren görülen önem siz b ir durum olma özelliğini dalma taşım ayabilir. A slın da , bu bana cazip b ir f ik ir gibi geliyor - KRALİYET G ÖKBİLİM CİSİ SIR M A R T IN REES
Işıktan hızlı yol almak m üm kün olm adığı gibi, arzu edilen b ir şey de d e ğildir, çünkü insanın şapkası hep uçar. - W OODY ALLEN
Y
ILDIZ SAVAŞLARI'nd a Millenium Falcon içinde kahram an larım ız Luke Skyw alker ve H an Solo ile birlikte çöl gezege
ni Tatooine'den kalkış yaparken, gezegenin etrafında devriye uçuşu yapan tehditkâr im paratorluk savaş gem ileri ile karşıla şır. İm paratorluğun savaş gem ileri, kahram anlarım ızın gem isi ne sürekli olarak güç kalkanını delip geçen korkunç bir lazer atışı barajı uygular. Millenium Falcon'u n silahları yetersiz kalm ış tır. Başa çıkılm az bu lazer ateşi karşısında H an Solo, tek kurtu luş üm itlerinin "h ip er uzay" içine girm ek olduğunu haykırır. H iper m otorlar tam zam anında çalışır. Etraflarındaki yıldızların hepsi birdenbire birbirlerine yaklaşarak göz kam aştıran ışık çiz
222
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
gileri halinde ekranın ortasına doğru kayar. Bir delik açılır, Millenium Falcon bu deliğin içinden geçer, hiper uzaya ve özgür lüğe ulaşır. Bilim kurgu mu? Şüphesiz. Fakat bu, bilim sel gerçeklere dayanıyor olabilir mi? Belki. Işıktan hızlı yolculuk, daim a bilim kurgunun tem el m alzem elerinden biri olm uştur, fakat son zam anlarda fizikçiler bu olasılığı ciddi olarak düşünm eye başla mıştır. E in stein 'e göre ışık hızı, ev ren d eki kesin hız sınırıdır. Y alnızca p atlay an yıld ızların m erkezin d e veya Büyük Patlam a'da karşılaşılan enerjileri yaratabilen en güçlü atom par çalayıcılarım ız dahi, atom altı parçacıkları ışık hızından daha büyük bir hızla fırlatam az. Görünüşe bakılacak olursa, ışık hızı evrendeki nihai trafik polisidir. Eğer böyleyse, uzaktaki galaksi lere ulaşm a konusundaki bütün üm itlerim iz suya düşm üş görünm ektedir. Belki de düşm em iştir...
Ba ş a r is iz E i n s t e i n Genç fizikçi A lbert Einstein'm Isaac N ew ton'dan sonra gelmiş geçmiş en büyük fizikçi olarak takdir edileceği, 1902 yılında hiç de belli olm uyordu. Aslına bakılacak olursa 1902 yılı, Einstein'm yaşam ının en düşük noktasını tem sil ediyordu. Yeni m ezun bir Ph.D. öğrencisi olarak bir öğretm enlik işi elde etm ek am acıyla başvurduğu her üniversiteden hayır yanıtı alm ıştı. (Daha sonra, belki de derslerini sürekli olarak asm asının intikam ını alm ak am acıyla Profesör H einrich W eber'in kendisi için korkunç tavsi ye m ektupları yazdığım öğrenm işti). Üstelik, Einstein'm annesi, onun çocuğunu taşım akta olan kız arkadaşı M ileva M arie'e şid detli şekilde karşı çıkm aktaydı. İlk kızları Lieserl, gayri m eşru bir çocuk olarak doğacaktı. Genç Albert, arada sırada bulduğu işlerde de başarısız olm aktaydı. Bulduğu özel ders işi de, kovul m ası nedeniyle birdenbire sona ermişti. Yazdığı üzüntülü m ek tuplarda yaşam ını kazanm ak için bir satıcı olm aktan bahsetm ek
IŞIKTAN HIZLI
223
teydi. H atta ailesine yazdığı bir m ektupta belki de hiç doğm am ış olm asının daha iyi olacağını, çünkü ailesi için büyük bir yük olduğunu ve yaşam da başarılı olm ak için hiçbir üm it taşım adı ğını dahi söylem işti. Babası öldüğü zam an, kendisinin tam anla m ıyla bir başarısızlık örneği olduğunu düşünerek öldüğü için utanç duymuştu. Bütün bunlara karşın, Einstein'm şansı yine o yıl döndü. Bir arkadaşı, ona İsviçre Patent O fisi'nde bir m em urluk ayarlamıştı. Einstein, bu basit konum da çalışırken, m odern tarihin en büyük devrim ini hazırlayacaktı. M asasının üstüne gelen patentleri çabucak inceliyor ve daha sonra da çocukluğundan beri onu düşündüren fizik problem leri üzerinde düşünerek uzun saatler geçiriyordu. Dehasının sırrı neydi? Belki de dehasının ipuçlarm dan biri, salt m atem atiksel olarak değil de, fiziksel resim ler (örneğin hareket eden trenler, hızlı çalışan saatler, esnetilen kum aşlar) halinde düşünebilm esiydi. Einstein bir zam anlar, bir çocuğa açıklanam ayan bir kuram ın m uhtem elen işe yaram az olduğunu söylem işti; yani, bir kuram ın özünün bir fiziksel resim vasıtasıy la ifade edilebilm esi şarttı. Sayısız fizikçi, hiçbir yere varm ayan bir m atem atik çalılığının içerisinde neredeyse kayboluyordu. Fakat tıpkı kendisinden önce N ew ton'un olduğu gibi Einstein da fiziksel resm e tutkundu; m atem atik onun arkasından gelebi lirdi. N ew ton için düşen elm a ve Ay, fiziksel resimdi. Bir elm a nın düşm esine yol açan kuvvetler ile A y'a yörüngesinde yol gös teren kuvvetler aynı m ıydı? N ew ton, yanıtın evet olduğuna karar verdiği zam an gökyüzünün en büyük gizem inin, göksel cisim lerin hareketinin üstünü örten tülü çekip kaldıran bir iş yapm ış, evrenin m atem atiksel m im arisini yaratmıştı.
E in s t e in v e G ö r e l îl îk A lbert Einstein, m eşhur özel görelilik kuram ım 1905 yılında ortaya attı. Bu kuram ın ortasında bir çocuğun dahi anlayabilece ği bir resim yer alm aktaydı. E instein'm kuram ı, kaderi belirle
224
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yen o soruyu, bir ışık dem eti ile yarışır ve onu yenersen ne olur sorusunu sorduğu on altı yaşından beri görm ekte olduğu bir rüyanın doruk noktasıydı. Gençlik günlerinde N ew ton m ekani ğinin nesnelerin Dünya üzerinde ve göklerdeki hareketini, M axw ell'in kuram ının ise ışığı tanım ladığını biliyordu. Bunlar, fiziğin iki ana direğiydi. Einstein'm dehasının özü, bu iki ana direğin birbirleri ile çeliştiğini anlam asında yatıyordu. İkisinden biri m utlaka devrilmeliydi. N ew ton'a göre bir ışık dem etiyle daim a yarışabilir ve onu yenebilirdiniz, çünkü ışık hızının herhangi bir özelliği yoktu. Bu, ışık dem etinin yarış sırasında sabit durm ası gerektiği anlam ına gelm ekteydi. Fakat Einstein, o zam ana kadar tam am en durağan olan, yani donm uş bir dalgaya benzeyen bir ışık dalgasını hiç kim senin görm ediğini anlam ıştı. Dolayısıyla, N ew ton'un kura m ı pek bir anlam taşım am aktaydı. En sonunda, Zürih'te M axw ell'in kuram ı üzerinde çalışan bir üniversite öğrencisi olan Einstein, yanıtı buldu. M axw ell'in dahi bilm ediği bir şeyi keşfetm işti: Siz ne kadar büyük bir hızla hare ket ederseniz edin, ışık sabit bir hızla hareket ediyordu. Bir ışık dem etine doğru da koşsanız, ondan uzaklaşacak şekilde de koşsanız, ışık aynı hızla yol alm aktaydı, fakat bu özellik, sağduyu ile çelişm ektedir. Einstein, çocukluğunda sorduğu sorunun yanıtını bulm uştu: Asla bir ışık dem etinin yanı sıra yan şam azsı nız, çünkü ne kadar hızlı koşacak olursanız olun, ışık sizden sabit bir hızla uzaklaşır. Ancak, N ew ton m ekaniği son derece zoraki bir sistemdi: Boşta duran bir ipliği çekerm iş gibi, eğer varsayım ları üzerinde en küçük bir değişiklik dahi yaparsanız, bütün kuram baştan aşağı çözülebilirdi. N ew ton'un kuram ında zam anın geçişi, evre nin her yerinde tekdüzeydi. Dünya üzerindeki bir saniye, Venüs veya M ars üzerindeki bir saniye ile aynıydı. Aynı şekilde, D ünya üzerindeki bir m etrelik çubuklar, Plüton üzerindeki bir m etrelik çubuklarla aynı uzunluktaydı. Ancak, siz ne kadar hızlı hareket ediyor olursanız olun ışığın hızı daim a sabit idiyse, uzay
IŞIKTAN HIZLI
225
ve zam an konusundaki anlayışım ızın ciddi bir sarsıntı geçirm e si gerekiyordu. Işık hızının değişm ezliğini koruyabilm ek için uzay ve zam anda ciddi bozulm aların m eydana gelm esi kaçınıl mazdı. Einstein'a göre eğer hızla giden bir roketin içerisindeyseniz, Dünya üzerinde bulunan bir kişiye göre roket içindeki zam anın geçişinin yavaşlam ası gerekm ekteydi. Zam an, ne kadar hızla hareket ettiğinize bağlı olarak farklı hızlarda akıyordu. Ayrıca, roketin içindeki uzay sıkışarak küçülürdü, dolayıyla m etre çubuklarının boyu sizin hızınıza bağlı olarak değişirdi. Roketin kütlesi de artardı. Eğer rokete teleskoplarım ızla bakıyor olsay dık, roketin içindeki saatlerin daha yavaş çalıştığını, insanların ağır çekim de hareket ettiğini, vücutlarının da yassılm ış görün düğünü görürdük. Aslına bakılacak olursa, eğer roket ışık hızı ile yolculuk yapı yor olsaydı, roketin içinde zam an durm uş gibi görünecek, roket küçülerek sıfır büyüklüğe ulaşacak, roketin kütlesi de sonsuz olacaktı. Bu gözlem lerin hiçbiri bir anlam ifade etm ediği için, Einstein hiçbir şeyin ışık hızını aşam ayacağım söylem işti. (Bir cisim ne kadar büyük bir hızla hareket ederse ağırlığı da o ölçü de artacağı için, enerji hareketi kütleye dönüşüyor dem ektir. Kütleye dönüşen enerjinin m iktarım hesaplam ak kolaydır ve birkaç satır yazarak taranmış E = m c2 eşitliğine ulaşırız). Einstein'm m eşhur denklem ini türetm esinden bu yana yapı lan m ilyonlarca deney, onun devrim niteliğindeki görüşlerini kanıtlam ış bulunm aktadır. Ö rneğin D ünya üzerindeki konum u nuzu birkaç karış hassasiyetle gösteren G PS sistem i, görelilikten kaynaklanan düzeltm eler ilave edilm ediği takdirde tam am en başarısız olurdu. (Ordu da GPS sistem ine ihtiyaç duyduğu için Pentagon generallerinin dahi fizikçiler tarafm dan Einstein'm görelilik kuram ı konusunda bilgilendirilm esi gerekm ektedir). Einstein'm öngördüğü gibi, GPS üzerindeki saatler D ünya çev resinde döndükçe değişm ektedir. Bu kavram ın en iyi şekilde anlaşılabilecek resmi, bilim insan larının parçacıkları ışık hızına yakın hızlara ulaştırm ak am acıy
226
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
la kullandığı atom parçalayıcılard a görülm ektedir. D evasa CERN hızlandırıcısında, yani İsviçre'nin Cenevre kenti dışında ki Büyük H adron Ç arpıştırıcısı'nda protonlar trilyonlarca elek tron volt düzeyine kadar hızlandırılm akta ve ışık hızına çok yakın bir hızla hareket etm ektedir. Roketlerin hızı nadiren on binlerce kilom etre ile ifade edilen hızları aşm akta olduğu için, bir roket bilim i uzm anı açısından ışık hızı sınırlam ası henüz büyük bir sorun oluşturm am aktadır. Ancak, bir iki yüzyıl içinde roket uzm anları D ünya'dan 4 ışık yılı uzaklıkta bir yıldıza sondalar gönderm eyi ciddi olarak düşünm eye başladığı zam an ışık hızı sınırlam ası giderek bir sorun oluşturm aya başlayabilir.
ElNSTEIN'IN KURAMINDAKİ BOŞLUKLAR Bilim insanları, on yıllardır Einstein'm m eşhur kuram ında delik ler bulm aya çalıştılar. Bazı boşluklar bulunduysa da, çoğu pek bir işe yaram ıyordu. Ö rneğin eğer birisi gökyüzüne bir el feneri tutacak olursa, ışık dem eti ilke olarak ışık hızını aşabilir. El fene rinin görüntüsü birkaç saniye içerisinde ufukta bir noktadan onun tam karşısındaki başka bir noktaya, yüzlerce ışık yılını kapsayabilecek bir m esafeye gidebilir. Fakat bunun bir önem i yoktur, çünkü bu şekilde hiçbir bilgi ışıktan hızlı gönderilem ez. Işık dem etinin görüntüsü ışık hızını aşm ıştır, fakat bu görüntü hiçbir enerji veya bilgi taşım am aktadır. Aynı şekilde elim ize bir m akas alacak olursak, m akasın iki tarafının birbirine tem as ettiği noktanın hızı m akasın ek yerin den uzaklaştıkça artacaktır. H ayalim izde bir ışık yılı uzunlukta bir makas canlandıralım . M akasın iki ucunu kapatırsak, değme noktası ışıktan daha hızlı hareket edebilir. (Değme noktası her hangi bir enerji veya bilgi taşım adığı için bunun önem li olm adı ğını tekrar belirtelim ). Benzer şekilde, Dördüncü Bölüm içinde bahsettiğim gibi, EPR deneyi ile bilgiyi ışıktan daha yüksek hızlarla gönderm ek m üm kündür. (Bu deneyde iki elektronun uyum içinde titreştiği
IŞIKTAN HIZLI
227
ni, sonra da birbirine zıt yönlere gönderildiklerini hatırlayaca ğız. Bu elektronlar eşevreli oldukları için ikisi arasında bilgi ışık tan daha hızlı şekilde gönderilebilir, fakat bu bilgi rastgele nite liktedir ve dolayısıyla işe yaram az. Dolayısıyla, EPR m akineleri uzak yıldızlara sonda gönderm ek am acıyla kullanılam az). Bir fizikçi için boşlukların en önem lisi, özel görelilik kura m ından çok daha güçlü olan genel görelilik kuram ım 1915 yılın da ortaya atan Einstein'm kendisinden gelm işti. Genel görelili ğin tohum ları, Einstein'm hayalinde bir atlıkarınca canlandırdı ğı sıralarda atılm ıştı. Daha önce gördüğüm üz gibi, nesneler ışık hızına yaklaştıkça boyutları küçülür. N e kadar hızlı hareket ederseniz, o kadar fazla sıkışırsınız. Ancak, dönen bir diskte dış çevre, m erkezden daha hızlı hareket eder. (Aslında m erkez hem en hem en durağandır). D em ek ki dış kenara yerleştirilen bir cetvelin boyunun kısalm ası gerekirken m erkeze yerleştirilen bir cetvelin değişm eden kalm ası gerekecektir, yani atlıkarıncanın yüzeyi artık düz değil, kavislidir. D olayısıyla hızlanm a, atlıka rıncada uzay ve zam anın kavislenm esine yol açm a etkisi yarat maktadır. Genel görelilik kuram ında uzay-zam an, esneyip daralabilen bir kum aştır. Bu kum aş, belli koşullar altında ışıktan daha hızlı şekilde esneyebilir. Ö rneğin 13,7 m ilyar yıl önce evrenin doğm a sını sağlayan Büyük Patlam a'yı ele alalım. Evrenin başlangıçta ışıktan daha yüksek bir hızla genişlediğinin hesaplanm ası m üm kündür. (Genişleyenin yıldızlar değil de boş uzay - yıldızlar ara sındaki boşluk - olm ası nedeniyle bu durum , özel göreliliği ihlal etmez. G enişleyen uzay, hiçbir bilgi taşım am aktadır). İşin önem li olan tarafı, özel göreliliğin yalm zca yerel olarak, yani sizin yakın çevreniz için geçerli olm asıdır. Uzay sondaları m ızla doğruluğunu kontrol ettiğim iz gibi, özel görelilik yakın çevrem izde (yani Güneş sistem inde) geçerlidir. Ancak, küresel olarak (yani evreni kapsayacak evrensel ölçeklerde) bunun yeri ne genel göreliliği kullanm am ız gerekir. G enel görelilikte uzayzam an bir kum aş oluşturur ve bu kum aş ışıktan hızlı şekilde esneyebilir. Bu kum aş, kişinin uzay ve zam an üzerinde kestirm e
228
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yollar bulm asını sağlayan "u zay deliklerine" de olanak sağla m aktadır. Bu uyarılar göz önüne alındığı takdirde ışıktan hızlı hareket etm enin yollarından biri, belki de genel göreliliği devreye sok m ak olacaktır. Bu, iki şekilde yapılabilir. 1. Uzayı esnetmek: Eğer arkanızda kalan uzayı esnetecek ve önünüzdeki uzaya tem as edecek olur sanız, ışıktan daha hızlı hareket ettiğiniz yanılgısı na kapılabilirsiniz. Aslında hiç hareket etm em işsinizdir. Fakat uzayın şekli bozulduğu için bu, uzak yıldızlara göz açıp kapatm caya kadar ulaşabileceği niz anlam ına gelir. 2. Uzayı yırtmak: Einstein, 1935 yılında solucan deliği kavram ını ortaya attı. O xford 'un kırsal kesi m ini H arikalar Ü lkesi'ne bağlayan sihirli bir cihaz olan A lis'in aynasını gözünüzün önüne getirin. Solucan deliği, iki evreni birbirine bağlayan bir cihazdır. İlkokuldayken iki nokta arasındaki en kısa m esafenin düz bir çizgi olduğunu öğrenmiştik. Ancak bu her zam an doğru değildir, çünkü eğer bir sayfa kağıdı iki nokta birbirine dokununcaya kadar kıvırırsak, iki nokta arasındaki en kısa m esafenin aslında bir solucan deliği olduğunu görürüz. W ashington Ü niversitesi'nden fizikçi M att V isser'in söyledi ği gibi, "G örelilik toplum u, bilim kurgu alem inden ışıktan hızlı giden bir m otor veya solucan delikleri gibi bir şey çıkartm ak için neyin gerekli olacağını düşünm eye başlam ış bulunm aktadır." İngiltere Kraliyet Gökbilim cisi Sir M artin Rees, "Solucan delikleri, fazladan boyutlar ve kuantum bilgisayarlar evrenim i zin tam am ını eninde sonunda 'yaşayan bir evrene' dönüştürm e olasılığı taşıyan kurgusal senaryolara olanak sağlam aktadır" demektedir.
IŞIKTAN HIZLI
229
ALCUBIERRE İTKİSİ VE NEGATİF ENERJİ Uzayı esnetm enin en iyi örneği, fizikçi M iguel Alcubierre tara fından 1994 yılında Einstein'm kütleçekim i kuram ını kullanarak önerilen A lcubierre sürücüsüdür. Bu yöntem , Uzay Yolu dizisin de görülen itici sistem e epeyce benzem ektedir. Böyle bir yıldız gem isinin pilotu, uzay aracı ışık sınırını aştığı zam an dahi her şeyin norm al göründüğü bir balon (warp balonu -çarpıklık balonu- adı verilir) içerisinde oturm aktadır. Aslında pilot, hiç hareket etm ediğini düşünecektir. Buna karşın warp balonunun ön tarafında uzay sıkıştıkça balonun dışındaki uzay-zam anda çok büyük bozulm alar m eydana gelm ektedir. Zam anda genleş me olm ayacaktır, bu nedenle w arp balonunun içinde zam an norm al şekilde akm aktadır. A lcubierre, bu çözüm ü bulm asında Uzay Yolu'nun yardım cı olm uş olabileceğini kabul etm ektedir. "Uzay Yolu'ndaki insanlar sürekli olarak w arp sürücüsünden, uzayı çarpıtm a kavram ın dan bahsetm ekteydi" dem ektedir. "U zayın ne şekilde çarpıtılabileceği veya çarpıtılam ayacağı konusunda zaten elim izde bir kuram m evcuttu, bu da genel görelilik kuram ıdır. Bu kavram la rı bir warp sürücüsünün nasıl çalışacağını görm ek için kullan m anın bir yolu olm ası gerektiğini düşündüm ." Bu, Einstein'm denklem lerinden birisi için bulunan bir çözüm e bir TV progra m ının ilk kez ilham verişiydi. A lcubierre, önerdiği yıldız gem isiyle yapılacak bir yolculu ğun Yıldız Savaşları'nd aki M illenium Falcon ile yapılacak bir yol culuğa benzeyeceğini tahm in etm ektedir. "Ö yle zannediyorum ki, ona çok benzeyen bir deneyim yaşarlardı. G em inin önünde yıldızlar, hızla geçen uzun çizgilere dönüşürdü. Arkada ise, hiç bir şey görülem ezdi -yaln ızca k aran lık - çünkü yıldızlardan gelen ışık onlara yetişecek kadar hızla yol alam azdı" dem ekte dir. A lcubierre sürücüsünün can alıcı noktası, uzay aracını ışık tan daha yüksek hızlarda ileri itm ek için gerekli olan enerjidir. Fizikçiler norm al olarak, daim a ışıktan daha küçük bir hızla yol alacak bir yıldız gem isini harekete geçirm ek için pozitif m iktar
230
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
da bir enerjiyle işe başlarlar. Işıktan daha yüksek hızlarda yolcu luk etm e olanağı sağlam ak ve bu stratejinin ötesine geçebilm ek için, yakıtın değiştirilm esi gereklidir. Basit bir hesap gösteriyor ki, bunun için evrenin en acayip varlıkları olan "n egatif kütle" veya "n eg atif enerji" (eğer böyle bir şey var ise) gerekm ektedir. Fizikçiler, negatif kütleyi ve negatif enerjiyi bilim kurgu diye niteleyerek geleneksel olarak göz ardı etm işlerdir. Fakat artık anlıyoruz ki ışıktan hızlı yolculuk için bunlar vazgeçilm ez öğe lerdir ve gerçekten var olabilirler de. Bilim insanlarının doğada negatif enerji arayışları şim diye kadar başarılı olm amıştır. (A ntim adde ve negatif m adde, birbi rinden tam am en farklı iki şeydir. Bunlardan ilki vardır ve pozi tif enerjili olup negatif yüke sahiptir. N egatif m addenin varlığı bugüne kadar kanıtlanm am ıştır). N egatif m adde epeyce garip bir şey olurdu, çünkü herşeyden daha hafif olurdu. Aslında, havada yüzerdi. Eğer negatif m adde evrenin ilk zam anlarında var idiyse, dış uzaya doğru gitm iş olm ası gerekir. Gezegenlerin çekim ine kapılıp yüzeye çarpan m eteorların aksine, negatif madde gezegenlerden uzaklaşırdı. Yıldızlar ve gezegenler gibi büyük cisim ler tarafından çekilm ez, itilirdi. Dolayısıyla, negatif m adde var olsa bile, onu ancak dış uzayda bulm ayı üm it edebi liyoruz, kesinlikle Dünya üzerinde değil. Dış uzayda negatif m adde bulm ak konusunda yapılan öneri lerden biri, "E in stein m ercekleri" denilen olaydan yararlanm ak tır. Genel görelilik uyarınca, bir yıldızın veya galaksinin çevre sinden geçen ışığın yolu kü tleçekim i d olayısıyla bükülür. Einstein, 1912 yılında (daha genel göreliliği tam olarak geliştir m eden önce) bir galaksinin bir teleskop m erceği gibi etki yarata bileceğini öne sürm üştü. Uzaktaki bir nesneden gelirken yakm bir galaksinin çevresinden geçen ışık, bir m ercekten geçerm işçe sine yakınsaklaşır, en sonunda D ünya'ya ulaştığı zam an karak teristik bir halka şekli oluşturur. Bu olaya şim di "E in stein halka ları" adı verilm ektedir. Bu Einstein halkalarının ilki, dış uzayda 1979 yılında gözlem lenm iştir. O zam andan bu yana Einstein m ercekleri, gökbilim ciler için vazgeçilem eyecek kadar önem li
IŞIKTAN HIZLI
231
bir araç olm uştur. Ö rneğin, bir zam anlar dış uzayda bir "karan lık m ad d e" b elirlem en in olanaksız old uğu d üşünü lü rdü. (Karanlık m adde görünm eyen fakat ağırlığı olan gizem li bir m addedir. G alaksilerin çevresini sarar ve belki de evrendeki görülebilen sıradan m addeden on kat fazla bulunur.) Ancak tıpkı cam ın ışığı kırm ası gibi karanlık m adde de içinden geçen ışığın yolunu büktüğü için, N A SA bilim insanları karanlık m ad denin haritasını çıkartm ayı başarm ıştır. Dolayısıyla, dış uzayda solucan deliklerini ve negatif m adde yi araştırm ak için Einstein m erceklerinin kullanılabilir olm ası gerekm ektedir. Bunların ışığı H ubble U zay Teleskopu tarafın dan görülebilecek kadar özgün bir şekilde bükebilm esi gerekir. Şim diye kadar Einstein m ercekleri dış uzayda negatif m adde veya solucan deliği görüntüsü tesbit etm em iştir, fakat arayış devam etm ektedir. Eğer H ubble Uzay Teleskopu günün birinde Einstein m erceklerinden yararlanarak negatif m addenin veya solucan deliklerinin varlığını algılarsa, bu olay fizikte bir şok dalgası yaratacaktır. N egatif enerji, negatif m addeden farklıdır, gerçekten vardır, fakat küçük m iktarlarda bulunur. H endrik Casimir, kuantum kuram ının yasalarını kullanarak 1933 yılında garip bir öngörüde bulunm uştu. Birbirine paralel iki yüksüz m etal plakanın, sanki sihirliym iş gibi birbirlerini çekeceğini ileri sürüyordu. N orm al olarak paralel plakalar sabit durur, çünkü herhangi bir yük far kına sahip değildirler. Ancak, iki paralel plakanın arasm daki vakum boş değildir, var olm ak ile olm am ak arasında gidip gelen "san al parçacıklar" ile doludur. Elektron-anti elektron çiftleri, çok kısa süreler için yokluğun içinden çıkıverir ve sonra yok olup tekrar vakum un içinde kay bolurlar. N e gariptir ki, bir zam anlar içinde hiçbir şey olm adığı zannedilen boş uzay, şim di kuantum etkinlikleriyle çalkalan m aktadır. N orm al olarak m adde ve antim addelerin az m iktarda da olsa ortaya çıkm ası, enerjinin sakm ım ı ilkesine aykırı görün m ektedir. Ancak, belirsizlik ilkesi nedeniyle bu m inik aykırılık lar inam lm ayacak kadar kısa öm ürlüdür ve ortalam ada enerji hâlâ korunm aktadır.
232
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
C asim ir, sanal parçacıklar bulutunun vakum içinde bir basınç farkı yaratacağını bulm uştu. İki paralel plaka arasında sınırlanm ış bir boşluk vardı, dolayısıyla basınç düşüktü. Ancak, plakalar dışındaki basınç sınırlanm am ıştı ve daha büyüktü, dolayısıyla plakaları birbirine iten bir basınç farkı vardı. N orm al koşullar altında, bu plakalar birbirlerinden uzakta ve hareketsizken, sıfır enerji durum u ortaya çıkar. Fakat plakalar birbirine yaklaştıkça onlardan enerji elde edebilirsiniz. Böylece, plakaların kinetik enerjisi alındığı için, plakalardaki enerji sıfır dan daha küçüktür. Bu n egatif enerji 1948 yılın d a laboratu varda gerçekten ölçülm üştü ve sonuçlar C asim ir'in öngörülerini doğruluyordu. D olayısıyla, negatif enerji ve Casim ir etkisi artık bilim kurgu değil, kanıtlanm ış gerçek olm uştu. Bununla beraber sorun, Casimir etkisinin çok küçük oluşunda yatm aktaydı; Bu enerjiyi laboratuvarda ölçm ek için hassas, çok gelişm iş ölçüm aletleri gereklidir. (Genel olarak Casim ir etkisi, plakalar arasındaki m esafenin ters dördüncü kuvveti ile doğru orantılıdır. Bu, ara daki m esafe azaldıkça enerjinin büyüyeceği anlam ına gelir). Casim ir etkisi, 1996 yılında Los A lam os Ulusal Laboratuvarı'nda Steven Lam oreaux tarafından hassas şekilde ölçülm üştür ve çekim gücünün bir karıncanın ağırlığının 1 /3 0 .0 0 0 'i kadar olduğu bulunm uştur. A lcubierre, kuram ını ilk önerdiğinden bu yana fizikçiler bazı garip özellikler keşfetti. Yıldız gem isinin içindeki insanların dış dünya ile ilişkileri nedensel olarak kopuktur. Yani canınız iste diği zam an basit bir şekilde düğm eye basarak ışıktan daha hızlı yol alam azsınız. Baloncuğun dışıyla iletişim kuram azsınız. Düzenli bir sefer tarifesi uyarınca gelip geçen bir dizi tren gibi, uzay ve zam anın içinden geçen bir "otoy olu n " önceden var olm ası gerekir. Bu bağlam da yıldız gem isi, yönünü ve hızını isteğe bağlı olarak değiştirebilen sıradan bir gem i olamaz. Aslında yıldız gem isi, önceden var olan, bükülm üş uzay-zam andan m eydana gelen bir koridor boyunca akıp giden sıkıştırılm ış bir uzay "d algası" üzerinde yol alan bir yolcu otobüsü gibi ola caktır. A lcubierre, "Y o l boyunca uzayı sizin için senkronize bir
IŞIKTAN HIZLI
233
şekilde değiştirecek bir dizi jeneratöre ihtiyacınız olacaktır" tah m ininde bulunm aktadır. Aslına bakılacak olursa Einstein'm denklem leri için daha garip tipte çözüm ler de bulunabilir. Einstein'm denklem leri, eli nizde belli m iktarda kütle veya enerji olduğu takdirde o kütle veya enerjinin uzay-zam an içinde ne kadar bir çarpıklık (bükül me) yaratacağını hesaplayabileceğinizi söylem ektedir (tıpkı bir havuza attığınız taşın yaratacağı dalgaları hesaplayabileceğiniz gibi). Ancak, bu denklem leri geriye doğru da kullanabilirsiniz. Alacakaranlık Kuşağı dizisinde bulunan türden garip bir uzayzam an ile işe başlayabilirsiniz. (Bu evrenlerde örneğin bir kapı yı açıp kendinizi Ay üzerinde bulabilirsiniz. Bir ağacın çevresin de koşup kendinizi zam anda geriye gitm iş, kalbiniz soldan sağa geçm iş bulabilirsiniz). Sonra, o garip uzay-zam an ile ilişkili m adde ve enerji dağılım ını hesaplayabilirsiniz. (Bu, eğer eliniz de bir havuzun yüzeyindeki garip bir dalgalar topluluğu varsa, geriye doğru giderek o dalgaları üretecek olan taşların dağılım ı nı hesaplayabileceğiniz anlam ına gelir). A slına bakılacak olursa Alcubierre, kendi denklem lerini bu şekilde türetm işti. Işıktan hızlı gitm ekle uyum lu bir uzay-zam an ile işe başlam ış, sonra geriye doğru giderek onu üretm ek için gerekli enerjiyi hesapla mıştı.
So l u c a n D e l ik l e r i v e K a r a D e l ik l e r Uzayı esnetm enin yanı sıra, ışık sınırını aşm anm ikinci bir olası yolu da iki evreni birbirine bağlayan geçitler olan solucan delik leri vasıtasıyla uzayı yırtm aktır. H ayal dünyasında solucan deli ği ifadesi ilk olarak O xfordlu m atem atikçi Charles D odgson tarafından, Levis C arroll m ahlasıyla yazd ığı Alis Harikalar Diyarında adlı kitapta kullanılm ıştır. A lis'in Aynası, O xford kır larım H arikalar Ü lkesi'nin sihirli dünyası ile bağlayan bir solu can deliğidir. Alis, elini aynaya sokm asıyla beraber bir anda bir evrenden diğerine taşınm aktadır. M atem atikçiler bunları "çoklu bağlantılı alanlar" olarak adlandırm aktadır.
234
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Fizikte solucan delikleri kavram ı 1916 yılm a, Einstein'm des tansı genel görelilik kuram ını yayım lam asından bir yıl sonrası na kadar uzanm aktadır. O sıralarda K ayzer ordusunda görev yapm akta olan fizikçi Kari Schw arzschild, Einstein'm denklem lerini nokta benzeri bir yıldız için tam olarak çözm eyi başarm ış tı. Yıldızdan uzakta, kütleçekim sel alan sıradan bir yıldızınkine çok benzerdi ve aslında Einstein, bir yıldızın etrafındaki sapm a yı hesaplam ak için Schw arzschild'in denklem ini kullanm ıştı. Schw arzschild'in çözüm ü astronom i üzerinde derhal ve çok belirgin bir etki yarattı ve günüm üzde dahi Einstein'm denklem leri için en iyi tanınan çözüm lerden biridir. Fizikçiler, belirli bir çapa sahip olan gerçek bir yıldızın çevresindeki kütleçekim sel alana bir yaklaşım sağlam ak am acıyla noktaya benzeyen bu yıl dızın çevresindeki kütleçekim sel alanı nesiller boyu kullanm ış tır. Ancak, eğer nokta benzeri bu çözüm ü ciddiye aldığınız tak dirde, bunun ortasında fizikçileri neredeyse bir yüzyıl boyunca sarsmış ve şaşırtm ış olan nokta benzeri devasa bir nesne - bir kara delik - bulunm aktadır. N okta benzeri bir yıldızın kütleçekim i için Schw arzschild'in bulduğu çözüm , bir Truva Atı gibi dir. D ışardan bakıldığı zam an göklerden gelen bir hediye gibi görünm ektedir, fakat içinde her türden şeytanlar ve hayaletler kaynaşm aktadır. Yine de, eğer birini kabul ederseniz, öbürünü de kabul etm ek zorundasınız. Schvvarzschild'in çözüm ü, nokta benzeri bu yıldıza yaklaştığınız zam an garip şeylerin m eydana geldiğini gösterm ektedir. Yıldızın çevresinde geriye dönüşü olm ayan bir nokta olan, görünm eyen ("olay u fk u" adı verilen) bir küre bulunur. Tıpkı bir ıstakoz kafesi gibi her şey içeri gire bilir fakat hiçbir şey dışarı çıkam az. Bir kez olay ufkunu geçer seniz, asla geri dönem ezsiniz. (Olay ufkunun içine girdiğiniz zam an tekrar dışarı çıkabilm ek için ışıktan daha hızlı hareket etm eniz gerekir, bu da m üm kün değildir). O lay ufkuna yavaş yavaş yaklaştıkça akıntının kuvvetiyle atom larınız esnem eye başlar. Ayaklarınız, başınızın hissettiğin den çok daha büyük bir çekim hisseder, bu nedenle önce "sp a gettiye d öner", sonra da parçalanırsınız. A ynı şekilde, vücudu
İŞIKTAN HIZLI
235
nuzdaki atom lar da kütleçekim i tarafından esnetilir ve parçala nır. Olay ufkuna yaklaşm anız, dışarıdan seyreden bir gözlem ciye sanki zam anda yavaşlıyörm üşsünüz gibi görünür. Tam olay ufkunda olduğunuz anda ise zam an durm uş gibi görünür! Üstelik biraz daha ilerleyerek olay ufkunun ötesine geçtiği niz zam an, bu kara delik tarafından tuzağa düşürülm üş ve m il yarlarca yıldan beri onun etrafında dönüp duran ışığı görürsü nüz. Sanki kara deliğin bütün geçm işini ayrıntılarıyla ortaya koyan, başlangıcına kadar uzanan bir film seyrediyorm uşsunuz gibi gelir size. Ve nihayet, eğer kara deliğin içinden düm düz geçip düşebi lecek olsaydınız, öbür tarafta başka bir evren ile karşılaşırdınız. Buna Einstein-Rosen Köprüsü adı verilir, Einstein tarafından 1935 yılında önerilm iştir, şim di ise solucan deliği olarak adlan dırılmaktadır. Einstein ve diğer fizikçiler, bir yıldızın doğal yollarla böylesine devasa bir nesneye asla dönüşem eyeceğine inanm aktadır. Aslına bakılacak olursa Einstein, 1939 yılında dönen bir gaz ve toz kütlesinin asla böyle bir kara delik oluşturacak şekilde y oğu n laşam ayacağ ın ı g österen bir m akale yayım lam ıştı. Dolayısıyla, bir kara deliğin içinde pusuya yatm ış bir solucan deliği bulunsa da, böyle garip bir nesnenin doğal yollardan orta ya çıkam ayacağına inanıyordu. A slında astrofizikçi A rthur Eddington, bir zam anlar "D oğad a bir yıldızın böyle anlam sız bir şekilde davranm asını engelleyen bir yasa olm alı" demişti. Başka bir deyişle, kara delikler gerçekten Einstein denklem lerinin geçerli sonuçlarıydı, fakat böyle bir şeyi doğal yöntem lerle oluş turabilecek bilinen hiçbir m ekanizm a m evcut değildir. Bütün bunlar, J. Robert O ppenheim er ve öğrencisi H artland Snyder tarafından o yıl yayım lanan ve kara deliklerin aslında doğal nedenlere bağlı olarak ortaya çıkabileceğini gösteren bir m akale ile değişti. Yazarlar, ölm ekte olan bir yıldızın bütün nük leer yakıtm ı kullanıp bitirdiğini ve kütleçekim i nedeniyle çöktü ğünü, yani kendi ağırlığı ile kendi içine girdiğini varsaym ışlardı. Eğer kütleçekim i bu yıldızı kendi olay ufkunun içine kadar
236
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
sıkıştırabilirse, o zam an bilim in bildiği hiçbir şey kütleçekim inin yıldızı bir nokta parçacığa, bir kara deliğe dönüşünceye kadar sıkıştırm asına engel olam azdı. (Bu çökm e yöntem i, birkaç yıl sonra O ppenheim er'a çöken bir plütonyum küresine bağlı olarak çalışan N agasaki bom basının yapım ı için ipuçları verm iş ti). Bir sonraki ilerlem e 1963 yılında, Yeni Zelandalı m atem atik çi Roy K err'in bir kara deliğin belki de en gerçekçi örneğini ince lem esi sonucunda kaydedildi. Paten kayanların kollarım vücut larına yaklaştırdıkları zam an daha hızlı dönebilm elerine çok benzer bir şekilde, nesneler küçüldükçe daha büyük bir hızla dönebilirler. Bunun sonucu olarak, kara deliklerin inanılm az hızlarda dönüyor olm ası gerekir. Kerr, dönen bir kara deliğin Schw arzschild'in varsaydığı gibi çökerek nokta benzeri bir yıldıza dönüşm eyeceğini, çöktüğü zam an dönen bir halka oluşturacağını buldu. H alkaya çarpacak kadar şanssız olan herhangi biri ortadan yok olurdu; fakat hal kanın içine düşen biri ölm ezdi, gerçekten öbür tarafa geçerdi. A ncak halkanın öbür tarafından çıkm ak yerine Einstein-Rosen K öprüsünden geçer ve başka bir evrende ortaya çıkardı. Başka bir deyişle, dönen kara delik, A lis'in A ynasının çerçevesidir. Eğer bu kişi dönen halkanın içinden ikinci bir kez geçecek olursa, bam başka bir evrene girer. Aslında dönen halkaya ardı ardına yapılan girişler, bir asansördeki "y u k arı" tuşuna basılm a sına çok benzeyen bir şekilde kişiyi farklı paralel evrenlere götü recektir. İlke olarak her biri diğerinin üzerine dizilm iş sonsuz sayıda evren var olabilir. Kerr, "B u sihirli halkadan geçersen vay canına! - yarıçapı ve kütlesi negatif olan tam am en farklı bir evrene girersin" diye yazm ıştı. Bununla birlikte, önem li bir püf noktası bulunm aktadır. Kara delikler, "ters yönde geçilem eyen solucan d elikleri"dir; yani, olay ufkunun içinden geçiş, tek yönlü bir yolculuktur. Olay ufkunun ve Kerr halkasının içinden bir kez geçince, halkadan geri dönüp olay ufkundan dışarı çıkam azsınız. Ancak, C alTech'ten Kip Thorne ve çalışm a arkadaşları, 1988 yılında ters yönde geçilebilir olan, yani bir kez içinden geçtikten
IŞIKTAN HIZLI
237
sonra serbestçe ileri geri geçebileceğiniz bir solucan deliği örne ği buldular. A slına bakılacak olursa, bir çözüm olarak bir solu can deliğinin içinden geçm ek bir uçak yolculuğu yapm aktan kötü olm ayacaktır. N orm al koşullar altm da kütleçekim i solucan deliğinin boğaz kısm ını ezer, öbür tarafa ulaşm aya çalışan astronotları yok eder. Bu, bir solucan deliğinin içinde ışıktan hızlı yolculuk yapılabil m esinin nedenlerinden biridir. Fakat, negatif enerjinin veya negatif kütlenin itici gücünün, boğazı astronotların sorunsuz bir şekilde geçişine olanak sağlam aya yetecek kadar bir süre için açık tutacağı düşünülebilir. Başka bir deyişle negatif m adde veya enerji, hem Alcubierre itkisi ve hem de solucan deliği çözü m ü için tem el nitelik taşım aktadır. Son birkaç yılda Einstein'm denklem leri için solucan delikle rine olanak sağlayan şaşılacak kadar çok sayıda kesin çözüm bulunm uştur. Fakat acaba solucan delikleri gerçekten var m ıdır, yoksa bunlar sadece m atem atiğin hayal ürünü olan şeyler m idir? Solucan deliklerinin ilgili olarak birkaç önem li sorun mevcuttur. İlk olarak, bir solucan deliğinin içinde yol alm ak için uzay ve zam anda olm ası gereken bozulm aları yaratm ak üzere olağanüs tü m iktarlarda, devasa bir yıldız veya kara delik ölçeğinde pozi tif ve negatif m addeye gerek duyulacaktır. W ashington Üniversitesi'nden bir fizikçi olan M atthew Visser, 1 m etrelik bir solu can deliği açabilm ek için Jüp iter'in kütlesiyle kıyaslanabilecek m iktarda enerjiye gerek duyacağınızı, am a bunun negatif olm a sının gerektiğini tahm in etm ektedir. O nun söylediğine göre "İşi yapm ak için yaklaşık olarak eksi bir Jüp iter kadar kütleye gerek sinim iniz olacaktır. Yalnızca pozitif Jüpiter kütlesi kadar enerji yi kullanm ak dahi yeterince sıra dışıdır, öngörülebilir gelecekte ki yeteneklerim izin çok ötesindedir. California Teknoloji Enstitüsü'nden Kip Thorne tarafından tahm in edildiğine göre, "F izik yasalarının, insan büyüklüğünde bir solucan deliğini açık tutm aya yetecek kadar garip bir m adde ye olanak sağladığı anlaşılacaktır. Fakat aynı zam anda, solucan deliklerim yapm ak ve onları açık tutm ak için gereken teknoloji
238
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
nin uygarlığım ızın yeteneklerini inanılm ayacak ölçüde aştığı da görülecektir." İkinci olarak, bu solucan deliklerinin ne kadar kararlı olaca ğını bilm iyoruz. Bu solucan delikleri tarafından üretilen radyas yon, içine giren herkesi öldürebilir. Veya solucan delikleri hiç kararlı olm ayabilir, içine biri girdiği zam an kapam verir. Üçüncü olarak, kara deliğin içine düşen ışık dem etleri m avi ye dönüşür; yani olay ufkuna yaklaştıkça giderek artan bir ener ji kazanırlar. Aslında tam olay ufkunda oldukları zam an ışık, teknik olarak m aviye kaym ıştır, dolayısıyla içeride oluşan bu enerji, bir roketin içindeki herkesi öldürebilir. Bu
soru n ları
biraz
daha
ayrın tılı
şekilde
tartışalım .
Sorunlardan biri, uzay ve zam an dokusunu yırtm ak için yeterli olacak enerjiyi toplamaktır. Bunu yapm anın en basit yolu, bir nesneyi kendi "o lay u fk u"n d an daha küçük hale gelinceye kadar sıkıştırm aktır. G üneş'i ele alacak olursak bu, onu yaklaşık 3 mil çapa kadar sıkıştırm ak anlam ına gelir, o zam an da çökerek bir kara delik oluşturacaktır. (G üneş'in kütleçekim i, kendini sıkıştırarak 3 kilom etre çapa indirecek kadar güçlü değildir, bu nedenle G üneş'im iz asla bir kara delik olm ayacaktır. İlke olarak bu dem ektir ki, herhangi bir şey, hatta siz bile, yeterli m iktarda sıkıştırm a sonucunda bir kara delik haline gelebilirsiniz. Bu, vücudunuzun bütün atom larm ı atom altı m esafelerden daha küçük bir boyuta kadar sıkıştırm ak anlam ına gelir - çağdaş bili m in yeteneklerinin ötesinde olan bir işlem dir bu). Daha kolay uygulanabilir bir yaklaşım ise, belli bir noktaya yoğun bir ışın gönderecek bir lazer bataryası inşa etm ek olabilir. Veya, iki ışın dem eti yaratm ak için devasa bir atom parçalayıcı inşa edilebilir, sonra bu iki ışını birbiriyle çarpıştırarak ortaya uzay-zam am n kum aşını yırtm aya yeterli inanılm az güçte enerji ler çıkm ası sağlanabilir.
IŞIKTAN HIZLI
239
PLANCK ENERJİSİ VE PARÇACIK HIZLANDIRICILAR Uzay ve zam anda bir kararsızlık yaratm ak için gerekli olan enerji, hesaplanabilir: Sonuç, Planck enerjisi dolaylarında veya 1010 m ilyar elektron volt düzeylerindedir. Gerçekten hayal dahi edilem eyecek büyüklükte bir sayı olan bu değer, günüm üzün en güçlü m akinesi, İsviçre'nin Cenevre şehri dışında kurulu Büyük H adron Çarpıştıcısı (LHC) vasıtasıyla ulaşılabilen enerjiden bir katrilyon kat büyüktür. LHC, protonları Büyük Patlam a'dan bu yana görülm em iş olan trilyonlarca elektron volt düzeyine ula şıncaya kadar döndürm e kapasitesine sahiptir. A ncak bu deva sa m akine dahi, Planck enerjisinin yanm da sözü edilm eye değe cek kadar enerji üretem em ektedir. L H C 'd en bir sonraki parçacık hızland ırıcı, U lu slararası Doğrusal Çarpıştırıcı (ILC) olacaktır. ILC, atom altı parçacıkları fırlatırken yolunu bir çem ber oluşturacak şekilde bükm ek yeri ne, düz bir yol üzerinde fırlatacaktır. Parçacıklara bu yol üzerin deki hareketi sırasında, inanılm az büyüklükte enerjilere ulaşın caya kadar enerji eklenecektir. Daha sonra, bir elektron dem eti anti elektronlarla çarpışacak, m uazzam bir enerji patlam ası yaratılacaktır. ILC, şu anda en büyük doğrusal hızlandırıcı olan Stan ford D oğrusal H ızlan d ırıcısın ın u zun lu ğun u n on katı kadar, yani 30 ila 40 kilom etre uzunlukta olacaktır. Eğer her şey yolunda giderse, ILC 'nin önüm üzdeki on yıl içinde tam am lan m ası beklenm ektedir. ILC tarafından üretilen enerji, 0,5 ila 1,0 trilyon elektron volt dolayında olacaktır. Bu değer, LHC tarafm dan üretilen 14 tril yon elektron volttan daha düşük olsa da, bu durum yanıltıcıdır. (LH C'de protonlar arasındaki çarpışm alar, protonu oluşturan b ileşen ler olan k u arklarm arasın d a cereyan etm ektedir. Dolayısıyla kuarklarla ilgili çarpışm alar 14 trilyon elektron volt tan daha düşüktür. Bu nedenle ILC, LH C 'ye kıyasla daha büyük çarpışm a enerjileri sağlayacaktır). Ayrıca, elektronun bilinen hiçbir bileşeni var olm adığı için elektronlarla anti elektronlar arasındaki çarpışm alar daha basit ve daha temizdir.
240
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Ancak, gerçekçi olm ak gerekirse, ILC de uzay-zam an içinde bir delik açm a yeteneğinden çok uzaktır. Bunu sağlam ak için bir katrilyon kat güçlü bir hızlandırıcıya ihtiyacınız bulunm aktadır. Yakıt olarak ölü bitkileri (yani petrol ve köm ür) kullanan Tip 0 uygarlığım ız için bu teknoloji, sağlayabileceklerim izin çok öte sindedir. Yine de, Tip III bir uygarlık için bu m üm kün olabilir. Hatırlarsanız, enerjiyi galaksi ölçeğinde kullanan bir Tip III uygarlık, enerji kullanım ı tek bir yıldızın enerjisine dayalı olan bir Tip II uygarlıktan 10 m ilyar kat fazla enerji tüketm ektedir. Bir Tip II uygarlık ise, enerji kullanım ı tek bir gezegenin enerji sine dayalı olan bir Tip I uygarlıktan 10 m ilyar kat fazla enerji tüketir. Bizim cılız Tip 0 uygarlığım ız, bir ila iki yüzyıl sonra Tip I konum una erişebilecektir. Bu kıyaslam a göz önüne alındığı zam an, Planck enerjisine ulaşacak noktadan çok am a çok uzakta olduğum uz görülecektir. Pek çok fizikçi, son derece küçük m esafelerde, örneğin 10'33 santim etrelik Planck uzaklığında boşlukların boş veya pürüzsüz değil, "köp ü klü " olduğuna inanm aktadır; boşluklar, sürekli ola rak ortaya çıkıveren, birbirleriyle çarpışan, sonra da vakum un içinde yok oluveren m inik kabarcıklarla doludur. Vakum un içine girip çıkan bu kabarcıklar, ortaya çıkıp sonra kaybolan elektronlara ve anti elektronlara çok benzeyen "san al evren ler" dir. N orm al olarak bu kuantum uzay-zam an köpüğü bizim için tüm üyle görünm ezdir. Bu kabarcıklar öylesine m inik m esafeler de ortaya çıkar ki, biz onları gözlem leyem eyiz. A ncak kuantum fiziği, enerjiyi tek bir noktada biriktirerek Planck enerjisine ula şacak olursak, bu kabarcıkların büyüyebileceğini bize söylem ek tedir. O zam an uzay-zam am n m inik kabarcıklarla dolu olduğu nu, her kabarcığın bir "y av ru evrene" bağlı bir solucan deliği olduğunu görebiliriz. Geçm işte bu yavru evrenlerin entelektüel bir garabet, soyut m atem atiğin garip bir sonucu olduğu düşünülürdü. Fakat artık fizikçiler evrenim izin de bu yavru evrenlerden biri olarak doğ m uş olabileceğini ciddi şekilde düşünm ektedir.
IŞIKTAN HIZLI
241
Bu düşünceler tam am ıyla tahm inden ibaret olsa da, fizik yasaları yeterli m iktarda enerjiyi tek bir noktada toplayıp uzayzam an köpüğüne erişerek uzayda bir delik açm am ıza ve evreni m izi bir yavru evrene bağlayan solucan deliklerinin ortaya çık m ası olasılığına izin verm ektedir. H iç şüphesiz, uzayda bir delik açm ak teknolojim izde büyük ilerlem eler kaydedilm esini gerektirm ektedir, fakat yine söyleye lim , bu ancak bir Tip III uygarlık için m üm kündür. Örneğin, "W akefield m asa üstü hızlandırıcı" adı verilen bir şeyde üm it vaat eden gelişm eler elde edilm iştir. Son derece dikkat çekici olan bu atom parçalayıcı o kadar küçüktür ki, bir m asanın üstü ne yerleştirebilir, fakat yine de m ilyarlarca elektron volt düze yinde enerji üretebilir. W akefield m asa üstü hızlandırıcı, yüklü parçacıkları lazerle ateşler ve onların bu lazerin enerjisi aracılı ğıyla yol alm alarını sağlar. Stanford D oğrusal H ızlandırıcı M erkezinde, İngiltere'deki Rutherford A ppleton Laboratuvarı'nda ve Paris'te École Polytechnique'de yapılan deneyler, ener ji yüklem ek am acıyla lazer ışınları ve plazm a kullanarak küçük m esafelerde m uazzam hızlara ulaşm anın m üm kün olduğunu gösterm ektedir. Stanford D oğrusal H ızlandırıcı M erkezi, UÇLA ve U SG 'deki fizikçiler ve m ühendisler 2007 yılında m uazzam bir parçacık hızlandırıcının enerjisinin yalnızca 1 m etre içerisinde iki katm a çıkartılabileceğini gösterdikleri zam an da önem li bir ilerlem e sağlanm ıştı. Stan ford 'da 3 kilom etre uzunluğunda bir boru içine fırlatılan ve 42 m ilyar elektron volt enerjiye ulaşan bir elektron demeti ile işe başladılar. Bu yüksek enerjili elektronlar sonra yal nızca 88 santim etre uzunlukta bir plazm a odasından oluşan bir "e k ateşleyici" içine gönderildiler, burada 42 m ilyar elektron volt enerji daha kazandılar ve enerjileri iki katm a çıktı. (Plazma odası lityum gazıyla doludur. Elektronlar gaz içinden geçerken girdap yaratan bir dalga oluştururlar. Bu girdap da elektron dem etinin arkasına dolanır, sonra onu ileriye iter, ilave bir itiş sağlar). Fizikçiler, bir elektron dem etinin m etre başına enerji cin sinden hızlandırılabileceği m iktara ilişkin eski rekoru bu şaşırtı cı başarıları ile üç bin kat ileri götürm üşlerdi. M evcut hızlandın-
242
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
cılara bu tür "e k ateşleyiciler" eklem ek suretiyle enerjileri nere deyse bedava denecek bir m aliyetle yaklaşık iki katm a çıkartıla bilecekti. Günüm üzde bir W akefield m asa üstü hızlandırıcı için dünya rekoru, m etre başına 200 m ilyar elektron volttur. Bu sonucu daha büyük m esafelere ölçeklendirirken ortaya bazı sorunlar çıkar (içine lazer gücü pom palanırken dem etin kararlılığını korum ak gibi). Ancak, m etre başına 200 m ilyar elektron voltluk bir güç düzeyini sağlayabileceğim izi varsayarsak, Planck enerji sine ulaşm a kapasitesine sahip bir hızlandırıcının 10 ışık yılı uzunlukta olm ası gerekeceğini hesaplayabiliriz. Bu da, pekâlâ bir Tip III uygarlığın başarabileceği sınırlar içerisindedir.
Solucan delikleri ve esnetilm iş uzay, bize ışık hızı sınırını aşm anın en gerçekçi yolunu gösterebilir. Ancak, bu teknolojile rin kararlı olup olm adığı bilinm em ektedir; eğer öyle iseler, yine de işe yaram aları için pozitif ya da negatif, m uhteşem m iktarda enerjiye gereksinim olacaktır. Gelişm iş bir Tip III uygarlık belki de şim diden bu teknoloji ye sahiptir. Bu ölçekte güçleri dizginlem eyi dahi hayal etm eye başlam am ız için binlerce yıl geçm esi gerekebilir. U zayın kuan tum düzeyindeki dokusunu yöneten tem el yasalar konusundaki tartışm alar hâlâ devam etm ekte olduğu için, bunu II. sınıf bir olanaksızlık olarak sınıflandırıyorum .
12 Zamanda Yolculuk Eğer zamanda yolculu k müm künse, gelecekten gelen tu ris tle r nerede? - STEPHEN HAVVKING
“ [Zamanda yolculu k] m antığa a y k ırıd ır” dedi Filby. Zaman Yolcusu, “ hangi m antığa?” diye sordu. - H. G. VVELLS
Y
A Z A R G . S P R U IL L , Janus D enklem i adlı rom anında zam an yolculuğu ile ilgili sinir bozucu sorunlardan birini
ele alm aktadır. H ikâyede zam anda yolculuğun gizem im keşfet m eye çalışan yetenekli bir m atem atikçi gizem li ve güzel bir kadınla tanışır ve kadının geçm işi hakkında hiçbir şey bilm em e sine karşın birbirlerine aşık olurlar. A dam , kadının gerçek kim liğini m erak etm eye başlar. Sonunda, kadının bir zam anlar görünüşünü değiştirm ek için plastik am eliyat geçirdiğim öğre nir. Bir de cinsiyet değişim i am eliyatı geçirm iştir. En sonunda o "k ad ın "ın aslında gelecekten gelen bir zam an yolcusu olduğunu ve o "k a d ın "m aslında kendisi olduğunu fakat gelecekten geldi ğini keşfeder. Yani, kendi kendisi ile aşk yaşam ıştır. Okur, eğer bir çocukları olsaydı ne olacağm ı düşünür durum da bırakılır. Ya bu çocuk geçm işe gitse, büyüyüp hikâyenin başındaki m atem a tikçi olsa, bu durum da kendi kendinizin annesi, babası ve kızı olm anız m üm kün m üdür?
244
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
GEÇMİŞİ DEĞİŞTİRMEK Zam an, evrenin büyük gizem lerinden biridir. H epim iz zam an nehri içinde isteklerim ize aykırı şekilde sürüklenir dururuz. M.S. 400 yıllarında A ziz Augustine, zam anın çelişkili yapısı hak kında epeyce yazı yazm ıştır: "G eçm iş artık yoksa ve gelecek henüz var olm am ışsa, geçm iş ve gelecek nasıl olabilir? Şim diye gelecek dem iyorsak, eğer şim di daim a varsa ve asla yol alarak geçm iş olm uyorsa, zam an değil sonsu zlu k olu rd u ." A ziz A ugustine'in m antığını bir adım daha ileri götürürsek zam anın m üm kün olm adığını görürüz, çünkü geçm iş gitm iştir, gelecek var değildir ve şim di ise yalnızca bir an için vardır. (Daha sonra Aziz Augustine, zam anın Tanrıyı ne şekilde etkiliyor olm ası gerektiğine ilişkin, bugün dahi geçerli olan derin soruları sor muştur. Eğer Tanrı her şeye kadir ve m utlak güce sahip ise, diye yazm ıştır, o takdirde O da zam anın akışına tabi m idir? Başka bir deyişle, biz ölüm lüler gibi Tanrı da bir randevuya geç kaldığı için acele etm ek zorunda m ıdır? A ziz Augustine, en sonunda Tanrının her şeye kadir olduğu ve dolayısıyla zam an tarafından kısıtlanam ayacağı, bu nedenle "zam anın dışında" var olm ası gerektiği sonucuna ulaşm ıştı. Zam anın dışında olm a kavram ı saçma görünse de, birazdan göreceğim iz gibi m odern fizikte tekrar tekrar karşım ıza çıkan bir fikirdir). H epim iz, tıpkı A ziz A ugustine gibi, zam anın garip özellikle ri ve uzaydan ne şekilde farklı olduğu konusunu m erak etm işiz dir. Eğer uzay içinde ileri geri hareket edebiliyorsak, zam an için de neden edem eyelim ? Ayrıca hepim iz gelecekte bizi nelerin bekliyor olabileceğim , bizden sonra nelerin olabileceğini de m erak etm işizdir. İnsanlar sonu olan bir yaşam süresine sahip tir, fakat biz yine de biz öldükten çok sonra gerçekleşecek olay ları yoğun şekilde m erak ederiz. Zam anda yolculuk yapm a isteğim iz belki de insanlık tarihi ile yaşıt olsa da, görünüşe göre yazılm ış ilk zam an yolculuğu hikâyesi, geleceğin dünyasını anlatan belgeleri İngiltere elçisine verm ek için 1997 yılından 250 yıl geriye seyahat eden bir m eleği
Z A M A N D A YOLCULUK
245
anlatan ve Sam uel M adden tarafından 1733 yılında yazılm ış olan Yirminci Yüzyıl Hatıraları adlı kitaptır. Bunun gibi daha pek çok hikâye yazılacaktı. Yazarı bilinm e yen 1838 tarihli "A rabayı Kaçırm ak: Bir Tarih H atası" adlı kısa hikâye, bir arabanın gelm esini beklerken birdenbire kendini bin yıl geçm işte buluveren bir adam ı anlatm aktadır. Adam , tarihi bir m anastırda karşılaştığı bir keşişe tarihin gelecek bin yıl boyunca nasıl seyredeceğini anlatm aya çalışır. Ardından, kendi sini aynı gizem li şekilde şim diki zam ana dönm üş olarak bulur, yalnızca arabayı kaçırm ıştır. Charles D ickens'm 1843 tarihli Bir Noel Şarkısı adlı rom anı dahi bir tür zam an yolculuğu hikâyesidir, çünkü Ebenezer Scrooge geçm işi ve kendisinin ölüm ünden sonraki geleceği gör m esi için geçm işe ve geleceğe götürülm ektedir. Am erikan edebiyatında zam an yolculuğunun ilk kez ortaya çıkışı, M ark Tvvain'in 1889 tarihli Kral Arthur'un Sarayında Connecticut'lu Bir Yankee adlı rom ana kadar uzanm aktadır. O n dokuzuncu yüzyılda yaşayan bir Yankee, zam an içinde geriye doğru bir yolculuk yaparak kendini M.Ö. 528 yılında Kral A rthur'un sarayında bulur. Esir alınır ve tam yakılm ak üzerey ken, o gün bir güneş tutulm ası olacağını bildiği için güneşi karartabilecek güce sahip olduğunu söyler. Güneş tutulm ası gerçekleştiği zam an kalabalık dehşete kapılır ve güneşi geri getirm esi karşılığında onu serbest bırakarak bütün haklarını iade etm eyi kabul eder. Fakat zam an yolculuğunu hayal dünyasında ciddi şekilde incelem ek için yapılan ilk denem e, H. G. W ells'in kahram anını binlerce yıl geleceğe gönderdiği Zaman Makinesi adlı eseridir. Bu uzak gelecekte insan ırkı genetik olarak iki türe bölünm üştür. Yer altındaki kirli m akineleri çalışır durum da tutup işleten tehditkâr M orlock'lar ve yerin üstünde güneş ışığı altmda kötü kaderleri (M orlock'lar tarafm dan yenm ek) hakkında hiçbir şey bilm eden dans eden çocuksu, işe yaram az Eloi'ler). O zam andan bu yana zam an yolculuğu, Uzay Yolu'ndan Geleceğe Dönüş'e kadar bilim kurgunun vazgeçilm ez bir parçası olm uştur. Süperm en I film inde Süperm en Lois L ane'in öldüğü
246
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
nü öğrenince çaresizlik içerisinde zam anı geri döndürm eye karar verir, D ünya'm n etrafında zam an geriye gidinceye kadar ışıktan hızlı şekilde dönm eye başlar. Dünya yavaşlar, durur ve sonunda ters yönde dönm eye başlaym ca bütün saatler geri gider. Sel suları geriye toplanır, yıkılan barajlar m ucizevi bir şekilde kendilerini onarır ve Lois Lane, ölüler arasından geri döner. Bilim in bakış açısından, zam anın bir ok olarak kabul edildiği N ew ton evreninde zam an yolculuğuna olanak yoktu. Bir kere başladı mı, asla geçm işten sapam azdı. Dünya üzerindeki bir saniye, evrenin her tarafında bir saniyeye eşitti. Bu anlayış, zam anın evrenin her yanını dolaşan, yıldızların ve galaksilerin içinden geçerken yavaşlayıp hızlanan bir nehre daha çok benze diğini gösteren Einstein tarafından alaşağı edildi. Buna göre, Dünya üzerindeki bir saniye m utlak değildir; evrende hareket ettiğimiz takdirde, zam an değişir. Daha önce ele aldığım gibi, Einstein'm özel görelilik kuram ı uyarınca bir roket ne kadar hızlı hareket ederse roketin içinde zam an o kadar yavaşlar. Bilim kurgu yazarları, eğer ışık sınırım aşarsanız zam anda geri gidebileceğiniz yorum unu yapm akta dır. Ancak, ışık hızına ulaşm anız sonsuz kütleye sahip olm anızı gerektirdiği için bu m üm kün değildir. Işık hızı, herhangi bir roket için m utlak hız sınırıdır. Uzay Yolu IV: Eve Dönüş'te Atılgan'm m ürettebatı bir K lingon gem isini kaçırarak zam anda geriye gitm ek için G üneş'in yanından bir sapan gibi dolanır ve 1960'larm San Francisco'suna gider. A ncak bu, fizik yasalarına aykırıdır. Bütün bunlara karşın geleceğe doğru zam an yolculuğu m üm kündür ve deneysel olarak m ilyonlarca kez doğrulanm ış tır. Zaman Makinesi'ndeki kahram anın uzak geleceğe yaptığı yol culuk, fizik açısından gerçekten m üm kündür. Eğer bir astronot ışık hızına yakın bir hızla yolculuk yapacak olsaydı, m esela en yakındaki yıldızlara ulaşm ası bir dakika sürerdi. Dünya üzerin de dört yıl geçerdi, fakat onun için yalnızca bir dakika geçm iş olurdu çünkü roketin içinde zam an yavaşlardı. Böylece o, D ün ya'daki ölçülere göre dört y ıl geleceğe yolculuk yapm ış olurdu.
Z A M A N D A YOLCULUK
247
(Astronotlarım ız uzaya her gidişlerinde aslm da geleceğe doğru küçük bir yolculuk yapm ış olurlar. D ünya'm n yörüngesinde saatte 29.000 kilom etre hızla yol alırken, saatleri dünya üzerin deki saatlerd en kü çü cü k b ir m ik tar daha yavaş çalışır. Dolayısıyla, uzay istasyonunda bir yıl uzunluğunda bir görevin ardından D ünya'ya geri döndükleri zam an, aslm da geleceğe doğru bir saniyenin küçük bir kesri kadar bir yolculuk yapm ış olurlar. Şu anda geleceğe yolculuk konusunda dünya rekoru, 748 gün boyunca yörüngede kalan ve dolayısıyla 0,02 saniye geleceğe giden Rus astronot Sergei A vdeyev'e aittir). Dolayısıyla, bizi geleceğe götürebilecek bir zam an m akinesi, Einstein'm özel görelilik kuram ı ile tutarlıdır. Fakat ya zam anda geriye gitm ek? Eğer zam anda geriye doğru yolculuk yapabilseydik, tarihin yazılm ası olanaksız olurdu. Bir tarihçi ne zam an geçm işin tarihi ni yazacak olursa biri zam anda geriye gidebilir ve tarihi yeniden yazabilirdi. Z am an m akineleri yalnızca tarihçileri işsiz bırak m akla kalm az, ayrıca zam anın akışım canım ızın istediği şekilde değiştirm em ize de olanak sağlardı. Ö rneğin, eğer dinozorların yaşadığı çağlara giderek tesadüfen atam ız olan bir m em elinin üzerine kazara basacak olursak, belki de insan ırkının tam am ını ortadan kaldırabilirdik. G elecekten gelen turistler iyi bir kam era açısı elde etm ek için tarihi olayları çiğnedikçe tarih, sonu gelm e yen deli fişek bir M onty Python* hikâyesine dönerdi.
ZAMAN YOLCULUĞU: FİZİKÇİLERİN OYUN ALANI Kara deliklerin ve zam an m akinelerinin yoğun m atem atiksel denklem leri konusunda belki de dünyada en çok tanm m ayı başaran kişi, Stephen Fiaw king'dir. Genç yaşta m atem atiksel fizik alam nda ün kazanan diğer görelilik öğrencilerinin aksine, Efawking aslm da gençliğinde çok başarılı bir öğrenci değildi. Son derece zeki olduğu açıkça belliydi, fakat öğretm enleri sıklık * Monty Python: Bir İngiliz komedi grubu (Ç.N.)
248
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
la onun derslere odaklanm adığını ve asla gücünü tam olarak ku llan m ad ığ ın ı gözlem lem ekteyd i. A ncak, 1962 yılın d a O xford 'dan m ezun olduktan, kendisinde ilk A LS (amyotrophic lateral sclerosis - m otor nöron hastalığı veya Lou G ehrig hasta lığı) belirtilerini gözlem lem eye başladıktan sonra, bir dönüm noktası yaşandı. Tedavisi olm ayan, bütün hareket yeteneğini kaybetm esine yol açacak ve m uhtem elen kısa zam anda kendisi ni öldürecek olan bu m otor nöron hastalığına yakalanm ış oldu ğunu öğrendiği zam an, çok sarsılm ıştı. H aberler başlangıçta son derece üzücüydü. Eğer kısa süre içinde ölecekse, bir Ph.D. alm a nın ne yararı vardı? Ancak, ilk şoku atlattıktan sonra yaşam ında ilk defa odaklan dı. Yaşayacak uzun zam am m n olm adığını anlayarak genel göre lilik ile ilgili en zorlu problem lerin bazılarıyla yoğun bir şekilde uğraşm aya başladı. 1970'li yılların başlarında Einstein'm kura m ındaki "garip liklerin" (kütleçekim sel alanın m esela kara deli ğin ortasında ve Büyük Patlam a anında sonsuz değer kazanm a sı) göreliliğin tem el özelliklerinden biri olduğunu ve Einstein'm zannettiğinin aksine kolaylıkla göz ardı edilem eyeceğini göste ren bir dizi m akale yayım ladı. 1974 yılında H awking, kara delik lerin tam anlam ıyla kara olm adığını, şim di H aw king ışınım ı ola rak adlandırılan bir ışınım yaydığını, çünkü ışınım ın kendine bir tünel bularak bir kara deliğin kütleçekim i alanından dahi kurtu labileceğini de kanıtladı. Bu m akale, kuantum kuram ım n ilk kez görelilik kuram ına uygulanışıydı ve onun bilinen en iyi eseri olarak kabul edilm ektedir. ALS, öngörüldüğü şekilde ellerinin, bacaklarının ve ses telle rinin felç olm asına yol açtı, fakat hastalığın ilerlem esi doktorla rın başta öngördüğünden çok daha yavaş bir hızla gerçekleş mekteydi. Bunun sonucu olarak norm al insanların alışılagelm iş kilom etre taşlarının çoğunu aştı, üç çocuk babası oldu (şimdi bir büyükbabadır), ilk eşinden 1991 yılında boşandı, dört yıl sonra kullandığı ses sentezleyicisini yaratan adam ın eşiyle evlendi ve 2006 yılında ikinci eşinden boşanm ak için m ahkem eye başvur du. 2007 yılında, bütün yaşam ı boyunca yapm ak istediği bir şeyi yapıp bir jete binerek yükseklere çıktığı ve ağırlıksızlığı yaşadı
Z A M A N D A YOLCULUK
249
ğı zam an gazetelerin m anşetlerine çıktı. Bir sonraki hedefi, uzaya gitmektir. Günüm üzde neredeyse tam am en felçli bir durum da teker lekli sandalyesinde yaşam akta, dış dünya ile olan ilişkisini göz hareketleri vasıtasıyla kurm aktadır. Yine de, bu m ahvedici engellilikle bile espriler yapm akta, m akaleler yazm akta, konfe ranslar verm ekte ve tartışm alara girm ektedir. İki gözünü hare ket ettirerek, vücutlarının tam am ını kontrol eden bir bilim insa nı ekibinden daha fazla iş üretm ektedir. (Cam bridge Ü niversitesi'n d en çalışm a arkad aşı, K raliçe tarafın d an K raliyet G ökbilim cisi olarak atanan Sir M artin Rees, bir seferinde bana H aw king'in engelinin onu oyunun en tepesinde tutm ak için gerekli hesaplam aları yapm aktan alıkoyduğunu anlatm ıştı. Bu nedenle, öğrencilerinin yapabileceği çeşitli hesaplam aları yap m ak yerine enerjisini yeni ve taze fikirler üretm eye yoğunlaştır maktaydı). 1990 yılında H aw king, çalışm a arkadaşlarının kendi zam an m akinesi sürüm lerini önerdiği bazı m akaleler okumuş ve derhal eleştirm işti. İçgüdüsü ona zam an yolculuğunun m üm kün olm a dığını, çünkü gelecekten gelm iş hiçbir turist bulunm adığını söy lem ekteydi. Eğer zam an yolculuğu bir parkta pazar pikniği yap m ak kadar kolay bir iş olsaydı, gelecekten gelen gezginlerin kam eralarıyla aram ıza dalıp fotoğraf albüm leri için poz verm e m izi isteyerek bizi rahatsız ediyor olm aları gerekirdi. H aw king, fizik dünyasına da bir m eydan okum ada bulundu. O nun düşüncesine göre, zam an yolculuğunu olanaksız yapan bir yasanın m evcut olm ası gerekirdi. "Tarihi tarihçiler için güvenli" hale getirm ek am acıyla zam an yolculuğunun fizik y asaların d an m en ed ilm esi için b ir "K ro n o lo ji K orum a K uralları" dizisi önerdi. Bununla beraber asıl utanç verici olan şey, fizikçilerin ne kadar uğraşırlarsa uğraşsınlar zam an yolculuğunu engelleyen bir yasa bulam am alarıydı. G örünüşe göre zam an yolculuğu, bilinen fizik yasalarına uygundu. Zam an yolculuğunu olanaksız hale getiren herhangi bir fizik yasası bulm ayı başaram ayan H aw king, bir süre önce fikrini değiştirdi. "Z am an yolculuğu
250
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
m üm kün olabilir, ancak uygulanabilir değildir" diyerek yine gazete m anşetlerine çıktı. Bir zam anlar bilim in sınırı kabul edilen zam an yolculuğu, birdenbire kuram sal fizikçiler için bir oyun bahçesi oluverdi. Cal Tech'ten fizikçi Kip Thorne şöyle yazıyordu: "Z am an yolculuğu eskiden sadece bilim kurgu yazarlarının dünyasında vardı. Ciddi bilim insanları, zam an yolculuğundan vebadan kaçar gibi kaçm aktaydı - takm a isim le rom an yazarken veya yazılm ış rom anları gizli gizli okurken dahi. Zam an nasıl da değişti! Artık ciddi bilim sel dergilerde zam an yolculuğunun önde gelen kuram sal fizikçiler tarafından yazılm ış bilim sel incelem elerini görüyoruz . . . Bu değişim neden m i m eydana geldi? Çünkü biz fizikçiler, zam anın özelliklerinin yalnızca bilim kurgu yazarları nın eline terk edilem eyecek kadar önem li bir konu olduğunun farkına vardık." Bütün bu karm aşa ve heyecanın nedeni, Einstein'm denklem lerinin pek çok türde zam an m akinesine izin veriyor olm asıdır. (Bunların kuantum kuram ının getirdiği m eydan okum alara dayamp dayanm ayacağı ise hâlâ şüphelidir). A slına bakılacak olursa Einstein'm kuram ında "kap alı zam an benzeri eğriler" adı verilen ve geçm işe doğru zam an yolculuğu yapm aya olanak sağlayan yolların teknik ism i olan bir şeyle karşılaşm aktayız. Eğer bir kapalı zam an benzeri eğrinin yolunu izleyecek olursak, bir yolculuğa çıkabilir ve yola çıkm adan önce geri dönebiliriz. İlk zam an m akinesi, b ir solucan d eliğind en yararlanır. Einstein'm denklem lerinin uzaydaki iki uzak noktayı birbirine bağlayan pek çok çözüm ü bulunm aktadır. Ancak, Einstein'm kuram ında uzay ve zam an birbirleriyle çok yakın şekilde ilişkilendirildiği için, aynı solucan deliği zam andaki iki noktayı da birbirine bağlayabilir. Solucan deliğinin içine düşm ek suretiyle geçm işe (hiç olm azsa m atem atiksel olarak) yolculuk yapabilirsi niz. Sonra m uhtem elen başlangıç noktanıza dönebilir ve yola çıkm adan önceki kendinizle karşılaşabilirsiniz. Ancak, bir önce ki bölüm de belirttiğim iz gibi, bir kara deliğin m erkezindeki solucan deliğinden geçiş, tek yönlü bir yolculuktur. Fizikçi Richard G ott'u n söylediği gibi, "B ir kara deliğin içine giren bir
Z A M A N D A YOLCULUK
251
insanın zam anda geriye yolculuk yapabileceği konusunda her hangi bir soru işareti olduğunu düşünm üyorum . A sıl soru, onun geri dönüp bu konuda böbürlenm eyi başarıp başaram aya cağıdır." Bir başka zam an m akinesi, dönen bir evreni kapsam aktadır. 1949 yılında m atem atikçi Kurt Gödel, E instein'm zam an yolcu luğuyla ilgili denklem lerinin ilk çözüm ünü bulmuştu. Evren döndüğü takdirde, eğer evrenin çevresinde yeterli hızla yol alır sanız kendinizi geçm işte bulabilir ve yola çıkm adan önce hede finize varabilirsiniz. Dolayısıyla evren çevresinde bir yolculuk, aynı zam anda geçm işe yapılan bir yolculuktur. Gödel, İleri A raştırm alar M erkezini ziyaret eden astronotlara sık sık evrenin döndüğüne ilişkin kanıt elde edip etm ediklerini sorardı. O nlar evrenin genişlem ekte olduğuna ilişkin açık kam tlar bulunduğu nu, ancak evrenin net dönüşünün m uhtem elen sıfır olduğunu söyledikleri zam an, Gödel hayal kırıklığına uğram ıştı. (Aksi tak dirde zam an yolculuğu sıradan bir şey olurdu ve bizim bildiği miz tarih, çökerdi). Üçüncü olarak, eğer dönm ekte olan sonsuz uzunlukta bir silindirin etrafında yürürseniz, yine yola çıkm adan önce dönebi lirsiniz. (Bu çözüm , W. J. van Stockum tarafından 1936 yılında, G ö d el'in zam an yolculuğu çözüm ünden önce bulunm uştu, fakat anlaşılıyor ki van Stockum bu çözüm ün zam an yolculuğu na izin verdiğinin farkında değildi). Bu durum da, eğer M ayıs ayında dönen bir direğin etrafında dans ederek dönerseniz, ken dinizi N isan ayında bulabilirsiniz. (Bununla birlikte bu çözüm kendi sorununu yaratm aktadır, o da silindirin sonsuz uzunluk ta olm ak zorunda olm ası ve o kadar hızlı dönm esi ki üstündeki m alzem elerin kopup fırlam asıdır). Zam an yolculuğunun en son örneği, Princeton'lu Richard Gott tarafından 1991 yılında bulunm uştu. O nun çözüm ü, deva sa kozm ik sicim ler (Büyük Patlam a'nın kendisinden kalm ış ola bilecek) bulm a esasına dayanıyordu. İki büyük kozm ik sicim in çarpışm ak üzere olduğunu varsaydı. Eğer çarpışm akta olan bu kozm ik sicim lerin etrafında hızla yol alacak olursanız, zam anda geriye doğru giderdiniz. Bu tür bir zam an m akinesinin avantajı,
252
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
dönen sonsuz silindirlere, dönen evrenlere veya kara deliklere gereksinim inizin olm am asıdır. (Bununla beraber bu tasarım ın sorunu, uzayda yüzen m uazzam kozm ik sicim ler bulm anızın ve sonra da onları belli bir şekilde çarpıştırm anızın gerekm esidir. Ve zam anda geriye gitm e olasılığı, yalnızca kısa bir süre için devam eder). Gott, "E trafında bir tur döndüğünüz zam an bir yıl geriye gitm enize olanak sağlayacak kadar büyük bir çöken sicim döngüsünün tüm galaksinin yarısından fazla kütle-enerjiye sahip olm ası gerekecektir" dem ektedir. Ancak, zam an m akinesi için en fazla üm it vaat eden tasarım , bir önceki bölüm de bahsedilen "geçilebilir solucan d eliği", yani uzay-zam an içinde insanın serbestçe zam an içinde ileri geri gidebileceği bir deliktir. G eçilebilir solucan delikleri kâğıt üze rinde yalnızca ışıktan hızlı yolculuğa değil, zam an yolculuğuna da olanak sağlayabilir. G eçilebilir solucan deliklerinin anahtarı, negatif enerjidir. Bir geçilebilir solucan deliği zam an m akinesi, iki odacıktan m eydana gelir. H er odacık, birbirinden m inicik bir m esafe ile ayrılm ış iç içe iki küreden oluşacaktır. Dıştaki küre içe doğru çöktüğü zam an iki küre bir Casim ir etkisi, dolayısıyla negatif enerji yaratacaktır. Tip III bir uygarlığın bu iki odacık arasında bir solucan deliği kurm a (belki uzay-zam an köpüğünden bir tane çıkartm a) yeteneğine sahip olduğunu varsayalım . Sonra, ilk odacığı alalım ve onu ışık hızına yakın bir hızla uzaya göndere lim. Bu odacıkta zam an yavaşlar, bu nedenle saatler arasındaki senkronizasyon kaybolur. Zam an, birbirine solucan deliği vası tası ile bağlı iki odacıkta farklı hızlarda ilerler. Eğer ikinci odacıkta bulunuyorsanız, solucan deliğini kulla narak daha önceki bir zam anda bulunan birinci odacığa derhal geçebilirsiniz. Böylece, zam anda geriye gitm iş olursunuz. Bu tasarım ın karşı karşıya olduğu zorlu sorunlar bulunm ak tadır. Solucan deliği çok m inik, bir atom dan çok daha küçük ola bilir. Ve yeterli enerjiyi yaratm ak için plakaların Planck uzunlu ğu m esafelerine kadar sıkıştırılm ası gerekebilir. Son olarak, Zam anda yalnızca zam an m akinelerinin inşa edildiği noktaya
Z A M A N D A YOLCULUK
253
kadar geri gidebilirsiniz. O ndan öncesi için iki odacıktaki zam an, aynı hızda ilerliyor olacaktır.
ÇELİŞKİLER VE ZAMAN AÇMAZLARI Zam an yolculuğu, hem teknik ve hem de sosyal bir sürü soruna yol açm aktadır. Ahlaki, yasal ve etik sorunlar, "K endisinin daha genç halini yum ruklayan (ya da tersi) bir zam an yolcusu saldırı ile suçlanabilir m i? Birini öldüren, sonra da geçm işe kaçan zam an yolcusu, gelecekte işlediği suç dolayısıyla geçm işte yargı lanabilir mi? Eğer geçm işte evlenecek olursa, diğer eşi neredey se 5.000 yıl sonra doğacak olm asm a karşın bigam i (iki kişiyle ayni anda evli olma) ile yargılanm ası m üm kün m üdür?" diye soran Larry D w yer tarafından ortaya atılm aktadır. Fakat belki de en belalı sorunlar, zam an yolculuğunun gün deme getirdiği zam an ikilem leridir. Ö rneğin, biz daha doğm a dan önce ebeveynlerim izi öldürürsek ne olur? Bu, m antıksal bir olanaksızlıktır. Buna bazen "büyükbaba ikilem i" adı da veril mektedir. Bu ikilem leri çözm enin üç yolu bulunm aktadır. Birincisi, belki zam an içinde geriye gittiğinizde sadece geçm işi tekrar yaşar, dolayısıyla tarihin tekerrür etm esini sağlarsınız. Geçm işi, yazıldığı şekilde tam am lam ak zorundasınızdır. D olayısıyla, genç halinize zam an yolculuğunun sırrını verm ek üzere geçm i şe giderseniz, bunun anlam ı "bu n u n böyle olm ası gerekm ektey di" dem ektir. Zam an yolculuğunun sırrı, gelecekten gelm iştir. Kader, böyledir. (Fakat bu, orijinal fikrin nereden geldiğini bize söylemez). İkincisi, serbest irade sahibisinizdir, dolayısıyla geçm işi değiştirebilirsiniz, fakat belli sınırlarınız vardır. Serbest iradeni zin bir zam an ikilem i yaratm asına izin verilm ez. N e zam an doğum unuzdan önce ebeveynlerinizi öldürm eye kalkışırsanız, gizem li bir güç, tetiği çekm enize engel olur. Bu görüş, Rus fizik çi Igor N ovikov tarafından savunulm uştur. (Ona göre canım ız istese de tavanda yürüm em ize engel olan bir yasa vardır.
254
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Dolayısıyla, bizi doğum um uzdan önce ebeveynlerim izi öldür m ekten alıkoyan bir yasa da var olabilir. Bir garip yasa, tetiği çekm em ize engel olmaktadır). Ü çüncüsü, evren iki evrene bölünm üştür. Zam an çizgilerin den birinde öldürdüğünüz kişiler tam da ebeveynlerinize benze m ektedir, fakat farklıdırlar, çünkü artık paralel bir evrendesinizdir. Bu son olasılık, ileride çoklu evrenden bahsettiğim sırada görüleceği gibi, kuantum kuram ı ile tutarlı gibi görünm ektedir. İkinci olasılık, Arnold Schwarzenegger'in yönetim in katil m aki neler tarafından ele geçirildiği bir gelecekten gelen bir robotu canlandırdığı Terminator 3 film inde ele alınmıştır. G eride kalan ve m akineler tarafından hayvanlar gibi avlanan birkaç insan, m akinelerin öldürm eyi başaram adığı büyük bir liderin yönetim i altındadır. Am açlarına ulaşam ayan m akineler, bir dizi katil ro botu annesini öldürm eleri için büyük liderin henüz doğm am ış olduğu geçm işe gönderir. Fakat, destansı çarpışm aların ardın dan film in sonunda insan uygarlığı, olm ası gerektiği şekilde ortadan kalkar. Geleceğe Dönüş, üçüncü olasılığı ele alm ıştı. Dr. Brown, plü tonyum la çalışan bir DeLorean otom obil icat eder. Bu, aslında geçmişe gitm eyi sağlayacak bir zam an m akinesidir. M ichael J. Fox (M arty M cFly) m akineye girerek geçm işe gider ve gençlik çağındaki annesi ile karşılaşarak onun kendisine aşık olm asm a yol açar. Bu, zorlu bir sorun yaratır. Eğer M arty M cFly'm genç annesi, onun gelecekteki babasını reddederse, ileride asla evlen m eyebilirler ve M ichael J. F ox'un canlandırdığı karakter asla doğmayabilir. Sorun, Doktor Brow n tarafından biraz açıklanır. Yazı tahtası na gider ve evrenim izin zam an çizgisini tem sil eden yatay bir çizgi çizer. Sonra ilk çizgiden ayrılan ve geçm işi değiştirdiğiniz zam an açılan bir paralel evreni tem sil eden ikinci bir çizgi çizer. Böylece, zam an nehrinde ne zam an geriye gidecek olursak nehir bir çatal yapar, bir çizgi iki çizgi olur, bir sonraki bölüm de tartı şacağımız "çoğ u l dünyalar" olarak adlandırılan durum ortaya çıkar.
ZA M A N D A YOLCULUK
255
Bu d em ektir ki, zam an y olcu lu ğ u n u n b ütün ikilem leri çözüm lenebilir. Eğer daha doğm adan kendi ebeveynlerinizi öldürecek olursanız, genetik açıdan ebeveynlerinizle aym olan, aynı am lara ve kişiliklere sahip olan, fakat gerçek ebeveynleriniz olm ayan birilerini öldürm üşsünüz dem ektir. "Ç oğu l dünyalar" görüşü, zam an yolculuğu konusunda en az bir tem el sorunu çözüm lem ektedir. Bir fizikçi için zam an yol culuğu konusundaki bir num aralı eleştiri (negatif enerjiyi bul m anın yanı sıra), biriken ışınım etkisinin m akineye girdiğiniz anda sizi öldüreceği veya solucan deliğinin üzerinize çökeceği şeklindedir. Işınım etkileri birikir, çünkü zam an portalm a giren her türlü ışınım geçm işe gönderilecek ve evrende dolaşarak eninde sonunda günüm üze kadar ulaşacak, som a da tekrar solucan deliğine düşecektir. Işınım ın solucan deliği ağzından içeriye sonsuz kez girebilecek olm asından dolayı solucan deliği nin içindeki ışınım son derece güçlü olabilir - sizi öldürm eye yetecek kadar güçlü. Ancak, "çoğ u l dünyalar" yorum u bu soru nu çözüm lem ektedir. Eğer zam an m akinesinin içine ışınım girer ve geçm işe gönderilirse, yeni bir evrenin içine girer; zam an m akinesinin içine tekrar tekrar girem ez. Bu dem ektir ki, her çev rim için bir tane olm ak üzere sonsuz sayıda evren m evcuttur ve her döngüde sonsuz m iktarda ışınım değil, yalnızca ışınım ın bir fotonu var olabilir. 1997 yılında üç fizikçi, H aw king'in zam an yolculuğunu yasaklam a program ının doğası gereği hatalı olduğunu kanıtla yınca bu tartışm a biraz olsun berraklaştı. Bernard Kay, M arek Radzikow ski ve Robert W ald, bir yer dışında zam an yolculuğu nun bilinen bütün fizik yasaları ile tutarlı olduğunu ortaya koy dular. Zam anda yolculuk yaparken, olası sorunların hepsi olay ufkunda (solucan deliğinin girişine yakın bir yerde) toplanm ak taydı. A ncak, olay ufku, tam da E instein'm kuram ının bozulm a sını ve kuantum etkilerinin ön plana geçm esini beklediğim iz yerdir. Sorun, bir zam an m akinesine girdiğim iz zam an ışınım etkilerini hesaplam aya her çalıştığım ızda Einstein'm genel göre lilik kuram ını ışınım ın kuantum kuram ı ile birleştiren bir kuram kullanm aya çalışıyor olm am ızdan kaynaklanm aktadır. Fakat ne
256
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
zam an bu iki kuram ı birleştirm eye çalışsak, ortaya çıkan kuram son derece anlam sız olacaktır: O rtaya hiçbir anlam taşım ayan bir dizi sonsuz yanıt çıkar. İşte burada H er Şeyin Kuramı devreye girer. Bir solucan deli ğinin içinden geçm e konusunda karşım ıza çıkan ve fizikçileri çileden çıkartan bütün sorunlar (örn. solucan deliğinin kararsız lığı, ışınım ın sizi öldürebilecek olm ası, içine girdiğiniz zam an solucan deliğinin kapanm ası) olay ufkunda, tam da Einstein'm kuram ının anlam ım yitirdiği yerde yoğunlaşm aktadır. D olayısıyla, zam an yolculuğunu anlam anın anahtarı, olay ufkunun fiziğini anlam aktan geçm ektedir ve bunu yalnızca bir her şeyin kuram ı açıklayabilir. G ünüm üzde fizikçilerin çoğunlu ğunun zam an yolculuğu sorusunu kesin şekilde yam tlam ak için olası yollardan birinin kütleçekim i ile uzay-zam anm tam bir kuram ını hazırlam ak gerektiği konusunda görüş birliği içerisin de olm asının nedeni, budur. Bir her şeyin kuram ı, evrendeki dört kuvveti birleştirecek ve bir zam an m akinesinin içine girdiğim iz zam an neler olacağını hesaplam am ıza olanak sağlayacaktır. Y alnızca bir her şeyin kuram ı, solucan deliğinin yarattığı bütün ışınım etkilerini başa rılı şekilde hesaplayabilir ve zam an m akinesine girdiğim iz zam an solucan deliğinin ne kadar kararlı olabileceği sorununu kesin şekilde yanıtlayabilir. Bu durum da dahi, bu kuram ları test edebilm ek için gerçekten bir zam an m akinesi inşa etm ek istersek yüzyıllar boyu, hatta belki de daha fazla beklem ek zorunda kalabiliriz.
Zam an yolculuğu yasaları solucan deliklerinin fiziğine böylesine sıkı sıkıya bağlı olduğu için, görünüşe göre zam an yolculuğu II. sınıf bir olanaksızlık olarak sınıflandırılm ayı hak etm ektedir.
13 Paralel Evrenler “ Fakat g e rçe kte n ,” dedi Peter, “ her yerde, belki de hemen şu köşenin arkasında başka dünyalar ola bileceğini mi söylem ek istiyo rsu nu z?” Profesör, “ H içbir şey bundan daha fazla olası olam az,” dedi... b ir yandan da kendi kendine “ bun lara oku lla rda ne ö ğ re ttik le rin i m erak e d iyo ru m ,” diye m ırıldan ıyord u. - C. S. LEWIS, A R S LA N , CAD I VE GARDROP
Dinle: B itişikte son derece güzel b ir evren var; haydi gidelim - E. E. C U M M IN G S
LTERN A TİF EV REN LER gerçekten m üm kün m üdür? Bu konu, Uzay Yolu'nun "A yna, A yna" adlı m acerasında oldu ğu gibi, H ollyw ood senaryo yazarları için verim li bir konu olm uştur. K aptan Kirk, Gezegenler Federasyonu'nun acım asız fetihler, hırs ve yağm acılık sayesinde bir arada tutulduğu kötü bir im paratorluk olan garip bir paralel evrene ışınlanır. Bu evrende Spock tehditkâr bir sakal bırakm ıştır ve K aptan Kirk rakiplerini köleleştiren ve am irlerini öldüren aç gözlü korsanlar dan m eydana gelen bir çetenin reisidir. A lternatif evrenler, "y a olursa" dünyasım ve onun tadına doyulm ayan, m erak uyandırıcı olasılıklarını keşfetm em ize ola
258
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
nak sağlar. Ö rneğin Süperm en dergilerinde Süperm en'in geldi ği K rip ton g ezeg en in in h içb ir zam an p atlam ad ığı veya Süperm en'in yum uşak tabiatlı Clark Kent olan gerçek kim liğini açığa vurduğu veya Lois Lane ile evlenerek süper çocuklar sahi bi olduğu birkaç alternatif evren m acerası yayım lanm ıştır. İyi ama, paralel evrenler yalnızca A lacakaranlık K uşağı'nın bölgesi ne m i aittir, yoksa m odern fizikte bunların bir yeri var mıdır? Tarih boyunca en eski toplum lara kadar insanlar başka var olm a düzlem lerine, tanrıların veya hayaletlerin evlerine inan m ışlardır. Kilise cennete, cehennem e ve arafa inanır. Budistle-rin N irvanası ve çeşitli bilinç durum ları vardır. Ve H indular, binler ce var oluş düzlem ine sahiptir. H ristiyan ilahiyatçıları, cennetin nerede olduğunu bilem e dikleri için çoğunlukla Tanrı'nm belki de daha üst boyuttaki bir düzlem de yaşad ığını öne sürm üşlerdir. Eğer daha yüksek boyutlar var ise, tanrılara atfedilen özelliklerin pek çoğunun ola sılık kazanabilecek olm ası, şaşırtıcıdır. Daha üst boyuttaki bir varlık, istediği zam an görünm e ve ortadan kaybolm a yeteneği ne sahip olabilir veya duvarların içinden geçebilir - bunlar genellikle tanrısal varlıklara yüklenen güçlerdir. Yakın geçm işte paralel evrenler görüşü kuram sal fiziğin en sıcak şekilde tartışılan konularından biri haline gelm iştir. Aslına bakılacak olursa bizi, neyi "g erçek " olarak adlandırdığım ızı yeniden düşünm eye zorlayan birkaç tür paralel evren m evcut tur. Çeşitli paralel evrenler hakkm daki bu tartışm ada söz konu su olan şey, gerçekliğin kendisinin anlam ından farklı bir şey değildir. Bilim sel yayınlarda yoğun bir şekilde tartışılan en az üç tür paralel evren bulunm aktadır: Bunlar, a. hiper uzay veya daha üst boyutlar, b. çoklu evren c. kuantum paralel evrenlerdir.
PARALEL EVRENLER
h îp e r
259
U zay
Tarihin en uzun tartışm asına konu olan paralel evren, daha üst düzeylerde bulunan paralel evrendir. Sağduyu, bize üç boyutta (uzunluk, genişlik, yükseklik) yaşadığım ızı öğretm ektedir. Bir nesneyi uzayda ne şekilde hareket ettirecek olursak olalım , bütün konum lar bu üç koordinat vasıtasıyla tarif edilebilir. Aslında bu üç sayıyı kullanarak, burnum uzun ucundan en uzaktaki galaksiye kadar evrendeki herhangi bir nesnenin yeri ni bulabiliriz. Dördüncü bir uzay boyutu, sağduyuya aykırı gibi görünür. Ö rneğin eğer dum an bir odayı doldurursa, dum anın başka bir boyuta kaybolduğunu görm eyiz. Evrenim izin hiçbir yerinde nesnelerin birdenbire kaybolduğunu veya başka bir evrene doğru sürüklendiğini görm eyiz. Bu da, eğer var iseler dahi diğer üst boyutlar, bir atom dan daha küçük olm ası gerektiği anlam ına gelir. Üç uzay boyutu, Yunan geom etrisinin tem elini oluşturm ak tadır. Ö rneğin A risto, "G ök y ü zü H akkın d a" adlı eserinde "doğru tek yönde büyüklüğe sahiptir, düzlem iki yönde, kafalar ise üç yönde. Ve daha başka büyüklük yoktur, çünkü hepsi üç tan ed ir" d iye yazm ıştır. M .S. 150 y ılın d a İsken d eriyeli Batlam yus, daha üst boyutların "olan aksız" olduğunu gösteren ilk "kan ıtı" sunm uştur. "U zaklıklar" adlı eserinde, şöyle bir m antık yürütüyordu. H epsi birbirine dik olan (bir odanm köşe sini m eydana getiren çizgiler gibi) üç adet doğru çizin. Şurası açık ki, diyordu, diğer üç çizgiye dik dördüncü bir çizgi çizilem ez, d olayısıyla dörd üncü bir b oy u t olanaksız olm alıdır. (Aslında o, beyinlerim izin dördüncü boyutu görselleştirm e k a pasitesine sahip olm adığını kanıtlam ıştı. M asanızın üzerindeki PC, daim a hiper uzayda hesap yapm aktadır). İki bin yıl boyunca dördüncü boyuttan bahsetm eye cüret eden m atem atikçiler, alayla karşılanm ışlardır. 1685 yılında m atem atikçi John W allis dördüncü boyuta karşı bir tartışm a başlatm ış, onu "D oğad ak i bir canavar, bir ejderhadan veya bir insan başlı attan daha küçük bir olasılık" olarak adlandırmıştır.
260
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
O n dokuzuncu yüzyılda "m atem atikçilerin prensi" Kari Gauss, dördüncü boyutun m atem atiğini hazırlam ışsa da, ortaya çıka cak tepkiler nedeniyle yayım lam aktan kaçınm ıştı. Fakat Gauss, üç boyutlu Yunan geom etrisinin evreni gerçekten tarif edip etm ediğini sınam ak için gizli gizli deneyler yapm ıştı. Bu deney lerden birinde asistanlarını üç tepeye yerleştirdi. H er biri, elinde bir lam ba ile devasa bir üçgen oluşturuyorlardı. Daha sonra Gauss, üçgenin her köşesinin açısını ölçtü. İç açıların toplam ım n 180 derece olduğunu görerek hayal kırıklığına uğradı. Vardığı sonuca göre, Standard Yunan geom etrisinde sapm alar var idiy se dahi, bu sapm alar onun lam baları tarafından ölçülem eyecek kadar küçük değerlerdeydi. Gauss, üst boyutlarm tem el m atem atiğini (on yıllar sonra Einstein'm genel görelilik kuram m a aynen aktarılm ıştı) yazm a işini öğrencisi G eorg Bernhard Riem ann'a bıraktı. Riemann, güçlü bir ham le yaptı ve 1854 yılında verdiği m eşhur bir konfe ransta iki bin yıllık Yunan geom etrisini alaşağı ederek bugün dahi kullanm akta olduğum uz daha yüksek, kavisli (eğri, bükük, çarpık) boyutların tem el m atem atiğini kurdu. 1800Tü yılların sonlarına doğru Riem ann'ın olağanüstü keş fin in A v ru p a'd a iyice tan ın m asın ın ard ınd an, "d ö rd ü n cü boyut" sanatçılar, m üzikçiler, yazarlar, düşünürler ve ressam lar arasında büyü k bir heyecan yarattı. Sanat tarihçisi Linda D alrym ple H enderson'a göre Picasso'nun kübizm i, aslında kıs m en dördüncü boyutun verdiği ilham sonucunda ortaya çıkm ış tı. (Picasso'nun gözleri önde toplanm ış ve burnu yanda olan kadın tabloları dört boyutlu bir bakış açısı görselleştirm e girişi m iydi, çünkü dördüncü boyuttan bakan biri, bir kadının yüzü nü, burnunu ve başının arkasını aynı anda görebilm ekteydi). H enderson, "T ıp k ı bir kara delik gibi, 'dördüncü boyut' da bilim insanları tarafından dahi tüm üyle anlaşılm ası m üm kün olm a yan gizem li nitelikler taşım aktaydı. Buna karşm 'dördüncü boyut'un etkisi, kara delikler veya görelilik kuram ı hariç, 1919 yılından sonra ortaya atılm ış daha yeni herhangi bilim sel bir kuram dan çok daha kapsam lıydı" diye yazm ıştır.
PARALEL EVRENLER
261
Dördüncü boyuttan etkilenen başka ressam lar da vardı. Salvador D ali'nin Christus Hypercubius adlı eserinde İsa, aslında bir "tesseract"ın , açılm ış bir dört boyutlu küp olan garip, hava da duran üç boyutlu bir haçın ön yüzünde çarm ıha gerilm iş ola rak görülm ektedir. Ressam , tanınm ış " Belleğin Azmi" adlı tablo sunda zam anı dördüncü boyut olarak resm etm eye çalışm ış, bu nedenle erim iş saatler benzetm esinden yararlanm ıştır. M arcel D ucham ps'm Merdivenden İnen Çıplak adlı tablosu, çıplak bir insanın bir m erdivenden inişini zam an atlam alı çekim olarak kaydetm ek suretiyle zam anı dördüncü boyut olarak tem sil etm ek için yapılm ış bir girişim di. D ördüncü boyut, O scar W ilde'm dördüncü boyutta yaşayan ve bir evde ortaya çıkan bir hayaleti konu alan "Canteruille'in Hayaleti" adlı kısa hikâyesinde dahi görülm ektedir. D ördüncü boyut, H. G. W ells'in Görünmeyen Adam, Plattner Hikâyesi ve Harika Ziyaret gibi birkaç çalışm asında da görülm ek tedir. (Bunlardan çok sayıda H ollyw ood film ine ve bilim kurgu rom anına konu olan sonuncusunda evrenim iz paralel bir evren le bir şekilde çarpışm aktadır. D iğer evrendeki zavallı bir m elek, bir avcı tarafından yanlışlıkla vurularak evrenim ize düşer. Evrenim izdeki açgözlülük, adilik ve bencillik karşısm da dehşe te kapılan m elek, sonunda intihar eder). Paralel evrenler fikri, Robert H einlein tarafından Hayvanın Numarası adlı rom anda da incelenm iştir. H einlein, bu rom anda çılgın bir profesörün boyutlar arası geçiş yapabilen spor otom o bili ile paralel evrenler arasında ileri geri dolaşan dört cesur insanı anlatm aktadır. Sliders (Kayanlar) adlı TV serisinde bir delikanlı, okuduğu bir kitaptan aldığı ilham ile paralel evrenler arasında "kaym asına" olanak sağlayacak bir m akine inşa eder. (Bu gencin okuduğu kitap olan Hiper Uzay, aslında benim kitaplarım dan biridir). Tarihsel açıdan bakacak olursak, fizikçiler dördüncü boyuta önem siz bir tuhaflık olarak bakm ışlardır. H içbir zam an üst b oyu tlara ait b ir kan ıt b u lun am am ıştır. Fizikçi Theodor K aluza'm n daha üst boyutların varlığını im a ettiği epeyce tartış m alı bir m akale yazm asının ardından, bu durum 1919 yılında
262
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
değişm eye başlam ıştır. Kaluza, Einstein'ın genel görelilik kura m ı ile başlam ış, fakat onu beş boyut içine yerleştirm iştir. (Bir zam an boyutu ve dört uzaysal boyut; dördüncü uzay-zam an boyutu zam an olduğu için, fizikçiler artık dördüncü uzaysal boyuttan beşinci boyut olarak bahsetm ektedir). Eğer beşinci boyut gitgide küçültülecek olursa, denklem ler sihirli bir şekilde iki parçaya bölünür. Parçalardan biri Einstein'ın standard göre lilik kuram ını tanım lar, fakat diğer parça M axw ell'in ışık kura m ı oluverir! Bu, m üthiş bir keşifti. Işığın gizem i, belki de beşinci boyutta yatm aktaydı. Einstein dahi, ışığı kütleçekim iyle şık bir şekilde birleştiriyorm uş gibi görünen bu çözüm karşısında fena halde şaşırm ıştı. (K aluza'm n önerisi E instein'ı öylesine sarsm ıştı ki, bu m akalenin yayım lanm asını kabul etm eden önce iki sene boyun ca düşünm üştü). Einstein, K aluza'ya "B eş boyutlu bir silindir aracılığıyla [bir birleştirm e kuram ına] ulaşm ak hiç aklım a gel m em işti ... İlk bakışta, fikrini son derece beğendim ... Kuram ının biçim sel bütünlüğü çok şaşırtıcı" diye yazm ıştı. Fizikçiler yıllardır şu soruyu sorm aktaydı: Eğer ışık bir dalga ise, o zam an dalgalanm a nedir? Işık m ilyarlarca ışık yılı uzun luktaki boşluktan geçebilir, fakat boşluk vakum dur, içinde hiç bir m alzem e yoktur. Ö yleyse vakum un içinde dalgalanan, nedir? K aluza'm n kuram ı sayesinde bu soruna kesin bir öneri elde etm ekteydik: Işık, beşinci boyuttaki titreşim lerdir. Işığın bütün özelliklerini doğru şekilde tam m layan M axw ell denklem leri, beşinci boyutta yol alan dalgalara ait denklem ler olarak ortaya çıkm aktadır. Sığ bir havuzda yüzm ekte olan balıkları gözünüzün önüne getirin. Üçüncü bir boyutun var olabileceğini asla düşünm ezler di, çünkü gözleri yanlara bakm aktadır ve yalnızca ileriye ve geriye, sağa ve sola yüzebilm ektedirler. Sonra, havuza yağm ur yağdığım düşünün. Üçüncü boyutu görem eseler dahi, havuzun yüzeyindeki titreşim lerin gölgesini açık şekilde görebilecekler dir. K aluza'm n kuram ı, ışığı beşinci boyutta yol alan titreşim ler olarak tanım lam aktadır.
PARALEL EVRENLER
263
Kaluza, beşinci boyutun nerede olduğu sorusuna da bir yanıt getirmiştir. Beşinci boyuta ilişkin herhangi bir kam t görem ediği m iz için, gözlenem eyecek kadar küçük ve kendi içine "k ıv rıl m ış" olm alı dem ektedir. (İki boyutlu bir yaprak kâğıdı alıp rulo haline getirerek bir silindirin içine sıkıca yerleştirdiğinizi hayal edin. Uzaktan bakıldığında silindir tek boyutlu bir çizgi gibi görünür. Böylece iki boyutlu bir nesne, kıvrılm ak suretiyle tek boyutlu bir nesneye dönüştürülm üş olur). K aluza'm n m akalesi, başlangıçta bir heyecan yarattı. A ncak daha som aki yıllarda onun kuram ına karşı itirazlar yükselm eye başladı. Bu yeni beşinci boyutun büyüklüğü neydi? N asıl kıvrı lıyordu? Yanıtlar asla bulunam adı. Einstein, onlarca yıl boyunca bu kuram üzerinde dura kalka çalıştı. 1955 yılında onun ölüm ünden so m a kuram kısa zam an da unutuldu, fiziğin evrim ine ait garip dipnotlardan biri haline geldi.
SİCİM KURAMI Süper sicim kuram ı adı verilen yeni ve şaşırtıcı bir kuram m geli şi ile bunların hepsi değişti. 1980'li yıllarda fizikçiler atom altı parçacıklarından m eydana gelen bir denizin içinde boğulm aya başlam ışlardı. G üçlü parçacık hızlandırıcılar kullanarak bir atom u her parçalayışlarında dışarıya bir sürü parçacığın çıktığı nı bulm aktaydılar. İş o kadar sıkıcı bir hal alm ıştı ki, J. Robert O ppenheim er Fizik dalında N obel Ö dülü'nün o yıl yeni bir par çacık keşfetmeyen fizikçiye verilm esi gerektiğini dahi söylem eye başlamıştı! (Yunancaya benzeyen isim ler taşıyan atom altı parça cıklarının bollaşm ası karşısında dehşete kapılan E m ico Ferm i, "E ğer bütün bu parçacıkların isim lerini hatırlayabilseydim bota nikçi olurdum " dem işti). O n yıllar süren zorlu çalışm anın ardın dan bu parçacıklar sürüsü Standard M odel adı verilen bir şey halinde düzenlenebildi. Standard M odelin parça parça bir araya getirilm esi için m ilyarlarca dolar, binlerce m ühendisin ve fizik çinin alın teri ve yirm i N obel Ö dülü harcandı. Bu, atom altı fizi
264
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ği ile ilgili deneysel verilerin hepsi ile uyum lu görünen, gerçek ten dikkate değer bir kuram dır. Ancak Standard M odel, bütün deneysel başarısına karşın ciddi bir sorun taşım aktaydı. Stephen H aw king, "B u çirkin ve am aca uygun olarak hazırlanm ış" dem ekteydi. İçinde on dokuz serbest param etre (parçacık kütleleri ve parçacıkların birbirleriyle olan etkileşim in gücü dahil), otuz altı kuark ve anti kuark, alt parçacıkların üç tam ve gereksiz kopyası ve örneğin tau nötrinoları, Yang-M ills gluonları, H iggs bozonları, W bozonları ve Z parçacıkları gibi bir sürü garip isim li atom altı parçacık bulun maktaydı. Daha da kötüsü, Standard M odel kütleçekim inden hiç bahsetm em ekteydi. D oğanın en üstün ve en tem el düzeyin de böylesine çalakalem ve m uazzam derecede zarafetsiz olm ası na inanm ak kolay değildi. Burada yalnızca bir annenin sevebile ceği bir kuram vardı. Standard M odelin zarafetten kesinlikle nasibini alm am ış olm ası, fizikçileri doğa hakkındaki bütün var sayım larını yeniden incelem ek zorunda bıraktı. Bir şeyler fena halde yanlıştı. Fiziğin son birkaç yüzyılı incelenecek olursa, son yüzyılın en önem li başarılarından birinin tem el fizik kuram larının tam am ı nı iki büyük kuram içinde özetlem ek olduğu görülecektir: Kuantum kuram ı (Standard M odel tarafından tem sil edilir) ve Einstein'ın genel görelilik kuram ı (kütleçekim ini tarif eder). Dikkat çekici olan husus, bunların bütün fizik bilgisini tem el bir düzeyde tem sil ediyor olm asıdır. İlk kuram çok küçüklerin dün yasını, parçacıkların inanılm az bir şekilde dans ettiği, varoluşun içine girip çıktığı ve aynı anda iki farklı yerde ortaya çıkabildiği atom altı kuantum dünyasını tanım lam aktadır. İkinci kuram ise, çok büyüklerin dünyasını, örneğin kara delikleri ve Büyük Patlam a'yı tanım lar ve düzgün yüzeylerin, esnetilm iş kum aşla rın ve çarpılm ış düzlem lerin dilinden konuşur. Farklı birer m atem atik kullanan, farklı varsayım lardan yola çıkan ve farklı fiziksel resim ler çizen bu kuram lar her açıdan birbirinin zıddıdır. Sanki doğam n birbirinden habersiz iki eli varm ış gibidir. Üstelik, bu iki kuram ı birleştirm ek için harcanan çabalar, ortaya anlam sız yanıtlar çıkm asına yol açm ıştır. Yarım yüzyıl boyunca
PARALEL EVRENLER
265
kuantum kuram ı ile genel görelilik arasında zoraki bir evlilik sağlam aya çalışan bütün fizikçiler, kuram ın ellerinde patladığı nı, hiçbir anlam taşım ayan sonsuz yanıt ürettiğini görm üştür. Bunların hepsi, elektronun ve diğer atom altı parçacıkların m inicik bir lastik şerit gibi davranan bir sicim in titreşim lerinden başka bir şey olm adığını öneren süper sicim kuram ının gelm esi sonucunda değişikliğe uğram ıştır. Eğer birisi lastik şeride vura cak olursa, şerit farklı kiplerde titreşm eye başlar ve her nota farklı bir atom altı parçacığa karşılık gelir. Bu şekilde süper sicim kuram ı, parçacık hızlandırıcılarım ızda şim diye kadar keşfedil m iş bulun an y ü zlerce atom altı parçacığ ı açıklam aktadır. Aslında Einstein'ın kuram ı, sicim in en alt titreşim lerinden yal nızca biri olarak ortaya çıkm aktadır. Sicim kuram ı, "h er şeyin kuram ı" olarak, Einstein'ın yaşam ı nın son otuz yılı boyunca kendisinden kaçıp saklanan efsanevi kuram olarak alkışlanm aktadır. Einstein bütün fizik yasalarım özetleyecek, ona "Tanrının zihnini okum a" olanağı sağlayacak tek, kapsam lı bir kuram istem ekteydi. Eğer sicim kuram ı kütleçekim ini kuantum kuram ı ile doğru şekilde birleştiriyorsa, iki b in yıl önce m ad d en in ned en y ap ılm ış olduğunu soran Yunanlıların başlattığı bilim in en büyük başarısını tem sil edece ği m uhakkaktır. Ancak, süper sicim kuram ının tuhaf özelliği, bu sicim lerin uzay-zam anm yalnızca belirli bir boyutunda titreşebiliyor olm a sıdır; bunlar yalnızca on boyutta titreşebilirler. Eğer birisi bir sicim kuram ım öbür boyutlarda titreştirm eye kalkışırsa, kuram m atem atiksel olarak yıkılır. Elbette evrenim iz dört boyutludur (üç uzay, bir de zam an boyutu). Bu, diğer altı boyutun bir şekilde çökm üş veya tıpkı K aluza'm n beşinci boyutunda olduğu gibi bir şekilde kıvrılm ış olm ası gerektiği anlam ına gelm ektedir. Son zam anlarda fizikçiler daha üst boyutların var olduğu yolundaki iddiaları kanıtlam ak veya çürütm ek için ciddi şekilde çaba harcam aktadır. Ü st boyutlarının varlığını kanıtlam anın belki de en basit yolu, N ew ton'un yerçekim i yasasm dan m eyda na gelen sapm aları bulm ak olacaktır. Lisedeyken, D ünya'm n
266
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yerçekim inin dış uzaya doğru uzaklaşıldıkça azaldığını öğren m iştik. Daha doğrusunu söylem ek gerekirse, yerçekim i aradaki m esafenin karesiyle ters orantılı olarak azalır. Fakat bunun nedeni, yalnızca bizim üç boyutlu bir dünyada yaşıyor olm a mızdır. (D ünya'yı sarm alayan bir küreyi gözünüzün önüne geti rin. D ünya'nm yerçekim i, küre yüzeyinde düzgün bir şekilde yayılır, dolayısıyla küre ne kadar büyük olursa, yerçekim i o kadar zayıf olacaktır. Fakat kürenin yüzeyi yarıçapının karesiy le orantılı olarak arttığı için, kürenin yüzeyine dağılan yerçeki m inin gücü yarıçapının karesi ile ters orantılı olarak azalm ak zorundadır). Fakat, eğer evren dört uzaysal boyuta sahipse, o takdirde yerçekim inin uzaklığın küpü ile ters orantılı olarak azalm ası gerekecektir. Eğer evren rı sayıda uzaysal boyuta sahipse, o tak dirde yerçekim inin n - 1 inci üssü ile ters orantılı olarak azalm a sı gerekecektir. N ew ton'un m eşhur ters kare yasası, astronom ik uzaklıklar için büyük bir doğrulukla test edilm iştir; Satürn'ün halkalarının yanından büyük bir hassasiyetle geçip giden uzay sondalarım bu sayede gönderebilm ekteyiz. A ncak N ew ton 'un ters kare yasası, yakın zam anlara kadar laboratuvarda hiç test edilm em işti. Ters kare yasasını küçük uzaklıklar için test etm ek am acıyla yapılan ilk deney, 2003 yılında Colorado Ü niversitesi'nde yapıl dı ve olum suz sonuçlar elde edildi. Görünüşe göre en azından Colorado'da paralel bir evren m evcut değildi. A ncak b u olum suz sonuç, bu deneyi daha da büyük bir doğruluk düzeyinde tekrarlam a üm idinde olan başka fizikçilerin iştahm ı.kabartm aktan başka bir işe yaram adı. Ayrıca 2008 yılında İsviçre'nin Cenevre kenti dışında çalışır duruma gelen Büyük H adron Çarpıştırıcısı, süper sicim in daha üst bir titreşim i olan ve "sp arçacık " veya "sü p er parçacık" ola rak adlandırılan yeni bir parçacık türünü araştıracaktır (etrafı nızda gördüğünüz her şey, süper sicim in yalm zca en düşük tit reşim inden ibarettir). Eğer LH C 'd e bu sparçacıklar bulunacak olursa, bu keşif, evrene bakışım ızda bir devrim e işaret edebilir.
PARALEL EVRENLER
267
Evrenin bu resm inde Standard M odel, süper sicim in yalnızca en düşük titreşim ini tem sil etmektedir. Kip Thorne, "2020 yılm a kadar fizikçiler, sicim kuram ının değişik bir türü olduğunu görecekleri kuantum kütleçekim inin yasalarını anlayacaklardır" dem ektedir. Daha üst boyutların yanı sıra, sicim kuram ının öngördüğü başka bir paralel evren daha vardır, onun adına da "çoklu evren" denir.
Ç o k l u Ev r e n Sicim kuram ı konusunda hâlâ akılları kurcalayan bir soru m ev cuttur: Sicim kuram ının neden beş değişik türü olsun? Sicim kuram ı kuantum kuram ını başarılı bir şekilde kütleçekim iyle birleştiriyor olabilirdi, fakat bunun beş şekilde yapılabilm esi m üm kün olabiliyordu. Bu, oldukça utanç verici bir durum du, çünkü fizikçilerin çoğu tek bir "h er şeyin kuram ı" olsun iste m ekteydi. Ö rneğin Einstein, "T an rın ın evreni yaparken herhan gi bir seçeneğe sahip olup olm adığını" bilm ek istiyordu. O nun inancına göre birleştirilm iş her şeyin kuram ı, eşsiz olm ak zorun daydı. O zam an neden beş sicim kuram ı vardı? 1994 yılında ortalığa bir bom ba daha düştü. Princeton İleri Araştırm alar Enstitüsü'nden Edw ard W itten ve Cam bridge Üniversitesi'nden Paul Tow nsend, beş sicim kuram ının aslm da aynı kuram olduğunu öne sürdüler - fakat bunun için on birinci bir boyut eklem em iz gerekiyordu. O n birinci boyutun bulunduğu yerden bakıldığı zam an, beş farklı kuram ın hepsi de çökerek tek bir kuram oluyordu! K uram aslm da tekti, fakat bu yalnızca on birinci boyutun tepesinden bakıldığı zam an görülebiliyordu. O n birinci boyutta m em bran adı verilen yeni bir nesne (bir kürenin yüzeyi gibi) var olabilir. Şaşırtıcı bir gözlem, işte b ura da başlıyordu: Eğer on bir boyuttan on boyuta düşülecek olursa, beş sicim kuram ının hepsi birleşerek tek bir m em bran m eydana getiriyordu. Dolayısıyla beş sicim kuram ının hepsi de yalnızca bir m em branı on bir boyuttan on boyuta taşım am n farklı yolla rıydı.
268
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
(Bunu gözünüzde canlandırm ak isterseniz, orta hattı boyun ca çevresine esnetilm iş bir lastik bant sarılm ış bir deniz topu hayal edin. Elinize bir m akas alın ve deniz topunu bir kez ban dın üstünden, bir kez de altından olm ak üzere iki kez keserek topun üst ve alt kısım larını ayırın. Elde kalan tek şey lastik bant tır, bir sicim dir. Aynı şekilde, eğer on birinci boyutu kıvıracak olursak, bir m em brandan geriye orta çizgisi kalır, o da bir sicim dir. Aslında m atem atikte bu kesm e işlem i beş farklı şekilde yapı labilir, bu da bizi on boyutta beş farklı sicim kuram ı ile baş başa bırakır). O n birinci boyut, bize yepyeni bir resim verm işti. Ayrıca, belki de evrenin kendisinin bir m em bran olduğu, on bir boyutlu bir uzay-zam an içinde yüzdüğü anlam ına gelm ekteydi. Üstelik, bu boyutların hepsinin de küçük olm ası gerekm iyordu. Aslına bakılacak olursa, bu boyutlardan bazıları sonsuz büyüklükte dahi olabilirdi. Bu, bizim evrenim izin içinde başka evrenlerin de var olduğu bir çoklu evren içinde yer alm ası olasılığını ortaya getirm ekte dir. Yüzen sabun köpüklerinden veya m em branlardan m eydana gelen büyük bir topluluk hayal edin. H er sabun köpüğü, on bir boyutlu hiper uzayın oluşturduğu daha büyük bir hacim içinde yüzen bütün bir evreni tem sil etm ektedir. Bu köpükler başka köpüklerle birleşebilir, bölünüp ayrılabilir, hatta yoktan var olup ortadan kaybolabilirler. Biz, bu sabun köpüğü evrenlerden birinin yüzeyinde yaşayabiliriz. M IT 'den M ax Tegm ark'm inancına göre önüm üzdeki elli yıl içinde "b u 'p aralel evrenlerin' varlığı, bundan 100 yıl önce 'ada evrenler' adı verilen başka galaksilerin varlığından daha fazla tartışm alı olm ayacaktır." Sicim kuram ı kaç tane evrenin var olduğunu öngörm ektedir? Sicim kuram ının yüz kızartıcı bir özelliği, her biri görelilik ve kuantum kuram ı ile uyum lu trilyonlar kere trilyonlarca olası evrenin var olm asıdır. Tahm inlerden birine göre böyle evrenler den bir googol kadar var olabilir. (Bir googol, 1 rakam ı ve arka sında 100 adet sıfır dem ektir).
PARALEL EVRENLER
269
N orm al koşullar altında bu evrenler arasında iletişim olanak sızdır. Vücudum uzdaki atom lar, sinek kağıdına yapışm ış sinek lere benzer. M em bran evrenim iz içerisinde üç boyutta serbestçe hareket edebiliriz, fakat evrenden sıçrayıp hiper uzaya gidem e yiz, çünkü evrenim ize yapışık durum dayız. Ancak, uzay-zam anın çarpılm ış hali olan kütleçekim i, evrenler arasındaki uzayda serbestçe yüzebilir. Aslm da galaksinin çevresini saran görünm ez bir m adde türü olan karanlık m addenin paralel bir evrende dolaşm akta olan sıradan m adde olabileceğini öne süren bir kuram ileri sürülm üş tür. H em en üstüm üzde, dördüncü boyutta gezen bir insan, H. G. W ells'in Görünmeyen Adam rom anm da olduğu gibi görünm ez olabilir. Birbirine paralel iki sayfa kâğıt düşünün, birinin üstün de bir kişi dolaşıyor olsun, işte öyle. Aynı şekilde, karanlık m addenin hem en üstüm üzde, başka bir m em bran evrende gezinen sıradan bir galaksi olabileceği yolunda varsayım lar da m evcuttur. Biz bu galaksinin kütleçekim ini hissedebiliriz, çünkü kütleçekim i bir evrenden diğerine sızabilir, fakat ışık galaksinin altında yol aldığı için diğer galak si bizim açım ızdan görünm ez olacaktır. Bu şekilde, galaksi kütleçekim ine sahip fakat görünm ez hale gelecektir, bu da karanlık m addenin tanım ına uym aktadır. (Bir başka olasılık da, karanlık m addenin sicim in bir sonraki titreşim inden m eydana geliyor olm asıdır. A tom lar ve ışık gibi, etrafım ızda gördüğüm üz her şey, süper sicim in en düşük titreşim idir. Karanlık m adde, bir sonraki üst titreşim takım ı olabilir). Hiç şüphesiz, bu paralel evrenlerin büyük bölüm ü m uhtem e len ölüdür, elektronlar ve nötrinolar gibi atom altı parçacıklar dan oluşan şekilsiz bir gazdan m eydana gelm ektedir. Bu evren lerde proton kararsız olabilir, bu nedenle bizim bildiğim iz m ad denin tam am ı yavaş yavaş bozunup ortadan kalkıyor olabilir. Bu evrenlerin pek çoğunda atom lardan ve m oleküllerden m ey dana gelen karm aşık m addelerle karşılaşm ak, m uhtem elen m üm kün değildir. Diğer bazı paralel evrenler ise bunun tam tersi olabilir, aklı m ızın alabileceğinin çok ötesinde karm aşık m adde şekilleri var
270
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
olabilir. Protonlar, nötronlar ve elektronlardan m eydana gelen tek tip bir atom yerine, bu evrenlerde başka tür kararlı m alzem e lerden m eydana gelen göz kam aştırıcı dizgeler var olabilir. Ayrıca bu m em bran evrenler birbiriyle çarpışarak kozm ik havai fişek gösterileri yaratabilirler. Princeton'daki bazı fizikçi ler, evrenim izin belki de 13,7 m ilyar yıl önce iki devasa m em branm çarpışm asıyla ortaya çıktığını düşünm ektedir. O dehşet veri ci çarpışm adan doğan şok dalgalarının evrenim izi yaratm ış ola bileceğine inanm aktadırlar. İşin dikkat çekici olan yanı, bu garip fikrin deneysel sonuçları araştırıldığı zam an, elde edilen bilgile rin şu anda Dünya çevresinde dönm ekte olan W M A P uydusu nun gönderdiği sonuçlarla örtüştüğünün görülüyor olmasıdır. (Buna "B ig Splat - Büyük Şapırtı" kuram ı adı verilm ektedir). Bir gerçek, çoklu evren kuram ının lehinde görünm ektedir. Doğanın sabitlerini incelediğim iz zam an, bunların yaşam için çok ince bir şekilde "ak ort edildiğini" görürüz. Eğer nükleer kuvvetin şiddetini arttıracak olursak, yıldızlar yaşam ın başla m asına izin verm eyecek kadar büyük bir hızla yanm aya başlar. N ükleer kuvvetin şiddetini azaltacak olursak yıldızlar yanm aya başlayam az ve yaşam ortaya çıkam az. K ütleçekim inin şiddetini arttırırsak evren hızlı bir Büyük Çöküş ile ölür. Kütleçekim inin şiddetini azaltırsak evren hızla genişleyerek Büyük Donm aya ulaşır. A slına bakılacak olursa, doğanın sabitleri ile ilişkili olan ve yaşam ın ortaya çıkm asına yol açan bir sürü "k aza" vardır. Öyle görünüyor ki evrenim iz hepsine de yaşam için "in ce ayar" yapılm ış pek çok param etreden m eydana gelen bir "yaşam a elverişli bölge" içerisinde bulunm aktadır. Böylece, ya evrenim i zi yaşam için "tam am en u ygun" olacak şekilde seçen bir Tanrının var olduğu sonucuna ulaşırız, ya da ortada çoğu ölü olan m ilyarlarca evren bulunm aktadır. Freem an D yson'un söy lediği gibi, "E vren , bizim gelm ekte olduğum uzu biliyorm uş gibi görünm ektedir." Cam bridge Ü niversitesi'nden Sir M artin Rees, bu ince ayarın aslında çoklu evren için ikna edici bir kanıt olduğunu yazm ıştır. Yaşam a olanak sağlam ak için ince ince ayarlanm ış beş fiziksel sabit m evcuttur (çeşitli kuvvetlerin şiddeti gibi) ve Sir Rees ayrı-
PARALEL EVRENLER 271
ca içinde doğa sabitlerinin yaşam ile uyum lu olm adığı sonsuz sayıda evrenin de var olduğuna inanm aktadır. "A ntropik ilke" denilen şey, budur. Bu ilkenin zayıf sürüm ü, evrenim izin yaşam a olanak sağlayacak şekilde ince ayardan geçm iş olduğunu söyler (çünkü en başta biz buradayız ve böyle bir beyanda bulunuyoruz). Güçlü sürüm ü ise varlığım ızın belki de tasarım ın veya niyetin bir yan ürünü olduğunu söylem ekte dir. Uzay bilim cilerin çoğunluğu antropik ilkenin zayıf sürüm ü üzerinde durm aktadır, fakat antropik ilkenin yeni keşiflere ve sonuçlara yol açabilecek yeni bir bilim sel ilke mi, yoksa yalnızca açıkça ortada olan bir şeyin ifadesi m i olduğu konusunda yay gın tartışm alar sürm ektedir.
K u a n t u m Ku r a m i Ü st boyutlara ve çoklu evrene ek olarak, E instein'ın başını epey ce ağrıtm ış olan ve günüm üzde fizikçileri çileden çıkartm aya devam eden başka bir paralel evren türü daha bulunm aktadır. Bu da, sıradan kuantum m ekaniğinin öngördüğü kuantum evrendir. K uantum fiziğinin içindeki ikilem ler öylesine zorlu bir görünüm e sahiptir ki, kuantum fiziğinin hiç kimse tarafından gerçekten an laşılm ad ığ ı, N obel Ö dülü sahibi R ichard Feynm an'm çok beğendiği ve sık sık söylediği bir söz olm uştur. Şu işe bakınız ki kuantum kuram ı, insan zihni tarafından şim diye kadar ortaya atılmış en başarılı (çoğunlukla on m ilyar da 1 oranında hata payı olan bir hassasiyete sahip doğrulukta) kuram olm asına karşın, şans, fırsat ve olasılıklardan m eydana gelen bir kum lu zem in üzerine inşa edilm iştir. N esnelerin hare keti konusunda kesin, tanım lı yanıtlar veren N ew ton kuram ının aksine, kuantum kuram ı yalnızca olasılıklar verebilm ektedir. M odern çağın lazer, internet, bilgisayarlar, TV, cep telefonları, radar, m ikrodalga fırınlar ve buna benzer pek çok harikası, ola sılıkların kum lu, oynak zem ini üzerine kuruludur. Bu bulm acanın en göze çarpan örneği, "Schröd inger'in kedi si" problem idir (Bu problem , kuantum kuram ının kurucularm -
272
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
dan biri tarafından bu olasılıkçı yaklaşım ı ortadan kaldırm ak am acı ile ortaya atılm ıştır). Schrödinger, kuram ının bu şekilde yorum lanm asından epeyce yakınm ış, "E ğer birisi bu lanet olası kuantum sıçram alarına yapışıp kalacak olursa, bu şeyle herhan gi bir ilgim olm asından büyük üzüntü duyarım " demiştir. Schrödinger'in kedisi ikilem i şöyledir: Bir kedi, kapalı bir kutunun içine konur. K utunun içinde kediye doğrultulm uş bir tabanca vardır ve tabancanın tetiği, bir uranyum parçasının yanında duran bir Geiger sayacına bağlıdır. N orm al olarak uranyum atom u bozunurken Geiger sayacını çalıştırır, tabanca ateşlenir ve kedi ölür. Uranyum atom u ya bozunabilir, ya da bozunmayabilir. Kedi ya canlıdır, ya da ölüdür. Sağduyu, böyle söylem ektedir. A ncak, ku antu m ku ram ına göre u ranyum u n bozunup bozunm adığm ı kesin olarak bilem eyiz. Dolayısıyla, bozunm uş bir atom un dalga fonksiyonu ile bozunm am ış bir atom un dalga fonksiyonunu birbiriyle toplayarak her iki olasılığı birbirine eklem em iz gerekir. Ancak, kediyi tanım layabilm ek için bu, kedinin her iki durumunu birbiriyle toplam am ız gerektiği anla mına gelm ektedir. Yani kedi ne ölüdür, ne de canlıdır. Durum, ölü bir kedi ile canlı bir kedinin toplam ı olarak ifade edilm ekte dir! Feynm an'm bir zam anlar yazdığı gibi, kuantum m ekaniği "doğayı sağduyu açısından ipe sapa gelm ez olarak tanım lam ak tadır. Ayrıca, deneylerle tam olarak uyum ludur. Bu nedenle, doğayı olduğu gibi - ipe sapa gelm ez olarak - kabulleneceğinizi um arım ." Einstein ve Schrödinger için bu, akıl alm az bir şeydi. Einstein "n esn el gerçekliğe", nesnelerin bir sürü olasılığın toplam ı olarak değil, tanım lı durum larda var olduğu sağduyulu, N ew ton'cu bir bakışa inanm aktaydı. Ü stelik bu garip yorum , m odern uygarlı ğın kalbinde yer alm aktadır. O olm adan elektroniğin (ve vücu dum uzun atom larının) varlığı sona ererdi. (Günlük yaşam ım ız da bazen "azıcık ham ile" olm am n olanaksızlığından bahsederiz. Fakat ku antu m d ünyasınd a durum daha da kötüdür. V ücudum uzla ilgili bütün durum ların bir toplam ı olarak aynı
PARALEL EVRENLER
273
anda var oluruz: H am ile, değil, çocuk, yaşlı bir kadın, bir genç, m eslek sahibi bir kadın v.b.). Bu zorlu ikilem i çözüm lem enin birkaç yolu bulunm aktadır. Kuantum kuram ının kurucuları, kutuyu açıp bir ölçüm yaparak kedinin canlı mı, ölü mü olduğunu anlayabileceğinizi söyleyen K openhag ekolüne inanm aktaydılar. Dalga fonksiyonu çökerek tek bir durum haline gelm iştir ve sağduyu, kontrolü ele geçir miştir. D algalar ortadan kalkm ış, elde sadece parçacıklar kalm ış tır. Bu, kedinin artık belirli bir durum a (canlı veya ölü) girdiği ve bir dalga fonksiyonu tarafından tanım lanm adığı anlam ına gel mektedir. Dolayısıyla, atom un garip dünyası ile insanların m akroskobik dünyasını birbirinden ayıran görünm ez bir engel bulunm ak tadır. A tom dünyasında her şey, atom ların aynı anda birçok yerde olm asm a izin veren olasılık dalgaları tarafından tanım la nır. Bir yerdeki dalga ne kadar büyük olursa, parçacığı o nokta da bulm a olasılığı da o kadar büyüktür. Fakat büyük nesneler için bu dalgalar çökm üştür ve nesneler tanım lı durum larda bulunur, bu nedenle sağduyu geçerlidir. (Einstein'ın evine m isafir geldiği zam an A y'a işaret edip "A y, bir fare kendisine baktığı için m i var?" dermiş. Bir açıdan bakı lırsa K openhag ekolünün yanıtı evet olabilirdi). Doktora öğrencilerinin okuduğu fizik kitaplarının çoğu oriji nal K openhag ekolüne bağlıdır, fakat araştırm acı fizikçilerin çoğu bu ekolu bir kenara bırakm ıştır. Şim di nanoteknolojiye sahibiz ve tünellem eli m ikroskoplar kullanarak tek tek atom lar üzerinde çalışabiliyor, ortaya çıkıp yok olabilen atom lar üzerin de istediğim iz işlem i yapabiliyoruz. M akroskobik dünya ile m ikroskobik dünyayı birbirinden ayıran görünm ez bir "d u v ar" yoktur. Süreklilik vardır. M odern fiziği tam kalbinden vuran bu sorunun ne şekilde çözüm leneceği konusunda şu anda bir görüş birliği m evcut değildir. K onferanslarda pek çok kuram , başka kuram larla kıran kırana m ücadele etm ektedir. A zınlık durum undaki bir görüşe göre, evrene "k ozm ik bir bilinç" hâkim dir. N esneler, ölçüm ler yapıldığı anda var olm aya başlar ve ölçüm ler, bilinçli varlıklar
274
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
tarafından yapılm aktadır. Dolayısıyla evrende içinde bulundu ğum uz durum u belirleyen bir kozm ik bilincin hüküm sürüyor olm ası şarttır. N obel Ödülü sahibi Eugene W igner gibi bazıları, bunun Tanrının veya bir tür kozm ik bilincin var olduğunu kanıtladığım öne sürm ektedirler. (VVigner, "B ilin ce gönderm ede bulunm adan [kuantum kuram ım n] yasalarını form üle etm ek m üm kün değildi" diye yazm ıştır. A slm da, evrende her şeyi kucaklayan bir bilincin hüküm sürdüğünü söyleyen H indu fel sefesi V edanta'ya da ilgi duyduğunu ifade etmiştir). İkilem e ilişkin başka bir bakış açısı da 1957 yılında H ugh Everett tarafından, evrenin ikiye ayrıldığını, bir yarısında canlı bir kedi, diğer yarısında ise ölü bir kedi olduğunu öne süren "çoğu l dünyalar" görüşüne aittir. Bu, m eydana gelen her kuan tum olayı sırasında paralel evrenlerde m uazzam bir çoğalm a veya dallanm a olduğu anlam ına gelir. V ar olabilen her evren, var olur. Bir evren ne kadar garipse var olm ası o kadar az olası lık taşır, fakat ne olursa olsun bu evrenler vardır. Bu dem ektir ki Alm anların II. Dünya Savaşı'm kazandığı veya İspanyol arm a dasının hiç yenilm ediği ve herkesin İspanyolca konuştuğu bir paralel dünya bulunm aktadır. Başka bir deyişle, dalga fonksiyo nu asla çökm ez. Basitçe söylem ek gerekirse, yoluna devam ede rek sayısız evrene bölünür. M IT'den fizikçi A llan G u th'un söylediği gibi, "E lv is'in hâlâ hayatta olduğu, A l G ore'u n da başkan olduğu bir evren var." N obel Ödülü sahibi Frank W ilczek de "H er biri hafifçe farklı sonsuz sayıda kopyam ızm kendi paralel yaşam larını sürdür dükleri ve her an yeni kopyalarım ızın ortaya çıktığını ve farklı geleceklere doğru yol aldıklarını bilm ek, hiç aklım ızdan çıkm ı yor" demiştir. "D ekoherans" (eşevrelilik bozulm ası) adı verilen bir bakış açısı, fizikçiler arasm da giderek artan bir rağbet görm ektedir. Bu kuram a göre, bu paralel evrenlerin hepsi olasılıklardır, fakat bizim dalga fonksiyonum uz bunlardan ayrışm ıştır (yani artık onlarla eşevreli şekilde titreşm em ektedir) ve dolayısıyla onlarla etkileşm em ektedir. Bu dem ektir ki, oturm a odanızın içinde her biri kendi evreninin "g erçek" evren olduğuna kesinlikle inanan
PARALEL EVRENLER
275
dinozorların, uzaylıların, korsanların, tekboynuzluların dalga fonksiyonları ile birlikte yaşam aktasınız, am a artık onların hiçbi ri ile artık "ay n ı frekansta" değiliz. N obel Ödülü sahibi Steve W einberg'e göre bu, oturm a oda nızda bir radyo istasyonunu ayarlam ak gibidir. O turm a odanı zın ülkenin ve dünyanm her yanındaki radyo istasyonlarından gelen sinyallerle dolup taştığını bilirsiniz. Fakat radyonuz yal nızca tek bir frekansa ayarlanm aktadır. D iğer bütün istasyonlar dan "d ekoh ere" olm uştur. W einberg, özetlerken "çoğ u l dünya lar" fikrinin "d iğer bütün fikirleri perişan eden bir fikir" olduğu nu belirtm iştir. Öyleyse, daha zayıf gezegenleri talan eden ve düşm anlarını ortadan kaldıran kötü bir Gezegenler Federasyonu'nun dalga fonksiyonu m evcut m udur? Belki m evcuttur, fakat eğer öyle olsa dahi, o evrenden dekohere olm uş bulunm aktayız.
K u a n t u m Ev r e n l e r H ugh Everett "çoğ u l dünyalar" kuram ını başka fizikçilerle tar tıştığı zam an, şaşırm ış veya um ursam az tepkilerle karşılaşm ıştı. Bir fizikçi, Texas Ü niversitesi'nden Bryce DeW itt, "K end im i ikiye bölünürken hissedem iyorum " diyerek bu kuram a itiraz etti. Everett, bunun D ünya'nm döndüğünü hissetm ediklerini söyleyerek, verdiği cevabın kendisini eleştirenlere G alile'nin verdiği cevabı andırdığım söylüyordu. (DeW itt, en sonunda Everett'in tarafında geçti ve kuram m önde gelen savunucuların dan biri oldu.) "Ç oğu l dünyalar" kuram ı onlarca yıl boyunca bir belirsizlik içerisinde süründü. Gerçek olam ayacak kadar olağanüstüydü. E v erett'in P rin ceton 'daki danışm anı Joh n W heeler, nihayet kuram la ilişkin çok m iktarda "fazla b agaj" bulunduğu sonucu na ulaştı. A ncak, Everett'in kuram ının birdenbire rağbet görm e ye başlam asının nedenlerinden biri, fizikçilerin kuantum kura m ını nicelendirilm eye karşı direnen son bölgeye, evrenin kendi sine uygulam aya girişm iş olm alarıdır. Belirsizlik ilkesinin bütün
276
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
bir evrene uyarlanm ası, doğal olarak bizi bir çoklu evrene götü rür. "K u antum evren bilim i" kavram ı, ilk bakışta bir term inoloji çelişkisi gibi görünm ektedir: K uantum kuram ı atom un sonsuz derecede küçük dünyası ile ilgilenirken, evren bilim i bütün bir evrenle uğraşm aktadır. Fakat bir de şunu göz önüne alın: Büyük P atlam a anınd a evren, bir atom d an çok daha küçüktü. Fizikçilerin hepsi, elektronların nicelendirilm esi gerektiğini, yani olasılıkçı bir dalga fonksiyonu (Dirac denklem i) tarafından tanım landıklarını ve paralel durum larda var olabileceklerini kabul eder. D olayısıyla, eğer elektronların nicelendirilm esi gerekli ise ve eğer evren bir zam anlar bir elektrondan daha küçük idiyse, o takdirde evrenin paralel durum larda da var olm ası gereklidir - bu kuram , bizi doğal olarak bir "çoğu l dün yalar" yaklaşım ına götürür. K openhag'ın Niels Bohr yorum u ise, bütün evrene uygulan dığı zam an sorunlarla karşılaşm aktadır. Dünyada verilen Ph.D. seviyesindeki her kuantum m ekaniği dersinde işlenm esine kar şın Kopenhag yorum u, gözlem yapan ve dalga fonksiyonunu çökerten bir "gözlem ciye" gereksinim duyar. G özlem işlemi, m akroskobik dünyayı tanım lam ak için kesinlikle tem el bir nite liğe sahiptir. Fakat bütün bir evreni gözlerken nasıl olur da evre nin "d ışın d a" olunabilir? Eğer bir dalga fonksiyonu evreni tanım lıyorsa, "d ışarıd aki" bir gözlem ci nasıl ölür da evrenin dalga fonksiyonunu çökertebilir? A slına bakılacak olursa evre nin evren "d ışın d an" gözlem lenm esinin olanaksızlığı, bazıları tarafından Kopenhag yorum unun onulm az bir eksikliği olarak görülmektedir. "Ç oğu l dünyalar" yaklaşım ında bu sorunun çözüm ü basittir: Evren pek çok paralel durum da vardır bunların hepsi "ev ren in dalga fonksiyonu" olarak adlandırılan bir ana dalga fonksiyonu tarafından tanım lanır. K uantum evren bilim inde evren vaku m un bir kuantum dalgalanm ası, yani uzay-zam an köpüğü için de m inicik bir baloncuk olarak ortaya çıkm ıştır. U zay-zam an köpüğündeki yavru evrenlerin çoğunun bir Büyük Patlam a'sı ve onun ardından bir büyük çöküşü bulunm aktadır. Bu yüzden
PARALEL EVRENLER
277
onları asla görem eyiz, çünkü son derece küçük ve kısa öm ürlü dürler, dans eder gibi vakum a girip çıkarlar. D em ek ki "h içbir şey" dahi, cihazlarım ız tarafından algılanam ayacak kadar küçük bir ölçekte varoluşa gelip giden yavru evrenlerle kaynam akta dır. A ncak her nedense uzay-zam an içindeki bu balonlardan biri bir büyük çöküş ile çökm em iş, genişlem eye devam etm iştir. Bu, bizim evrenim izdir. Alan G uth'a göre bu, evrenin tam am ının bir bedava yem ek olduğu anlam ına gelm ektedir. K uantum evren bilim inde fizikçiler Schrödinger denklem i n in elektron ve atom ların dalga fonksiyonunu yöneten bir ben zeri ile işe başlarlar. "E vren in dalga fonksiyonu" üzerine etki yapan De W itt-W heeler denklem ini kullanırlar. Schrödinger denklem i genellikle uzayın ve zam anm her noktası için tanım lı dır, dolayısıyla uzayın ve zam anm o noktasında bir elektron bulm a olasılıklarını hesaplayabilirsiniz. Ancak "ev ren in dalga fonksiyonu", olası bütün evrenler için tanım lanm ıştır. Eğer belirli bir evren için tanım landığı zam an evrenin dalga fonksiyo nu büyük çıkarsa, evrenin o belirli durum da olm a olasılığı epey ce fazla dem ektir. H aw king, bu bakış açısını desteklem ektedir. O nun iddiasına göre evrenim iz, diğer evrenler arasında özel bir yere sahiptir. Evrenin dalga fonksiyonu bizim evrenim iz için büyük, diğer evrenlerin çoğu için ise sıfıra yakındır. Bu nedenle çoklu evren içerisinde diğer evrenlerin var olabilm esi için küçük fakat tam m lı bir olasılık m evcuttur, fakat evrenim iz en büyük olasılı ğa sahiptir. A slm da H aw king genişlem eyi bu şekilde türetm eye çalışm aktadır. "B u resm e göre genişlem ekte olan bir evrenin var olm a olasılığı, genişlem eyen bir evrene kıyasla daha büyüktür, dolayısıyla evrenim iz genişlem iştir." Evrenim izin uzay-zam an köpüğünün "hiçliğinden" geldiği ni savunan kuram test edilm esi tam am en olanaksız görünebilir, ancak bu kuram birkaç basit gözlem le tutarlılık gösterm ektedir. İlk olarak, pek çok fizikçi, evrenim izdeki pozitif ve negatif yük lerin toplam ının en azından deneysel doğruluk düzeyi içinde tam sıfıra eşit olm asının şaşırtıcı olduğuna dikkat çekm ektedir. Dış uzayda kütleçekim inin hâkim güç olm asını doğal karşılarız,
278
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
fakat bunun nedeni yalnızca pozitif ve negatif yüklerin birbirini tam olarak götürm esidir. Eğer Dünya üzerinde pozitif ve nega tif yükler arasında en küçük bir dengesizlik dahi olsaydı, bu fark D ünya'yı bir arada tutan kütleçekim i gücünü yenerek onu par çalam ak için yeterli olurdu. Pozitif ve negatif yükler arasında bu dengenin neden var olduğunu açıklam anın basit yollarından biri, evrenim izin "h içlikten" geldiğini varsaym aktır ve "h içlik ", sıfır yüke sahiptir. İkincisi, evrenim iz sıfır dönüşe sahiptir. Kurt G ödel'in çeşitli galaksilerin dönüşünü birbiriyle toplayarak evrenin bir dönüşü olduğunu gösterm ek için yıllarca çalışm asına karşın, günüm üz de gökbilim ciler evrenin toplam dönüşünün sıfır olduğunu düşünm ektedirler. Eğer evren "h içlik ten " gelm işse bu olayı açıklam ak kolaylaşır, çünkü "h içlik ", sıfır dönüşe sahiptir. Ü çüncüsü, evrenim izin hiçlikten geliyor olm ası evrenin top lam m adde-enerji içeriğinin neden bu kadar az, hatta belki de sıfır olduğunu açıklam aya yardım edebilir. M addenin pozitif enerjisini ve kü tleçekim inin negatif enerjisini topladığım ız zam an, bu ikisi birbirlerini götürüyorm uş gibi görünm ektedir. Genel göreliliğe göre, eğer evren kapalı ve sonlu ise, o zam an evrendeki toplam m adde-enerjinin tam anlam ıyla sıfır olm ası gerekir. (Eğer evrenim iz açık ve sonsuz ise bunun doğru olm ası gerekm ez, fak at genişlem e ku ram ı ev ren im izd eki toplam m adde-enerjinin dikkat çekecek ölçüde az olduğunu gösteriyor muş gibi görünm ektedir).
Ev r e n l e r A r a si T e m a s ? Bu durum , bazı kışkırtıcı so ru ları yan ıtsız bırakm aktadır: Fizikçiler birkaç türde paralel evren olasılığım ortadan kaldıra m adıklarına göre, bu evrenlerle tem as etm e olasılığı var m ı demektir? Veya onları ziyaret etm ek? V eya belki de başka evren lerden gelen varlıkların bizi ziyaret etm iş olm a olasılığı var mıdır? Bizden dekohere olm uş, ayrılm ış diğer evrenlerle tem as kur mak, pek olası görünm em ektedir. Bu diğer evrenlerden dekohe-
PARALEL EVRENLER
279
re olm uş olm am ızın nedeni, atom larım ızın etrafım ızı saran ortam da sayısız başka atom la çarpışm ış olm asıdır. H er çarpış m ada o atom un dalga fonksiyonu biraz "çök m ü ş" gibi görünür; yani paralel evrenlerin sayısı azalır. H er çarpışm a, olasılıkların sayısını azaltır. Bu trilyonlarca atom ik "m in i çarpışm anın" top lamı, vücudum uzdaki atom ların tam am en belirli bir durum a çöktüğü yanılsam asını verir. E instein'ın "n esn el gerçekliği", vücutlarım ızda bulunan bu kadar çok sayıda atom un birbirine çarparak her seferinde olası evrenlerin sayısını azaltm asının ortaya çıkardığı bir yanılsam adır. Sanki bir fotoğraf m akinesinden bulanık bir fotoğrafa bakar m ış gibidir. Bu, her şeyin bulanık ve tanım sız olduğu bir m ikro dünyaya karşılık gelir. Fakat kam erayı her ayarlayışm ızda görüntü giderek daha net hale gelir. Bu, kom şu atom larla m ey dana gelen trilyonlarca m inik çarpışm aya karşılık gelir, her çar pışm a olası evrenlerin sayısını azaltır. Bu şekilde, bulanık m ikro dünyadan m akro dünyaya geçişi gerçekleştiririz. Dolayısıyla, bizim kine benzeyen başka bir kuantum evren ile etkileşm e olasılığı sıfır değildir, fakat vücudum uzdaki atom la rın sayısına bağlı olarak hızla azalır. V ücudunuzda trilyonlar kere trilyonlarca atom var olduğu için, dinozorlardan veya yara tıklardan m eydana gelen başka bir evrenle etkileşm e olasılığınız sonsuz derecede küçüktür. Böyle bir olayın gerçekleşebilm esi için evrenin yaşam süresinden çok daha fazla beklem ek zorun da kalacağm ızı hesaplayabilirsiniz. Dem ek ki bir kuantum paralel evrenle tem as olasılığı göz ardı edilem ez, fakat onlardan dekohere durum da olduğum uz için bu aşırı derecede az bulunur bir olay olacaktır. Ancak, evren bilim de karşım ıza farklı bir paralel evren türü çıkar: Bir arada var olan evrenlerden m eydana gelen bir çoklu evren, tıpkı bir köpük banyosunun içinde yüzen sabun baloncukları gibi. Hiç şüphesiz bu zor bir iş olacaktır, fakat yine de Tip III bir uygarlık ta olası olabilir. Daha önce tartıştığım ız gibi, uzayda bir delik açm ak veya uzay-zam an köpüğünü büyütm ek için gereken enerji, bilinen fiziğin tam am ıyla çöktüğü Planck enerjisi dolaylarındadır. Bu
280
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
enerji düzeyinde uzay ve zam an kararlı değildir, bu da evreni m izi terk etm e olasılığını açık hale getirir (başka evrenlerin var olm ası koşuluyla ve eğer bu işlem sırasında ölm ezsek). Bu yalnızca akadem ik bir m esele değildir, çünkü evrende bulunan bütün zeki yaşam ın günün birinde evrenin sonu ile karşı karşıya gelm esi kaçınılm azdır. Çoklu evren kuram ı, en sonunda evrenim izdeki bütün zeki yaşam ın kurtuluşu olabilir. Şu anda D ünya etrafında dönen W M A P uydularından gelen son veriler, evrenin giderek hızlanan bir şekilde genişlem ekte oldu ğunu gösterm ektedir. Günün birinde hepim iz fizikçilerin Büyük Donm a dediği şey ile yok olabiliriz. G ünün birinde evren tüm üyle kararacak, gökyüzündeki bütün yıldızlar sönecek ve evren ölü yıldızlardan, nötron yıldızlarından ve kara delikler den ibaret olacak. G övdelerindeki atom lar dahi bozunm aya baş layabilir. Sıcaklıklar m utlak sıfır civarlarına düşerek yaşam ı ola naksız hale getirebilir. Evren o noktaya ulaşırken, kaçınılm az ölüm le karşı karşıya gelen gelişm iş bir uygarlık başka bir evrene doğru yolculuk yap m ayı düşünebilir. Bu varlıklar için seçenekler soğuktan donm ak veya orayı terk etm ek olacaktır. Fizik yasaları bütün zeki yaşam için bir ölüm ferm anı anlam ına gelm ektedir, fakat bu yasalarda bir de kurtuluş cüm lesi bulunm aktadır. Efsanevi Planck enerjisine erişm ek am acıyla böyle bir uygar lığın m uazzam m iktarda bir enerjiyi tek bir noktada toplam ak üzere devasa atom parçalayıcıların veya bir güneş sistem i veya yıldız küm esi büyüklüğünde lazer ışınlarının gücüne hükm ede bilm esi gerekecektir. Bunun başka bir evrene doğru bir solucan deliği veya geçit açm ası olasıdır. Bir Tip III uygarlık, ölmekte olan evrenim izi terk ederek yeni baştan başlam ak üzere başka bir evrene yolculuk yapm ak için bir solucan deliği açm ak am a cıyla elinde bulunan m üthiş enerjiyi kullanabilir.
LABORATUVARDA M İN İK B İR EVREN Mİ? Bu düşüncelerin bazıları çok zoraki görünse de, fizikçiler hepsi ni ciddi şekilde gözden geçirm iştir. Ö rneğin Büyük Patlam a'm n
PARALEL EVRENLER
281
ne şekilde başladığını anlam aya çalışırken, ilk patlam aya yol açmış olm a olasılığı bulunan koşulları incelem em iz gerekir. Başka bir deyişle şunu sorm am ız gerekir: Laboratuvarda m inik bir evreni nasıl yaratırsınız? Şişen evren görüşünü öne sürenler den biri, Stanford Ü niversitesi'nden A ndrei Linde, "E ğer m inik evrenler yaratm ayı becerebilirsek, o zam an belki de Tanrıyı yal nızca evrenin yaratıcısı olm aktan daha karm aşık bir şey olarak yeniden tanım lam am ız gerekebilir" dem ektedir. Bu görüş yeni değildir. Linde, yıllar önce fizikçiler Büyük P atlam a'yı b aşlatm ak için gereken en erjiyi h esap larken "İnsanlar, eğer çok m iktarda enerjiyi laboratuvarda bir yere yer leştirirseniz, m esela bir sürü topu bir anda ateşlerseniz ne olaca ğını m erak etm eye başlam ıştı. M inik bir Büyük Patlam a başlat m ak için yeterli enerjiyi toplayabilir m iydiniz?" diye sorm uşlar dır. Eğer yeterli m iktarda enerjiyi tek bir noktada toplayabilirse niz elde edeceğiniz tek şey, uzay-zam anm çökerek bir kara deli ğe dönüşm esinden başka bir şey olm ayacaktır. Ancak, 1981 yılında Linde ve M IT'den A lan G uth o zam andan bu yana evren bilim ciler tarafından m uazzam bir ilgi ile karşılanm ış olan "şişen evren" kuram ını ortaya atm ışlardır. Bu görüşe göre Büyük Patlam a daha önce zannedilenden çok daha hızlı, türbo şarjlı bir genişlem e ile başlam ıştır. (Şişen evren kuram ı, m esela evrenin neden bu kadar tekdüze olduğu gibi evren bilim in pek çok inatçı soru işaretini çözm üştür. Gece göğün bir parçasından aksı tarafa kadar nereye bakarsak bakalım , Büyük Patlam a'dan bu yana bu kadar uzak olan bölgelerin birbiriyle tem as etm esi için yeterli zam an geçm em iş olm asına karşın tekdüze bir evren görürüz. Şişen evren kuram ı uyarınca bu bulm acanın yanıtı, göreli olarak tekdüze durum daki m inik bir uzay-zam an parçası nın patlayarak gördüğüm üz evrenin tüm ünü oluşturduğu şek lindedir). Guth, şişm enin başlam ası için zam anın başlangıcında m inicik uzay-zam an baloncuklarım n var olduğunu, bunlardan birinin devasa bir şekilde şişerek günüm üzdeki evreni oluştur duğunu kabul etm ektedir. Şişm e kuram ı bir çırpıda evren bilim inin sorularının pek çoğunu cevaplayıverm ektedir. Daha da fazlası, günüm üzde
282
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
W M A P ve COBE uydularından gelen dış uzayla ilgili verilerin tüm üyle de tutarlıdır. Aslm da bu kuram , Büyük Patlam a kura mı olm ak için tartışm asız en önde gelen adaydır. Yine de, şişen evren kuram ı bir dizi can sıkıcı soruya da kapıyı açm aktadır. Bu baloncuk neden şişm eye başladı? Şişm eyi durdurup günüm üzdeki evrenin oluşm asını sağlayan nedir? Bir kez olduğuna göre, bir kez daha şişm e olabilir mi? İşe bakın ki, şişm e senaryosu evren bilim in önde gelen kuram ı olm asına karşın, şişm eyi neyin başlattığı ve neden durduğu hakkm da neredeyse hiçbir şey bilinm em ektedir. A kılları kurcalayan bu sorulara yanıt bulm ak am acıyla Alan G uth ve M IT'd en Edward Fahri, 1987 yılında diğer bir varsayım sal soru sordular: Gelişm iş bir uygarlık, kendi evreninin şişm e sini nasıl sağlayabilir? Bu soruyu yanıtlayabildikleri takdirde evrenin en başta neden şiştiği sorusunu yanıtlayabileceklerini düşünm ekteydiler. Elde ettikleri bulgulara göre, eğer yeterli m iktarda enerjiyi tek bir noktada yoğunlaştırırsanız, m inik uzay-zam an baloncuk ları kendi kendine oluşm aya başlardı. Fakat eğer baloncuklar çok küçük olursa, tekrar uzay-zam an köpüğünün içinde kaybo lurlardı. Yalnızca yeterince büyük olan baloncuklar genişleyerek bütün bir evren oluşturabilirdi. D ışardan bakıldığında bu yeni evrenin doğuşu, belki en fazla 500 kilotonluk bir nükleer bom banın patlatılm asm dan daha büyük bir olay gibi görünm ezdi. Görünüşte evrenden küçük bir baloncuk kaybolm uş, geride küçük bir nükleer patlam a bırak mış gibi olurdu. Fakat baloncuğun içinde tüm üyle yepyeni bir evren genişliyor olabilirdi. Bölünerek veya filizlenerek daha küçük bir baloncuk üreten, bir yavru baloncuk oluşturan bir sabun köpüğü düşünün. M inik sabun köpüğü hızla genişleye rek tüm üyle yeni bir sabun köpüğüne dönüşebilir. Benzer şekil de, evrenin içinde uzay-zam anda m uazzam bir patlam a görür ve yeni bir evrenin yaratılışını izlerdiniz. 1987 yılından bu yana enerjinin büyük bir baloncuğu tam bir evrene dönüşecek şekilde şişip şişm eyeceğini görm ek için çok
PARALEL EVRENLER
283
sayıda kuram ileri sürülm üştür. En yaygın şekilde kabul gören kuram a göre, "in flaton " adı verilen yeni bir parçacık uzayzam anın kararlılığını bozarak bu baloncukların oluşm asına ve genişlem esine yol açm aktadır. En son tartışm a, 2006 yılında fizikçiler bir yavru evreni bir m onopol kullanarak ateşlem e konusundaki bir öneriyi ciddi şekilde incelem eye başladıklarında ortaya çıktı. M onopoller -yaln ızca kuzey veya güney kutbuna sahip p arçacıklar- şim di ye kadar hiç görülm em iş olsa da, evrenin başlangıcında her yerde bolca bulunduklarına inanılm aktadır. Bunlar öyle büyük tür ki laboratuvarda yaratılm aları son derece zordur, fakat çok büyük olm ası nedeniyle eğer bir m onopolün içine biraz daha enerji ekleyecek olursak bir yavru evreni ateşleyerek genişleyip gerçek bir evrene dönüşm esini sağlam a olasılığım ız bulunm ak tadır. Fizikçiler neden bir evren yaratm ak ister? Linde, "B u bakış açısından hepim iz bir tanrı olabiliriz," dem ektedir. Ancak, yeni bir evren yaratm ak istem enin daha elverişli bir nedeni vardır: Evrenim izin eninde sonunda gerçekleşecek olan ölüm ünden kaçabilm ek.
Ev r e n l e r E v r i m G e ç i r i r Mi? Bazı fizikçiler bu görüşü daha da ileriye, bilim kurgunun sınır larına taşıyarak evrenim izin tasarım ında zekâm n parm ağı olup olm adığım sorgulam aktadır. G u th /F a h ri'y e göre gelişm iş bir uygarlık bir yavru evren yaratabilir, fakat fizik katsayıları (yani elektron ve protonun küt lesi ile dört kuvvetin şiddeti) aym dır. Fakat ya eğer gelişm iş bir uygarlık tem el katsayıları hafifçe farklı olan yavru evrenler yaratabilseydi? O takdirde yavru evrenler zam an içinde "ev rim geçirm e" olanağına sahip olur, her yeni yavru evren nesli bir öncekinden hafifçe farklı olurdu. Eğer tem el katsayıları bir evrenin "D N A "sı olarak düşünür sek, bunun anlam ı zeki yaşam ın D N A 'sının hafifçe farklı evren-
284
2. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
1er yaratm a olanağına sahip olabileceğidir. Zam anla evrenler evrim geçirecek ve tom urcuklanan evrenler zeki yaşam ın geliş m esine olanak sağlayan en iyi "D N A "y a sahip olanlar olacaktır. Lee Sm olin'in eski bir fikrini ileriye götüren fizikçi Edward H arrison, evrenler arasında bir "d oğal seçim " önerm ektedir. Çoklu evrene hâkim olan evrenler gelişm iş uygarlıklar yaratm a ya en uygun D N A 'ya sahip olan evrenlerdir ve bunlar da yeni yavru evrenler yaratırlar. "E n güçlü olanın hayatta kalm ası", gelişm iş evrenler üretm ek açısından en tercih edilen evrenlerin yaşam a devam etm esi anlam ına gelir. Eğer bu fotoğraf doğruysa, evrenin tem el katsayılarının neden yaşam a olanak sağlayacak şekilde "in ce ayar" gördüğünü açıklam aktadır. Yani çoklu evrende çoğalan evrenler yalnızca yaşam ile uyum lu tem el katsayılara sahip evrenlerdir. (Bu "evrenlerin evrim i" görüşü antropik ilke sorununu açık layabilecek olm ası nedeniyle cazip görünse de, bu görüşün zor luğu sm anam az ve çürütülem ez olm asında yatm aktadır. Bu görüşe bir anlam verebilm ek için tam olarak her şeyin kuram ına sahip oluncaya kadar beklem em iz gerekm ektedir).
Hâlihazırda teknolojim iz bu paralel evrenlerin varlığını ortaya çıkartam ayacak kadar ilkeldir. Bu nedenle, bunların hepsi II Sınıf bir olanaksızlık olarak düşünülebilir - bugün olanaksız, fakat fizik yasalarına aykırı değil. Binlerce yıldan m ilyonlarca yıla kadar uzanan bir zam an ölçeğinde bu tahm inler III. sınıf bir uygarlığa giden yeni bir teknolojinin tem elini oluşturabilir.
III
3. Sınıf Olanaksızlıklar
i
J
14 Devridaim Makineleri K uram ların d ö rt kabul edilm e düzeyi vardır: i. beş para etm ez b ir saçmalık bu; , ii. bu ilginç, fa k a t sapkın; iii. bu doğru, fa k a t epeyce önemsiz; iv. ben zaten hep söylem iştim . - J. B. S. H A LD A N E , 19 63
I
S A A C A S İM O V 'u n klasik rom anı İşte Tannlaf da tanınm a m ış bir kim yacı 2070 yılında tesadüfen gelm iş geçm iş en büyük keşfi yapar, sınırsız m iktarda bedava enerji üreten Elektron Pom pası'm bulur. Bunun etkisi derhal ve çok derin olur. K im yacı, u ygarlığın doym ak bilm eyen enerji açlığını doyurduğu için gelm iş geçm iş en büyük bilim inşam ilan edilir. A sim ov, "B ü tü n dünyanın N oel B aba'sı ve A laaddin'in Sihirli Lam basıydı" diye yazar. A dam ın kurduğu şirket kısa zam anda petrol, köm ür ve nükleer sanayiilerini işsiz bırakarak gezegenin en zengin şirketlerinden biri olur. D ünya bedava enerjiyle dolm uştur ve uygarlık, yeni bulunan bu güçle sarhoş gibidir. H erkes bu büyük başarıyı kutlarken, tek başına bir fizikçi huzursuzluk hissetm ektedir. Kendi kendine, "B u kadar bedava enerji nereden geliyor?" diye sorar. Sonunda gizem i çözer. Bedava enerji, aslm da korkunç bir fiyatla gelm ek tedir. Bu enerji, evrenim izi bir paralel evrene bağlayan bir delik ten gelm ektedir ve evrenim ize gelen bu ani enerji akışı, sonunda
288
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
yıldızları ve galaksileri yok edecek, G üneş'i bir süpernovaya dönüştürecek ve onunla birlikte D ünya'yı da ortadan kaldıracak bir zincirlem e tepkim eye yol açacaktır. Yazılı tarihin başlangıcından bu yana şarlatanlar ve dolandı rıcılar için olduğu kadar m ucitler ve bilim insanları için de kut sal kâse, hiçbir enerji kaybına uğram adan sonsuz şekilde dönen efsanevi "d evridaim m akinesi" olm uştur. Bunun daha da iyi bir sürümü, tükettiğinden daha fazla enerji üreten bir cihaz, m esela bedava, sınırsız enerji yaratan Elektron Pom pası'dır. İlerdeki yıllarda sanayileşm iş dünyam ız yavaş yavaş ucuz petrole m uhtaç hale geldikçe, bol ve tem iz enerji kaynakları bul m ak için m uazzam bir baskı ortaya çıkacaktır. Yükselen benzin fiyatları, düşen üretim , artan kirlilik, atm osferdeki değişiklikler - hepsi enerji konusunda yeni, yoğun bir ilgiyi beslem ektedir. G ünüm üzde bu endişe dalgasından yola çıkan bazı m ucitler sınırsız m iktarda bedava enerji sözü verm ekte, stoklarındaki m alları yüz m ilyonlarca dolar karşılığında satm aya çalışm akta dır. Bu m aceraperestleri yeni Edisonlar olarak alkışlayan finans m edyasının heyecan uyandırıcı iddialarının cazibesine kapılan çok sayıda yatırım cı da periyodik olarak sıraya girm ektedir. D evridaim m akinelerinin popülerliği çok yaygındır. The Simpsons'un "T h e PTA D isband s" isim li m acerasında Lisa, öğretm enlerin yaptığı bir grev sırasında kendi devridaim m aki nesini inşa eder. Bu, H om er'in sert bir şekilde "L isa, buraya gel . . . biz bu evde term odinam iğin yasalarına itaat ederiz!" dem e sine yol açar. The Sinıs, Xenosaga Episodes I ve II, Ultima VI: The False Prophet adlı oyunlarda ve Invader Zim adlı N ickelodeon program ında devridaim m akineleri hikâyenin ön planında yer alm aktadır. Fakat eğer enerji bu kadar değerliyse, bir devridaim m akine si yaratm a olasılığım ız nedir? Bu cihazlar gerçekten olanaksız mıdır, yoksa bunlarm yaratılm ası için fizik yasalarında bir deği şiklik yapılm ası m ı gerekm ektedir?
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
289
ENERJİ AÇISINDAN TARİHE BAKIŞ Enerji, uygarlık için yaşam sal önem e sahiptir. Aslına bakılacak olursa, insanlık tarihinin tüm üne enerjinin m erceğinden bak m ak m üm kündür. İnsanoğlunun dünyada var olduğu sürenin %99,9'u boyunca ilkel toplum lar göçebeydi, besin için avcılık ve toplayıcılık yaparak kıt kanaat geçinirlerdi. Yaşam acım asız ve kısaydı. Elim izde var olan enerji, bir beygir gücünün beşte biri kadardı - kendi kaslarım ızın gücü kadar. A talarım ızın kem ikle rinin incelenm esi, günlük hayatta kalm a çabalarının yol açtığı m uazzam yıpranm a ve aşınm aların kanıtlarını ortaya koym ak tadır. O rtalam a yaşam beklentisi yirm i yıldan azdı. Fakat son buzul çağının bundan yaklaşık on bin yıl önce sona erm esinin ardından tarım ı ve evcil hayvanları, özellikle atı keş fettik ve enerji tüketim im iz bir ila iki beygir gücü düzeyine yük seldi. Bu durum , insanlık tarihinin ilk büyük devrim inin oluş m asına yol açtı. Bir kişi, bir at veya öküzün yardım ıyla kendi başına bütün bir tarlayı sürm ek veya yüzlerce kilo kaya veya tahılı bir yerden diğerine taşım ak için gereken enerjiye sahipti. İnsanlık tarihinde ilk kez, ailelerin elinde enerji fazlası bulunu yordu, bunun sonucu da ilk şehirlerin kurulm ası oldu. Enerji fazlası, toplum un bir sanatkârlar, m im arlar, inşaatçılar ve yazı cılar sınıfını destekleyebileceği anlam ına geliyordu ve böylece eski uygarlıklar gelişebilirdi. Çok geçm eden balta girm em iş orm anlardan ve çöllerden büyük piram itler ve im paratorluklar yükseldi. O rtalam a yaşam beklentisi otuz yıla çıkmıştı. Sonra, yaklaşık üç yüz yıl önce insanlık tarihinin ikinci büyük devrim i m eydana geldi. M akinelerin ve buhar gücünün gelişiyle bir insam n kullanabileceği enerji onlarca beygir gücüne yükselm işti. İnsanlar, buharlı lokom otifin gücünü dizginleyerek birkaç gün içinde koca kıtaları aşabiliyordu. M akineler koskoca tarlaları sürebiliyor, yüzlerce yolcuyu binlerce kilom etre taşıya biliyor ve bize m uazzam şehirler inşa etm e olanağı sağlıyordu. A BD 'de ortalam a yaşam beklentisi 1900 yılında neredeyse elli olm uştu.
290
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
G ünüm üzde insanlık tarihinin üçüncü büyük devrim inin ortasındayız, bilgi devrim inde. N üfusun genişlem esi, elektrik ve güce duyduğum uz açlık, enerji gereksinim im izin fırlam asına ve enerji kaynaklarım ızın üst sınıra kadar zorlanm asına yol açm ış tır. Kişi başına düşen enerji, artık binlerce beygir gücü olarak ifade edilm ektedir. Tek bir otom obilin yüzlerce beygir gücü üretm esini norm al karşılam aktayız. Giderek daha fazla enerji isteyen talep, hiç de şaşırtıcı olm ayan bir şekilde aralarında dev ridaim m akinelerinin de olduğu daha büyük enerji kaynakları na duyulan ilgiyi artırmıştır.
TARİH BOYUNCA DEVRİDAİM MAKİNELERİ Devridaim m akinesi arayışları çok eskilere dayanır. K ayıtlı ilk devridaim m akinesi inşa etm e girişim i, sek izin ci yü zyıl Bavarya'sına uzanır. Bu cihaz, sonraki bin yıl boyunca yüzlerce çeşidi yapılan bir prototipti; bir dönm e dolaba benziyordu, bir çarkın çevresine tutturulm uş küçük m ıknatıslardan m eydana geliyordu. Çark, yerde duran çok daha büyük bir m ıknatısın üzerine yerleştirilm işti. Çarkın üstündeki her m ıknatıs yerdekinin üzerinden geçerken büyük m ıknatıs tarafından önce çekil mesi, sonra itilm esi, böylece çarkın dönm esi ve sonsuz hareketin yaratılm ası gerekiyordu. H intli düşünür Bhaskara tarafından 1150 yılında hazırlanan bir diğer becerikli tasarım , çarkın çem ber kısm ına bir ağırlık ekleyerek dengesini bozm ak, bu suretle dönm esini sağlam ak esasına dayanm aktaydı. A ğırlık, dönm eyi sağlayarak görevini tam am ladıktan sonra orijinal konum a geri dönecekti. Bhaskara, bu işlem in tekrarlanm ası sonucunda sınırsız işin bedava şekilde yapılabileceğini iddia etmişti. Devridaim m akinesi için Bavarya ve Bhaskara tasarım ları ve onların pek çok türevi, hep aynı bileşenlerden m eydana gelm ek tedir: H içbir ilave enerjiye gerek duym adan bir tam tur dönebi len ve kullanılabilir iş üreten bir çark. (Bu m akineler dikkatle incelendiği zam an her dönüşte enerji kaybı m eydana geldiği veya kullanılabilir iş üretilm ediği görülm ektedir).
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
291
Rönesans'ın gelişi, devridaim m akinesi önerilerinde bir artı şın ortaya çıkm asına yol açtı. Bir devridaim m akinesi için ilk patent, 1635 yılında verildi. 1712 yılı geldiğinde Johann Besler üç yüz değişik m odeli incelem iş ve kendisine ait bir tasarım öner mişti. (Efsaneye göre hizm etçisi sonradan bu m akinenin hileli olduğunu ortaya çıkardı). Rönesans'ın büyük ressam ve bilim adam ı Leonardo da Vinci dahi devridaim m akinelerine ilgi duyuyordu. Böyle m akineleri herkesin önünde kötülem esine, felsefe taşm ı bulm ak için yürütülen başarısız arayışa benzetm e sine karşın, yalnız başınayken defterlerine kendi kendini hare ket ettiren devridaim m akinelerine ait zekice taslaklar, örneğin bir m erkezkaç pom pa ve kızartm a şişini ateşin üstünde döndü ren bir baca aparatı çizmişti. Ö nerilen tasarım ların sayısı 1775 yılı geldiğinde o kadar çoğalm ıştı ki, Paris'teki Kraliyet Bilim ler A kadem isi "B u n d an böyle sonsuz hareket konusundaki tasarım lar kabul edilm eye cek ve incelenm eyecektir" duyurusunu yapmıştı. Arthur O rd-H um e, bu devridaim m akinelerinin tarihçisi, inanılm az engellerle boğuşan bu m ucitlerin yorulm ak bilm ez fedakârlıklarını yazm ış, onları eski zam an sim yacılarıyla kıyaslamıştır. Fakat, şu notu da ekler: "Sim yacılar d a h i . . . yenildikle ri zam an bunu fark ediyordu."
HİLELER VE SAHTEKÂRLIKLAR Bir devridaim m akinesi yapm a isteği o kadar yaygındı ki hileler sıradan bir hal almıştı. 1813 yılında Charles Redheffer, N ew Y ork'ta sınırsız bedava enerji üreterek seyircileri şaşırtan bir m akine sergiledi. (Fakat Robert Fulton m akineyi dikkatle incele diği zam an, m akineyi kedi bağırsağından yapılm ış bir kayışın döndürdüğünü keşfetti. Bu kayış, bodrum katta gizlenen bir adam m çevirdiği bir kola bağlıydı). D evrid aim m akin esin in heyecan ın a bilim in san ları ve m ühendisler de kapıldı. 1870 yılında Scientific American dergisi n in editörleri E. P. W illis tarafından inşa edilen bir m akine tara
292
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
fından kandırıldılar. Dergi, "Şim d iye Kadar Yapılm ış En Büyük K eşif" başlığı altında bir hikâye yayım ladı. N eden sonra araştır m acılar, W illis'in devridaim m akinesini çalıştıran gizli bir enerji kaynağı bulunduğunu saptadılar. 1872 yılında Ernst VVorrell Kelly kendi zam anının en heyecan uyandırıcı ve kârlı sahtekârlığını düzenleyerek on dokuzuncu yüzyılda prenslere layık bir para olarak kabul edilen 5 m ilyon doları yatırım cılard an topladı. O nun d evrid aim m akinesi, "eth e r"e ulaştığını iddia ettiği titreşen diyapazonlar tem eline dayanm aktaydı. H içbir bilim sel tem ele sahip olm ayan Kelly, zengin yatırım cıları evine davet ediyor ve hiçbir dış enerji kay n ağına bağlı olm aksızın çalışan H id ro-P n öm atik-T itreşim li Vacuo-M otorunu göstererek şaşkına çeviriyordu. Kendi kendi ne çalışan bu m akineye hayran olan yatırım cılar, onun kasasına para taşım ak için sıraya giriyorlardı. Sonra, hayal kırıklığına uğrayan bazı yatırım cılar kızgın bir şekilde onu sahtekârlıkla suçladılar, bir süre hapiste yattaysa da zengin bir adam olarak öldü. Ö lüm ünün ardından araştırm acı lar m akinesinin zekice hazırlanm ış gizem ini keşfettiler. Evi yıkıldığı zam an bodrum katın tavanında ve duvarlarında gizlice makinelere basınçlı hava taşıyan kanallar bulunduğu görüldü. Bu kanallar, enerjiyi bir volandan alm aktaydı. ABD D onanm ası ve ABD başkanı dahi böyle bir m akine tara fından kandırıldı. Jogn Gam gee, 1881 yılında bir sıvı am onyak m akinesi icat etti. Soğuk am onyağın buharlaşm ası sonucunda ortaya çıkan gazlar genişliyor ve bir pistonu itiyor, böylece yal nızca okyanuslarm sıcaklığından yararlanarak m akineleri çalış tırıyordu. ABD Donanm ası okyanuslardan sınırsız bedava ener ji elde etm e fikri karşısında öylesine büyülenm işti ki, bu cihazı derhal onaylam ış ve hatta Başkan Jam esd G arfield'e bir de gös teri yapm ışlardı. Sorun, buharın düzgün bir şekilde yoğuşarak sıvıya dönüşem em esinden kaynaklanıyordu; dolayısıyla döngü tam am lanam ıy ordu. ABD Patent ve M arka O fisi'ne (USPTO) o kadar çok sayıda devridaim m akinesi önerisi sunulm uştur ki, bu ofis artık çalışan bir m odel gönderilm ediği takdirde böyle bir cihaz için patent
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
293
verm eyi kabul etm em ektedir. Patent m em urlarının bir m odelde açıkça çalışm az durum da hiçbir şey bulam adığı nadir durum lar da bir patent verilm ektedir. U SPTO 'nun ifadesine göre, "son su z hareketle ilgili başvurular dışında O fis tarafından cihazın çalışabilirliğinin gösterilm esi am acıyla bir m odel, norm al koşullar altın d a isten m em ek ted ir." (Bu önlem , ah laksız m u citlerin U SPTO 'nun m akinelerini onayladığını ileri sürerek deneyim siz yatırım cıları icatlarına para yatırm aya ikna etm esinin engellen m esine olanak sağlam ıştır). H er şeye karşın, bilim sel bir açıdan bakılacak olursa devrida im m akinesinin peşinden koşulm ası tüm üyle sonuçsuz kalm a mıştır. Aksine, m ucitler her ne kadar hiçbir zam an bir devrida im m akinesi yapm ayı başaram am ışlarsa da, böyle hayali bir m akineyi inşa etm ek için yapılan m uazzam zam an ve enerji yatı rım ı fizikçileri ısı m akinelerini dikkatli bir şekilde incelem eye yöneltm iştir. (Benzer şekilde sim yacıların kurşunu altına dönüş türebilen felsefe taşı konusundaki sonuçsuz arayışları da kim ya nın bazı tem el yasalarının keşfedilm esine yardım cı olm uştur). Ö rneğin 1760 yılında John Cox atm osfer basıncındaki deği şikliklerle çalışan ve sonsuza kadar çalışabilecek bir saat geliştir mişti. H ava basıncındaki değişiklikler bir barom etreyi hareket ettiriyor, barom etre de saatin kollarını döndürüyordu. Bu saat gerçekten çalışıyordu ve günüm üzde de m evcuttur. Bu saat son suza kadar çalışabilir, çünkü enerjisini dışardan, atm osferik basınç değişim leri şeklinde alm aktadır. C ox'unki gibi devridaim m akineleri sonunda bilim insanları nı bu tür m akinelerin ancak cihaza dışardan enerji verilm esi, yani toplam enerjinin korunm ası halinde sonsuza kadar çalışa bilecekleri varsayım ına yöneltm iştir. Bu kuram , Term odinam i ğin Birinci Yasası'nm doğm asına yol açm ıştır - m adde ve enerji nin toplam m iktarı yaratılam az ve yok edilem ez. Zam anla ter m odinam iğin üç yasası önerildi, ikinci Yasa, entropinin (düzen sizlik) toplam m iktarının daim a arttığını söylem ektedir. (Kabaca ifade edilecek olursa bu yasa, sıcaklığın sıcak yerlerden soğuk yerlere doğru kendiliğinden aktığm ı söyler). Üçüncü Y asa ise, m utlak sıfıra asla ulaşılam ayacağını ifade eder.
294
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Eğer evreni, hedefi enerji elde etm ek olan bir oyuna benzete cek olursak, bu üç yasanın ifade ediliş şeklini şöyle değiştirm ek m üm kündür: "H içbir şey verm eden bir şey elde edem ezsi n iz." (Birinci Yasa) "B aşa baş gelem ezsiniz." (İkinci Yasa) "O yu nu da terk edem ezsiniz." (Üçüncü Yasa) (Fizikçiler, bu üç yasanın her koşul altında doğru olm asının gerekm ediğini dikkatli bir şekilde ifade eder. N e olursa olsun, şim diye kadar hiçbir sapm a tespit edilm em iştir. Bu yasaları çürütm eye çalışan birinin yüzyıllar sürecek dikkatli bilim sel deneyler yapm ası gerekecektir. Bu yasalardan olası sapm aları biraz sonra tartışacağız). O n dokuzuncu yüzyıl bilim dünyasının başta gelen başarıla rından biri olan bu yasalar, zaferle olduğu kadar trajediyle de hatırlanır. Bu yasaların hazırlanm asında kilit role sahip olanlar dan biri, büyük A lm an fizikçi Ludw ig Boltzm ann, biraz da bu yasaların ifade edilişi sırasında neden olduğu tartışm aların etki siyle intihar etti.
Lu d w i g B o l t z m a n n v e E n t r o p î Boltzm ann kısa boylu, geniş göğüslü, orm ana benzeyen m uaz zam bir sakalı olan ayı gibi bir adam dı. Bununla beraber, ürkü tücü ve vahşi görünüm ü, görüşlerini savunurken aldığı bütün yaraları gizlem ekteydi. O n dokuzuncu yüzyılda N ew ton fiziği kendisine sağlam bir yer etm iş olsa da, Boltzm ann bu ilkelerin pek çok önde gelen bilim insanı tarafm dan hâlâ kabul edilm em iş bir kavram a, tartışm alı atom kavram ına dikkatli bir şekilde uygulanm am ış olduğunu bilm ekteydi. (Daha bir- yüzyıl önce atom un gerçek bir şey olm adığını, yalm zca zekice ortaya atılm ış bir zım bırtı olduğunu savunan pek çok bilim insanı olduğunu bazen unutuveririz. Bunların iddiasına göre atom lar öylesine
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
295
olanaksız bir şekilde küçüktüler ki, m uhtem elen hiç m evcut değildiler). N ewton, ruhların veya arzuların değil, m ekanik güçlerin bütün cisim lerin hareketleri için yeterli olduğunu gösterm işti. Daha sonra Boltzm ann, basit bir varsayım dan yola çıkarak gaz lara ilişkin yasaların çoğunu türetti: G azlar, N ew ton'un ortaya koyduğu yasalara tıpkı bilardo topları gibi uyan m inik atom lar dan m eydana gelm ekteydi. Boltzm ann'a göre içinde gaz bulu nan bir oda, içinde her biri N ew ton'un hareket yasalarına uyum içinde duvarlarla ve birbiriyle çarpışan trilyonlarca çelik topun bulunduğu bir kutuya benzerdi. Fizik konusundaki en büyük eserlerinden birinde Boltzm ann (ve ondan bağım sız olarak Jam es C lerk M axw ell) bu basit varsayım ın yeni göz kam aştırıcı yasalara nasıl yol açacağını ve istatistiksel m ekanik adında yep yeni bir fizik dalının doğm asını sağlayacağını m atem atiksel ola rak gösterdi. M addenin özelliklerinin çoğu, birdenbire ilk ilkelerden türe tilebilir hale gelm işti. N ew ton yasaları enerjinin atom lara uyar landığı zam an korunm ası gerektiğini söylediği için, atom lar ara sındaki her çarpışm anın enerjiyi korum ası gerekiyordu; yani kutunun içindeki trilyonlarca atom da enerjiyi korum aktaydı. Enerjinin korunm ası şim di yalnızca deneysel olarak değil, ilk ilkelerden, yani atom larm N ew ton yasalarına göre hareketinden de belirlenebilecekti. Ancak, on dokuzuncu yüzyılda atom larm varlığı hâlâ yoğun bir şekilde tartışılm akta ve düşünür Ernst M ach gibi önde gelen bilim insanları tarafm dan alayla karşılanm aktaydı. H assas ve genellikle içine kapanık biri olan Boltzm ann, kendisini çok rahatsız edici bir paratoner konum unda buldu. Sık sık atoma karşı olanların şiddetli saldırılarının odağı oluyordu. Anti-atom culara bakılacak olursa, ölçülem eyen hiçbir şey var olam azdı, atom lar dahil. Boltzm ann'm küçük düşm esine ek olarak, pek çok m akalesi A lm anya'nın önde gelen bir fizik dergisinin editö rü tarafından reddedilm işti, çünkü atom ların doğada gerçekten var olan nesneler değil, tüm üyle kuram sal araçlar olduğu konu sunda ısrarlıydı.
296
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bu k işisel sald ırılard an b itk in d üşen ve h ayata küsen Boltzm ann, 1906 yılında eşi ve çocuğunun kum salda olduğu bir sırada kendisini astı. N e yazık ki tam bir yıl önce A lbert Einstein adında genç ve atılgan bir fizikçinin olanaksızı gerçekleştirdi ğinden haberi yoktu: A tom ların varlığını gösteren ilk m akaleyi yayım lam ıştı.
T o p l a m E n t r o p î D a İm a A r t a r Boltzm ann'm ve diğer fizikçilerin çalışm aları, devridaim m aki nelerini iki kategoriye ayırarak özelliklerini berraklaştırdı. İlk gruba giren devridaim m akineleri Term odinam iğin Birinci Yasasına aykırı davranm aktadır; yani gerçekten de tükettikle rinden fazla enerji üretm ektedirler. Her seferinde fizikçiler, bu tür devridaim m akinelerinin gizli, harici enerji kaynaklarından yararlandığım , ya bir sahtekârlık am açlandığını, ya da m ucidin harici enerji kaynağının varlığının farkında olm adığını buldular. İkinci tür devridaim m akineleri daha büyük bir ustalıkla inşa edilm iştir. Term odinam iğin Birinci Yasasına -en erjin in korun m ası- uyarlar, fakat İkinci Yasaya aykırı davranırlar. Kuram sal olarak ikinci türden bir devridaim m akinesi hiçbir atık ısı üret mez, dolayısıyla %100 verim lidir. Yine de, İkinci Yasa böyle bir m akinenin olanaksız olduğunu -a tık ısının daim a üretilm esi gerektiğini- dolayısıyla evrende düzensizliğin, kargaşanın veya entropinin daim a arttığını söyler. Bir m akine ne kadar verim li olursa olsun daim a biraz atık ısı üretecek, dolayısıyla evrenin entropisini yükseltecektir. Toplam entropideki artış, yalnızca doğa anada değil, insanlık tarihinin kalbinde de yatm aktadır. İkinci yasaya göre yok etmek, inşa etm ekten çok daha kolaydır. Yaratılm ası binlerce yıl süren bir şey, m esela M eksika'daki büyük A ztek İm paratorluğu, bir kaç ay içinde yıkılabilir ve bir grup derbeder İspanyol istilacısı atları ve ateşli silahları ile gelerek bu im paratorluğu param par ça ettikleri zam an olan şey de budur. N e zam an bir aynaya bakıp yeni bir kırışık veya yeni bir beyaz saç görürseniz, o zam an İkinci Yasam n etkilerini görüyor
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
297
sunuz dem ektir. Biyologlar bize yaşlanm anın hücrelerim izde ve genlerim izdeki genetik hataların giderek birikm esi sonucunda ortaya çıktığını söyler, bu nedenle hücrenin işlevini yerine getir me yeteneği yavaş yavaş azalır. Yaşlanm a, paslanm a, çürüm e, bozunm a, dağılm a ve çökm e de İkinci Yasa için verilebilecek örnekler arasında yer almaktadır. İkinci yasanın çok derin özelliği konusuna değinirken gökbi lim ci A rthur Eddington "Ö yle zannediyorum ki; entropinin sürekli olarak arttığı yolundaki yasa, doğa yasalarının en önün de yer alm aktadır ... eğer kuram ınız term odinam iğin ikinci yasa sı ile çelişiyorsa size hiçbir üm it verm em m üm kün değildir; son derece küçük düşerek çökm esinden başka bir olasılık m evcut değildir" demiştir. G irişken m ühendisler (ve zeki şarlatanlar), günüm üzde dahi devridaim m akinelerinin icadını duyurm aya devam etmektedir. Kısa bir süre önce Wall Street Journal, benden yatırım cıları m aki nesine m ilyonlarca dolar yatırm aya ikna eden bir m üridin çalış m aları hakkında yorum yapm am ı istem işti. Ö nem li finans gaze telerinde bilim alanında hiçbir geçm işe sahip olm ayan, bu icadın dünyayı değiştirm e (ve bu sayede m uhteşem , ballı kârlar üret me) potansiyeli karşısında coşan gazeteciler tarafından nefes nefese m akaleler yayım lanm ıştı. M anşetler, "D ah i mi, deli m i?" diye haykırıyordu. Yatırım cılar, fiziğin ve kim yanın lisede öğretilen en tem el yasalarına dahi aykırı olan bu cihaza m uazzam m iktarda para lar yatırm ıştı. (Beni en fazla şaşırtan şey, birinin uyanık olm ayan kişileri dolandırm aya çalışm ası değildi - bu, zam anın başlangı cından bu yana hep böyle olm uştur. A sıl şaşırtıcı olan, bu m ü ri din tem el fizik konusundan böylesine habersiz olan zengin yatı rım cıları kandırm asının bu kadar kolay olmasıydı). Journal der gisine "A ptalları paralarından ayırm ak kolayd ır"* deyim ini ve P. T. B arnum 'un m eşhur "D ü nyaya her dakika bir enayi gelir" * Orijinal şekli "a fool and his money are soon parted" olan bu sözün tam kar şılığı olan bir deyim dilimizde bulunamamıştır, bu nedenle bu çeviri tercih edilmiştir. (Ç.N.)
298
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ifadesini hatırlatan bir yazı yazm ıştım . Belki de hiç şaşırtıcı olm ayan bir şekilde Financial Times, Economist ve Wall Street Journal devridaim m akineleri için m üşteri tavlam aya çalışan çeşitli m ucitler hakkında kapsam lı m akaleler yayım lam ıştı.
Ü ç Y a sa v e s î m e t r î l e r Ancak bunların hepsi, daha derin bir soruyu gündem e getir m ektedir: H er şeyden önce, term odinam iğin dem ir sağlam lığın daki yasaları neden geçerlidir? Yasaların ilk önerilişinden bu yana, bilim insanları bunu m erak etm iştir. Eğer bu soruyu yanıtlayabilseydik, belki yasaların içinde boşluklar bulabilirdik, bu da sonuçlan itibarıyla dünyayı tem elinden sarsabilirdi. Lisansüstü eğitim im sırasında, enerjinin korunm asının ger çek kökenini öğrendiğim gün nutkum tutulm uştu. Bir sistem ne zam an bir sim etriye sahip olursa o zam an sonucun bir korunum yasası olduğu, fiziğin tem el ilkelerinden biridir (1918 yılında m atem atikçi Em m y N oether tarafından keşfedilm iştir). Eğer ev renin yasaları zam an içinde değişm eden kalırsa, bunun şaşırtıcı sonucu sistem in enerjiyi koruyor olm asıdır. (Ayrıca, hangi yöne hareket ederseniz edin eğer fiziğin yasaları değişm eden kalıyor sa, herhangi bir yöndeki m om entum da sabit kalm aktadır. Ve eğer bir dönm e hareketi sırasında fizik yasaları değişm eden kalıyorsa, bu durum da açısal m om entum da korunm aktadır.) Bu, beni şaşırtm ıştı. M ilyarlarca ışık yılı uzaklıkta, görülebi lir evrenin sınırında bulunan uzak galaksilerden gelen yıldız ışı ğını incelediğim iz zam an, o ışığın görüngesinin (spektrum) D ünya üzerinde bulabileceğim iz görüngelerle aynı olduğunu anlamıştım . Dünya veya Güneş doğm adan m ilyarlarca yıl önce yola çıkm ış eski ışığın içinde, bugün D ünya'da gördüğüm üz hidrojen, helyum , karbon, neon ve buna benzer m addelerin görüngesi ile aynı belirgin "p arm ak izlerini" bulm aktayız. Diğer bir deyişle, fiziğin tem el kuralları m ilyarlarca yıldan bu yana değişm em iştir ve bu yasalar evrenin dış kenarlarm da dahi aynı dır.
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
299
En azından, N oether'in kuram ına göre enerjinin korunm ası nın sonsuza kadar olm asa dahi m uhtem elen m ilyarlarca yıl devam edeceğini anlam ıştım . Bildiğim iz kadarıyla tem el fizik yasalarından hiçbiri zam an içinde değişm em iştir ve bu, enerji nin korunm asının nedenidir. N oether'in kuram ının m odern fizik üzerinde çok büyük etki leri vardır. İster evrenin kökeni ile, isterse kuarklarm birbirleri veya diğer atom altı parçacıklarla hatta antim addeyle etkileşim i ile ilgili olsun, fizikçiler yeni bir kuram yarattıkları zam an işe sistem in boyun eğdiği sim etrilerle başlar. Aslına bakılacak olur sa sim etriler artık herhangi yeni bir kuram ın yaratılm ası sırasın da kılavuz olarak kabul edilm esi gereken tem el ilke olarak kabul edilm ektedir. Eskiden sim etrilerin bir kuram ın yan ürünü oldu ğu kabul edilirdi - bir kuram ın şirin fakat kesinlikle işe yaram a yan bir özelliği, güzel fakat gereksiz. G ünüm üzde anlıyoruz ki sim etriler, herhangi bir kuram ı tanım layan tem el özelliklerdir. Yeni kuram lar yaratırken biz fizikçiler önce sim etri ile işe başla rız, sonra onun çevresine kuram ı öreriz. (Ne yazık ki Em m y N oether, kendisinden önce Boltzm ann'm yaptığı gibi, kabul görebilm ek için dişiyle tırnağıyla savaşm ak zorunda kaldı. Bir kadın m atem atikçi olarak kendisine önde gelen kuruluşlarda kalıcı bir görev verilm edi. N oether'in danış manı, büyük m atem atikçi David H ilbert ona bir öğretm enlik işi sağlayam ayınca o kadar sinirlenm işti ki, "N eredeyiz biz, bir üni versitede m i, yoksa bir ham am da m ı?" diye bağırmıştı). Bu durum , rahatsız edici bir soruyu gündem e getirmektedir. Eğer fizik yasaları zam an içinde değişm ediği için enerji k on m u yorsa, bu sim etrinin çok ender karşılaşılan olağan dışı durum larda bozulm ası olasılığı var m ıdır? Eğer yasalarım ızdaki bu sim etri garip ve um ulm ayan yerlerde bozulacak olursa, enerji nin korunm asının kozm ik bir ölçekte ortaya çıkm ası olasılığı hâlâ bulunm aktadır. Bunun m eydana gelebileceği yollardan birisi, fizik yasaları nın zam an içerisinde veya m esafeye bağlı olarak değişm esidir. (A sim ov'un İşte Tanrılar adlı rom anında bu sim etri bozulm uştu, çünkü uzayda evrenim izle bir paralel evreni birbirine bağlayan
300
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
bir delik vardı. U zaydaki bir deliğin yakınlarında fizik yasaları değişir ve term odinam ik yasalarının bozulm ası olasılığı ortaya çıkar. Dolayısıyla, eğer uzayda delikler, yani solucan delikleri varsa, enerjinin korunm ası ihlal edilebilir). G ünüm üzde yoğun bir şekilde tartışılm akta olan bir başka kaçam ak noktası da, enerjinin yoktan var olup olam ayacağıdır.
Va k u m d a n D o ğ a n E n e r jİ m î? K ışkırtıcı bir soru: Yoktan enerji elde edilebilir mi? Fizikçiler, vakum un "h içliğin in " hiç de boş olm adığını, hareketlilikle dolu olduğunu ancak anlayabilm işlerdir. Bu görüşün taraftarlarından biri, Thom as Edison'un güçlü rakibi, yirm inci yüzyılın uçuk dehası N ikola Tesla'ydı. Tesla aynı zam anda sıfır noktası enerjisi'nin, yani vakum da hesapsız ölçüde enerji bulunabileceği görüşünün de taraftarları arasında yer alm aktaydı. Eğer bu görüş doğruysa, vakum tam anlam ıyla havadan enerji elde edilm esini sağlayacak bir "bed ava yem ek" oluyordu. Boş olduğu ve içinde hiçbir m adde bulunm adığı kabul edilen vakum , en üst düzey enerji deposu olacaktı. Tesla, günüm üzde H ırvatistan sınırları içinde bulunan küçük bir kasabada doğdu ve 1884 yılında beş parasız bir vaziyette A BD 'ye gitti. Kısa süre içerisinde Thom as Edison'un yardımcısı olarak çalışm aya başladıysa da, dehası sayesinde onun rakibi oldu. Tarihçilerin "A kım lar Savaşı" diye adlandırdığı m eşhur bir yarışm ada Tesla, Edison'a karşı yarıştı. Edison, doğru akım m otorlarıyla dünyada elektriğin yaygınlaşm asını sağlayacağına inanıyordu, fakat alternatif akım ı bulan Tesla, kendi yöntem leri nin Edison'unkilerden çok daha üstün olduğunu ve uzak m esa felerde dikkat çekecek kadar az güç kaybına yol açtığını başarılı şekilde gösterdi. B ugün b ü tü n gezegen E d iso n 'u n değil, T esla'n m p aten tleri esasın a göre elek trik ku llan m aktad ır. Tesla'nın icatları ve patentleri sekiz yüzden fazladır ve m odern elektrik tarihinin en önem li kilom etre taşlarından bazılarını kap sar. Tarihçiler, Tesla'nm radyoyu Guglielm o M arconi'den (yay-
DEVRİDAİM MAKİNELERİ
301
gm şekilde radyonun m ucidi olarak bilinir) önce icat ettiğini ve W ilhelm Roentgen tarafından resm en keşfedilm esinden önce de X ışınlarıyla çalıştığını güvenilir iddialar olarak kabul etm ekte dir. (Daha sonra hem M arconi ve hem de Roentgen, m uhtem e len yıllar önce Tesla tarafm dan yapılm ış keşifler için N obel Ödülü kazanacaklardı). Tesla vakum dan sınırsız m iktarda enerji elde edeceğine de inanm aktaydı, ancak ne yazık ki bunu notları arasında kanıtlamamıştı. İlk bakışta "sıfır noktası enerjisi" (veya bir vakum için de bulunan enerji), Term odinam iğin Birinci Yasasını ihlal edi yorm uş gibi görünebilir. Sıfır noktası enerjisi N ew ton m ekaniği ne aykırı olsa da, son zam anlarda yepyeni bir yönde yeniden ortaya çıkm ıştır. Bilim insanları şu anda Dünya çevresinde yörüngede dönen W M A P uydusu gibi uydulardan gelen verileri inceledikleri zam an, evrenin % 73'ünün "karanlık enerjiden", saf vakum un enerjisinden m eydana geldiği gibi şaşırtıcı bir sonuca ulaştılar. Bu, tüm evrendeki en büyük enerji deposunun evrendeki galak sileri birbirinden ayıran vakum olduğu anlam ına gelm ekteydi. (Karanlık enerji öylesine m uazzam dır ki galaksileri birbirinden uzağa itm ektedir ve eninde sonunda evreni bir Büyük Donm a ile yok edebilir). K aranlık enerji evrenin her yanm da, hatta oturm a odanızda ve vücudunuzun içinde dahi bulunur. Dış uzaydaki karanlık enerji m iktarı gerçekten astronom iktir, yıldızların ve galaksile rin hepsinin toplam ından daha fazladır. Ayrıca, Dünya üzerin deki karanlık enerji m iktarını hesaplayabiliriz, fakat bu enerji bir devridaim m akinesini çalıştırm aya yetm eyecek kadar azdır. Tesla karanlık enerji konusunda haklıydı, fakat Dünya üzerin deki karanlık enerji m iktarı konusunda yanılıyordu. Yoksa yanılm ıyor m uydu? M odern fizikteki en utanç verici boşluklardan biri, hiç kim se nin u yd ularım ız vasıtasıyla ölçebild iğim iz enerji m iktarını hesaplayam am asıdır. Evrendeki karanlık enerji m iktarını hesap lam ak için en yeni atom ik fizik kuram m ı kullanacak olursak, 10120 (yani "b ir" ve arkasında 120 sıfır!) düzeyinde hatalı bir
302
3, SINIF OLANAKSIZLIKLAR
sayıya ulaşırız! Bu, fiziğin tüm ünde kuram ile deney arasında karşım ıza çıkan en büyük farktır. M esele şu ki, "h içliğin enerjisinin" nasıl hesaplanacağını hiç kim se bilm em ektedir. Bu, fiziğin en önem li sorularından biridir (çünkü yanıtı, evrenin kaderini belirleyecektir), fakat hâlihazır da bunu nasıl hesaplayacağım ıza dair en küçük bir fikre sahip değiliz. Varlığına ilişkin deneysel kanıtlar gözüm üzün önünde durm asına karşın karanlık enerjinin ne olduğunu açıklayan hiç bir kuram yoktur. D em ek ki Tesla'nm şüphelendiği gibi, vakum un bir enerjisi bulunm aktadır. Ancak, enerjinin m iktarı yararlı bir iş için kulla nılam ayacak kadar küçüktür. G alaksiler arasında m uazzam m iktarlarda enerji vardır, fakat Dünya üzerinde bulunan enerji m iktarı m iniciktir. Asıl utanç verici olan, hiçkim senin bu enerji nin nasıl hesaplanacağını veya nereden geldiğini bilm em esidir. D ikkat çekm ek istediğim şey şu ki, enerjinin korunum u derin, evrensel nedenlerden kaynaklanm aktadır. Bu yasalarm herhangi bir şekilde ihlal edilm esi, evrenin evrim i konusundaki anlayışım ızın ciddi şekilde değişm esini gerekli kılacaktır. Ve karanlık enerjinin gizem i, fizikçileri bu soruyla doğrudan boğuşm aya m ecbur etmektedir.
G erçek bir devridaim m akinesini yaratm ak istersek fiziğin tem el yasalarını evrensel bir ölçekte yeniden değerlendirm em iz gere keceği için, devridaim m akinelerini bir III. sınıf olanaksızlık ola rak sınıflandırıyorum ; yani bunlar ya gerçekten olanaksızdır, ya da böyle bir m akineyi m üm kün kılm ak için tem el fizik konusun daki anlayışım ızı evrensel bir ölçekte, tem el olarak değiştirm e miz gerekecektir. Karanlık enerji, m odern bilim in en büyük bit m em iş bölüm lerinden biri olarak durm aktadır.
15 99
Önsezi İkilem , d ik k a t çekmek amacıyla başının üstünde duran g e rçe ktir. - NICHOLAS FALLATTE
• •
Ö
N SEZİ DİYE bir şey var mıdır, veya geleceği görm ek diye? Ç ok eski zam anlardan gelen bu kavram bütün dinlerde
vardır ve Yunanlılarla Rom alıların kâhinlerine, Tevrat'ın pey gam berlerine kadar uzanır. Ancak, bu hikâyelerde kehanet yete neğinin bir lanet olabileceği de yazm aktadır. Yunan m itolojisin de Truva K ralı'nın kızı Cassandra ile ilgili bir hikâye anlatılır. C assandra, güzelliği ile güneş tanrısı A pollo'nun dikkatini çeker. Apollo, gönlünü kazanm ak am acıyla ona geleceği görme yeteneği verir. Fakat Cassandra, A pollo'nun iltifatlarını elinin tersiyle geri iter. Sinirlenen A pollo, verdiği yeteneği o şekilde değiştirir ki Cassandra geleceği görm e yeteneğine sahip olacak, fakat hiç kim se ona inanm ayacaktır. Truva halkını yaklaşm akta olan felaket konusunda uyaran C assandra'yı hiç kimse dinle mez. C assandra Truva A tı'nm hilesini, A gam em non'un ölüm ü nü, hatta kendisinin ölüm ünü dahi öngörür, fakat Truva halkı bu sözlere değer vereceği yerde onun delirdiğini düşünerek bir yere kapatır. On altıncı yüzyılda yazan N ostradam us ve daha sonraları Edgar Cayce, zam anın peçesini aralayabileceklerini iddia etm iş lerdir. O nların kehanetlerinin gerçekleştiği (örneğin II. Dünya
304
.3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Savaşı, Kennedy suikastı ve kom ünizm in çöküşü) yolunda p>ek çok iddia var olsa da, bu kâhinlerin çoğunun dizelerini kayde derken kullandıkları sem bolik ifade şekli, birbiriyle çelişen çeşit li yoru m lar yapılm asına olanak sağlam aktadır. Ö rneğin N ostradam us'un dörtlükleri öylesine geneldir ki, onlardan her türlü anlam ı çıkartm ak m üm kündür (ve öyle de yapılmıştır). Dörtlüklerden biri şöyle söyler: Dünyanın merkezinden toprağı titreten ateşler kükrer: "Yeni Şehir" çevresinde Dünya titreşir İki asilzade uzun ve sonuçsuz bir savaş yapar Pınarların perisi yeni, kızıl bir nehir akıtır. Bazıları, N ostradam us'un 11 Eylül 2001 tarihinde New Y ork'taki İkiz Kulelerin yanm asını öngördüğünün bu dörtlük ile kanıtlandığını öne sürm ektedir. Ancak, yüzyıllar boyunca aynı dörtlük için bir sürü başka yorum da yapılm ıştır. Görüntüler öylesine şüphelidir ki, pek çok değişik yorum yapm a olanağı bulunm aktadır. Ö nsezi, kralların kötü kaderi ve im paratorlukların çöküşü üzerine yazan oyun yazarlarının da çok sevdiği bir araçtır. Shakespeare'in Macbeth'inde önsezi, oyun tem asının ve İskoçya K ralı olacağı öngörüsü nd e b u lu n an üç cad ıya rastlay an M acbeth'in tutkularının m erkezinde yer alm aktadır. Cadıların öngörüsüyle kanlı tutkuları harekete geçer, düşm anlarını yok etm ek için kanlı ve ürkütücü bir sefere çıkar ve bu arada rakibi M acduff'un m asum karısı ile çocuklarını da öldürür. Tacı ele geçirm ek için bir dizi korkunç iş yapan M acbeth, cadılardan savaşta kim senin onu yenem eyeceğini, "B ü y ü k Birnam O rm anı Dunsinane Tepesi'ne gelm ediği sürece kendisi nin yok olm ayacağını ve bir kadının rahm inden doğan hiç kim senin ona zarar verem eyeceğini" öğrenir. Bir orm an hareket edem eyeceği ve bütün erkekler bir rahim den doğduğu için M acbeth bu kehaneti m em nuniyetle karşılar. Fakat M acduff'un birlikleri Büyük Birnam O rm anı'ndan kestikleri dalların altına saklanarak M acbeth'in üzerine yürüdüğü için Birnam O rm anı
ÖNSEZİ
305
hareket etm iş olur, ayrıca M acduff'un doğum u da sezaryenle gerçekleşm iştir. Geçm işin kehânetlerinin bu kadar çok sayıda alternatif yoru ma sahip olm asına ve dolayısıyla sınanm alarının olanaksız olmasına karşın, bir kehanet setinin incelenm esi çok kolaydır: Dünyanın kesin sona eriş tarihinin, kıyam et gününün kesin tari hi konusundaki kehanetler. İncil'in son bölüm ünde D ünya'nm son günleri ayrıntılı şekilde anlatıldıktan itibaren bu yana kök ten dinciler Zam anın Sonu'nun tarihini tam olarak öngörm eye çalışmıştır. K ıyam et günü konusundaki en tanınm ış kehanetlerden biri, gökyüzü nd eki bütün gezegen lerin, M erkür, V enüs, M ars, Jüpiter ve Satürn'ün birbiriyle çarpışm ası nedeniyle D ünya'nm sonunun gelm esine yol açacak büyük bir sel öngörüsünde bulu nan astrologlar tarafından öne sürülen 20 Şubat 1524 tarihidir. A vrupa'da kitlesel bir panik m eydana gelmişti. İngiltere'de yirm i bin kişi çaresizlik içind e ev lerin i terk etm işti. St. Bartholom ew K ilisesi'nin çevresine iki ay yetecek kadar su ve yiyeceğin stoklandığı bir kale yapılm ıştı. A lm anya ve Fransa'da halk, seli yönlendirm ek üzere gözleri dönm üş bir şekilde büyük kanallar inşa etm işlerdi. H atta K ont Von Iggleheim , bu çok önem li olaya hazırlık olarak üç katlı m uazzam bir kanal inşa ettirmişti. Ancak, belirtilen tarih geldiğinde yalm zca hafif bir yağm ur görüldü. K alabalıkların ruh hali birdenbire korkudan kızgınlığa dönüştü. Bütün varlıklarım satan ve yaşam ları altüst olan insanlar, kendilerini aldatılm ış hissetti. Kızgın kalabalıklar başıboş dolaşm aya başladı. Toplu saldırı sonucunda kont taşla narak öldürüldü ve onun yanı sıra yüzlerce kişi daha katledildi. K ehanetin çekiciliğine yalnızca H ıristiyanlar kapılm ıyordu. 1648 yılında İzm irli zengin bir Yahudinin oğlu olan Sabbatai Zevi kendini M esih ilan etti ve D ünya'nm sonunun 1666 yılında geleceğim öngördü. Yakışıklı ve karizm atik olan ve K abala'm n gizem li m etinlerim çok iyi bilen Zevi, kendisine ateşli bir şekil de b ağ lı b ir m ü rit grubu oluştu rd u ve h aberleri bütün A v ru p a'y a yay m aya b aşlad ı. 1666 ilk bah arınd a Fran sa, H ollan d a, A lm an ya ve M acaristan gibi uzak ü lkelerd eki
306
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Yahudiler eşyalarını toplam aya ve M esihlerinin çağrısına uym a ya başladılar. Ancak, o yılın ilerleyen günlerinde Zevi O sm anlı vezir-i azam i tarafından tutuklandı ve zincirlenerek hapse atıldı. O lası bir idam cezası ile karşı karşıya olduğu için üzerindeki Yahudi elbiselerini atıp bir sarık taktı ve İslam dinini seçti. Kendisinin sadık m üritlerinden on binlercesi, hayal kırıklığı içinde tarikatı terk etti. Kâhinlerin kehanetleri bugün dahi etkisini sürdürm ekte, dünyanın her yerinde on m ilyonlarca insanın yaşam ım etkile m ektedir. A BD 'de W illiam M iller, kıyam etin 3 N isan 1843 günü kopacağını açıkladı. Bu kehanete ilişkin haberler A BD 'nin her tarafına yayılm ışken, 1833 yılında bir gece gökyüzünde m uhte şem bir m eteor yağm uru sergilendi ve M iller'in kehanetinin etkisini daha da arttırdı. M illeritler adı verilen on binlerce sadık m ürit, m ahşer günün gelişini bekledi. 1843 yılı geldi geçti, dünyanın sonu gelmedi. M illerit hareketi birkaç büyük gruba ayrıldı. M illeritlerin ulaştı ğı büyük sayı nedeniyle bu grupların her biri günüm üzde dahi din üzerinde önem li bir etkiye sahiptir. M illerit hareketinin bugün 14 m ilyon vaftiz edilm iş üyesi bulunan büyük bir parça sı 1863 yılın d a yenid en toparland ı ve adını Y ed inci G ün A dventist K ilisesi olarak değiştirdi. İnançlarının m erkezinde İsa'nın İkinci Gelişi bulunm aktadır. M illeritlerden ayrılan ikinci bir grup da sonradan kıyam etin tarihini 1874'e çeken Charles Taze Russell'e doğru kaym ıştır. Russell, bu tarih de gelip geçince M ısır'ın büyük piram itleri üze rinde yaptığı incelem eler uyarınca kehanetini gözden geçirm iş, bu sefer 1914'e karar kılmıştır. A ltı m ilyondan fazla üyesi bulu nan bu grup, sonradan Yehova Şahitleri adını alacaktır. M illerit h areketinin d iğer fraksiyon ları ise öngörülerde bulunm ayı sürdürdüler ve her başarısız öngörünün ardından yeni bölü n m eler yaşad ılar. M illeritlerin kü çü k b ir grubu Davidian D alı adını taşıyordu; bunlar, 1930'lı yıllarda Yedinci Gün A dventistlerinden kopm uştu. Texas'm W aco kasabasm da, hipnotize edici bir şekilde dünyanın sonunu anlatan David Koresh adlı genç bir vaizin karizm atik etkisine kapılm ış küçük
ÖNSEZİ
307
bir topluluk oluşturm aktaydılar. Bu grup, 1993 yılında FBI ile trajik bir çatışm a yaşadı, tesisleri büyük bir yangında yok oldu, aralarında K oresh'in ve 27 çocuğun da bulunduğu 76 tarikat m ensubu yanarak öldü.
GELECEĞİ GÖREBİLİR MİYİZ? Ö zenle yapılan bilim sel deneyler bazı bireylerin geleceği göre bildiğini kanıtlayabilir mi? 12. Bölüm de zam anda yolculuğun fizik yasaları ile tutarlı olabileceğini, fakat bunun Tip III bir uygarlık için geçerli olduğunu görm üştük. İyi ama, önsezi m üm kün m üdür? Rhine Ç enter'da yapılan ayrıntılı deneyler bazı insanların geleceği görebildiği, yani kartları açılm adan tanıyabildikleri yolunda bir izlenim verm ektedir. A ncak, tekrar tekrar yapılan deneyler gösterm iştir ki, bu etki çok küçüktür ve başkaları aynı sonuçları tekrarlam aya çalıştıkları zam an genellikle ortadan kaybolm aktadır. A slına bakılacak olursa önsezinin m odern fizik ile bağdaştı rılm ası zordur, çünkü nedensellik ilkesini, neden sonuç yasasını ihlal etm ektedir. Sonuçlar nedenlerin ardından ortaya çıkar, önce değil. Şim diye kadar bulunan bütün yasaların içinde nedensellik vardır. N edenselliğin ihlali, fiziğin tem ellerinde önem li ölçüde bir çöküşe işaret edecektir. N ew ton m ekaniği, nedenselliğe sıkı sıkıya bağlıdır. N ew ton yasaları öylesine geniş kapsam lıdır ki, eğer evrendeki bütün m oleküllerin yerini ve yönünü bilirseniz bu atom ların gelecekteki hareketlerini hesap layabilirsiniz. Yani geleceğin hesaplanm ası m üm kündür. İlke olarak N ew ton m ekaniği, eğer elinizde yeterince büyük bir bil gisayar olursa gelecekteki olayların tüm ünü hesaplayabileceği nizi söylem ektedir. N ew ton'a göre evren, zam anın başlangıcın da Tanrı tarafından kurulm uş olan ve o zam andan beri O 'n un yasalarına göre çalışm akta olan devasa bir saattir. N ew ton'un kuram ında önsezilere yer yoktur.
308
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
ZAMANDA GERİYE DOĞRU Bununla beraber, M axw ell'in kuram ı üzerinde konuşm aya baş ladığım ız zam an senaryo çok daha karm aşık bir hal alır. M axw ell denklem lerini ışık için çözdüğüm üzde bir değil iki sonuç elde ederiz: Işığın bir noktadan diğerine standard hareke tini tem sil eden "g eri kalm ış" bir dalga; ve ışık dem etinin zam an içinde geriye gittiği bir "ileri gitm iş" dalga. Bu ileri çözüm gele cekten gelm ekte ve geçm işe ulaşm aktadır! Yüz yıldan beri m ühendisler zam anda geriye doğru giden bu "ileri" sonuçla karşılaştıkları zam an onu m atem atiksel bir gara bet olarak göz ardı etm işlerdi. Geri kalm ış dalgalar radyonun, m ikrodalgaların, TV, radar ve X ışınlarının davranışlarım bu kadar doğru bir şekilde öngördüğü için, ileri sonucu pencereden dışarı atıverm işlerdi. Geri kalm ış dalgalar öylesine şahane bir şekilde güzel ve başarılıydılar ki, m ühendisler onun çirkin ikizi ni tam am en ihm al etm işlerdi. N eden başarılı olan bir şeyi kurcalasınlardı ki? Fakat ileri dalga, fizikçiler için geçen yüzyıl boyunca rahatsız edici bir sorun olm uştur. M axw ell denklem leri m odern çağı taşı yan direkler arasında yer aldığı için, bu denklem lerle bulunan herhangi bir sonucun, çok ciddiye alınm ası gereklidir, hatta gelecekten gelen dalgaların kabullenilm esi anlam ına gelse dahi. G elecekten gelen ileri dalgaları tam am en göz ardı etm ek olanak sız görünüyordu. Doğa bize en tem el düzeyde neden böylesine garip bir çözüm sağlam ıştı? Bu acım asız bir şaka m ıydı, yoksa ortada daha derin bir anlam var mıydı? M istikler bu ileri dalgalara karşı bir ilgi duym aya başladılar ve bunların gelecekten gelen m esajlar olduğunun ortaya çıkaca ğını öne sürdüler. Belki de eğer bu dalgaları bir şekilde kontrol altına alm ayı başarabilirsek m esajları geçm işe gönderm eyi başa rabilir, böylece geçmiş nesilleri olacak olaylar hakkında bilgilendirebilirdik. Ö rneğin 1929 yılm a, dedelerim ize mesaj göndere rek Büyük Buhran yaşanm adan önce ellerindeki hisse senetleri ni satm aları için onları uyarabilirdik. Bu tür ileri dalgalar zam an yolculuğunda olduğu gibi şahsen geçm işi ziyaret etm em ize ola
ÖNSEZİ
309
nak sağlam azdı, fakat insanları henüz m eydana gelm em iş olay lar hakkında bilgilendirm ek üzere geçm işe m ektuplar ve m esaj lar gönderm em ize yarayabilirdi. Bu ileri dalgalar, zam anda geriye gitm e fikrine ilgi duyan Richard Feynm an tarafından inceleninceye kadar gizem ini korudu. Feynm an, ilk atom bom basının yapılm asıyla sonuçla nan M anhattan Projesi'nde çalıştıktan sonra Los A lam os'tan ayrıldı ve John VVheeler'in altında çalışm ak üzere Princeton Üni versitesi'ne gitti. D irac'm elektron konusundaki orijinal çalışm a larını inceleyen Feynm an, çok garip bir şeyle karşılaştı. Eğer D irac'm denklem inde zam anın yönünü tersine çevirirse, elek tronun yükünü de tersine döndürm ek koşuluyla denklem aynı kalıyordu. Diğer bir deyişle zam anda geriye doğru giden bir elektron, zam anda ileriye giden bir anti elektron ile aynıydı! N orm al olarak yetkin bir fizikçi bu yorum u yalnızca bir oyun, anlam ı olm ayan bir m atem atiksel el çabukluğu olarak kabul edip bir kenara atardı. Zam anda geriye gitm ek hiç de anlam lı gelm iyordu, fakat D irac'm denklem leri bu konuda çok açıktı. Diğer bir deyişle Feynm an, doğanın bu zam anda geri kalm ış çözüm lere olanak sağlam asının nedenini bulm uştu: Bunlar, antim addenin hareketini tem sil etm ekteydi. Eğer Feynm an daha yaşlı bir fizikçi olsaydı bu çözüm ü pencereden dışarı atardı. Fakat m ütevazı bir lisansüstü öğrencisi olduğu için m erakını giderm eye girişti. Genç Feynm an, bu m uam m anın içine girm eyi sürdürdükçe, daha da garip bir şey dikkatini çekti. N orm al olarak eğer bir elektron ile bir anti elektron çarpışırsa birbirlerini yok eder ve bir gam a ışını üretirler. Bunu bir sayfa kâğıt üzerine çizdi: Birbirine çarpan ve bir enerji patlam asına dönüşen iki nesne. Fakat eğer anti elektronun yükünü tersine çevirirseniz, zam anda geriye doğru giden sıradan bir elektrona dönüşürdü. Sonra aym resm i, zam an okunu tersine döndürerek çizebilirdi niz. Elektron şim di zam anda ileriye gidiyorm uş, sonra birdenbi re fikrini değiştirip yön değiştirm iş gibi görünüyordu. Elektron, zam anda bir U dönüşü yapm ış ve bu sırada bir enerji patlam ası yaratm ıştı. D iğer bir deyişle, aynı elektrondu. Elektron-anti
310
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
elektronun birbirini yok etme süreci, aynı elektronun zam anda geriye gitm eye karar verm esi ile aynıydı! Böylece Feynm an, antim addenin gerçek sırrını açıkladı: Zamanda geriye giden sıradan maddeden başka bir şey değildir. Bu basit gözlem , bütün parçacıkların bir anti parçacık eşi olm asının yarattığı bulm acayı derhal çözm üştü: Çünkü bütün parçacıklar zam anda geriye doğru gidebilir, dolayısıyla antim adde m aske sine bürünebilirler. (Bu yorum daha önce sözü geçen "D irac denizi" ile eşdeğerdir, fakat daha basittir ve bugün herkes tara fından kabul edilen açıklam adır). Şimdi, diyelim ki elim izde bir parça antim adde var ve bu parça, sıradan m adde ile çarpışarak m uazzam bir patlam aya yol açıyor. Trilyonlarca elektron ve trilyonlarca anti elektron, birbi rini yok ediyor. Fakat eğer anti elektronun okunun yönünü değiştirerek onu zam anda geriye gitm ekte olan bir elektrona dönüştürecek olursak, bunun anlam ı aynı elektronun zikzak yaparak trilyonlarca kez ileri geri gitm esi dem ek olacaktır. Ortada daha da m erak uyandırıcı bir sonuç bulunm aktadır: M adde parçasının içinde yalnızca bir elektron olm ası gerekir. Aynı elektron zam an içinde zikzak yaparak hızla ileri geri hare ket etm ektedir. Zam anda yaptığı her U dönüşü ile antim addeye dönüşür. Fakat eğer zam anda bir diğer U dönüşü daha yapacak olursa o zam an başka bir elektrona dönüşecektir. (Bu durum da Feynm an, tez danışm anı John W heeler ile bir likte belki de bütün evrenin zam an içinde ileri geri zikzaklar çizen tek bir elektrondan m eydana gelm iş olabileceği önerisinde bulundu. O rijinal Büyük Patlam a'nm kargaşasından tek bir elektronun yaratıldığını düşünün. A radan trilyonlarca yıl geç tikten sonra bu tek elektron ister istem ez Kıyam et G ünü'nün felaketi ile karşı karşıya kalacak ve bir U dönüşü yaparak zam anda geri gitm eye başlayacak, bu arada bir gam a ışmı çıkar tacaktır. Sonra orijinal Büyük Patlam a'ya geri dönecek ve başka bir U dönüşü yapacaktır. Daha sonra bu elektron, Büyük Patlam a ile K ıyam et Günü arasında tekrarlayan zikzaklar yapa rak ileri geri gidip gelecektir. Y irm i birinci yüzyıldaki evrenim iz yalnızca bu elektronun yolculuğuna ait bir zam an kesitidir, bu
ÖNSEZİ
311
kesitte biz trilyonlarca elektron ve anti elektronu, yani görülebi lir evreni görm ekteyiz. Bu kuram ne kadar garip görünürse görünsün, kuantum kuram ına ait ilginç bir gerçeği açıklam akta dır: Bütün elektronların neden aynı olduğunu. Fizikte elektron ları etiketleyem ezsiniz. Yeşil elektron gibi bir tanım yoktur. Elektronların hiçbir bireyselliği yoktur. Bilim insanlarının vahşi hayat içindeki hayvanları bazen incelem ek am acıyla etiketlediği gibi, elektronları "etiketleyem ezsiniz". Belki de bunun nedeni, bütün evrenin zam an içinde ileri geri giden aynı elektrondan m eydana geliyor olmasıdır). Fakat antim adde eğer zam an içinde geriye giden sıradan m addeyse, o zam an geçm işe mesaj gönderm e olanağı var m ıdır? Bugünkü Wall Street Journal gazetesini geçm işte kendinize gön derip borsada voliyi vurabilir m isiniz? Bu soruların yanıtı "h ayır"d ır. Eğer antim addeye m addenin bir başka ilginç hali olarak dav ranır ve antim adde ile bir deney yaparsak, nedensellik hiçbir şekilde ihlal edilm iş olm az. N eden ve sonuç değişm eden kalır. Şim di anti elektronun okunu tersine çevirerek zam anda geriye gönderirsek, yalnızca bir m atem atiksel işlem yapm ış oluruz. Fizik, değişm eden kalır. Fiziksel olarak hiçbir şey değişm em iş. tir. Bütün deney sonuçları aynıdır. Dolayısıyla, elektronu zam an içinde ileriye veya geriye gidiyor olarak görmek, tam am en geçerlidir. A ncak, elektron zam anda geriye doğru her gidişinde, geçm işi tam am lar. Yani öyle görünüyor ki, tutarlı bir kuantum kuram ına sahip olm ak için gelecekten gelecek gelişmiş çözüm ler gerçekten gereklidir, fakat bunlar nedenselliği ihlal etmezler. (Aslına bakılacak olursa, bu gelişm iş dalgalar olm asaydı kuan tum kuram ının nedenselliği ihlal edilm iş olurdu. Feynm an bize gösterm iştir ki, ileri ve geri dalgaların katkılarını birbiriyle top layacak olursak nedenselliği ihlal eden terim lerin birbirini tam olarak götürdüğünü görürüz. Dolayısıyla antim adde, nedensel liği korum ak için gereklidir. A ntim adde olm adan, nedensellik çökebilir). Feynm an, bu çılgınca fikri besleyerek tam bir elektron kuan tum kuram ı şeklini alıncaya kadar izledi. O nun eseri olan kuan-
312
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
tum elektrodinam iği (QED), deneysel olarak 10 m ilyarda bir hassasiyet düzeyine kadar doğrulanm ıştır; bu da bu kuram ı gel miş geçm iş en doğru kuram lardan biri yapm aktadır. Bu kuram, çalışm a arkadaşları Julian Schw inger ve Sin-Itiro Tom onaga ile birlikte kendisine 1965 N obel Ö dülü'nü kazandırm ıştır. (Feynm an, N obel Ödülü kabul konuşm asında gençliğinde güzel bir kıza âşık olurm uşçasına bu ileri dalgalara âşık olduğu nu anlatm ıştı. Bu güzel kız günüm üzde olgunluğa erm iştir ve pek çok çocuğun annesidir. Bu çocuklardan biri, Feynm an'm kuantum elektro dinam iği kuram ıdır).
G e l e c e k t e n G elen Ta k y o n l a r G elecekten gelen (ve kuantum kuram ında yararlarını defalarca sergilem iş olan) ileri dalgaların yanı sıra, kuantum kuram ının bir o kadar çılgınca görünen fakat o kadar yararlı olm ayan başka bir tuhaf kavram ı daha vardır. Bu kavram , Uzay Yolu'nda düzenli bir şekilde karşım ıza çıkan "takyon lar" fikridir. Uzay Yolu'mın yazarları ne zam an sihirli bir işlem yapm ak için yeni bir enerji türüne gerek duyarlarsa, takyonlara başvururlar. Takyonlar, her şeyin ışıktan hızlı yol aldığı garip bir dünya da yaşar. Takyonlar enerji kaybettikçe daha hızlı hareket ederler, bu da sağduyuya aykırı düşer. A slına bakılacak olursa eğer bütün enerjilerini kaybederlerse sonsuz hızda yol alm aya başlar lar. Bununla beraber, takyonlar enerji kazanm aya başladıkça yavaşlayarak ışık hızına kadar düşerler. Takyonları böyleşine garip bir hale getiren şey, sanal kütleye sahip olm alarıdır. ("Sanal" kelim esi ile bunların kütlelerinin eksi birin karekökü, yani " i" ile çarpıldığını ifade etm ek istiyoruz). Einstein'm m eşhur denklem lerini alıp "m "n in yerine "im " yaza cak olursak, harikulade bir olay gerçekleşir. Parçacıklar, birden bire ışıktan hızlı hareket etm eye başlar. Bu sonuç, garip durum ların ortaya çıkm asm a neden olur. Eğer bir takyon m addenin içinde yol alacak olursa, atom larla çarpıştığı için enerji kaybına uğrar. Fakat enerji kaybettikçe daha
ÖNSEZİ
313
hızlı hareket eder, bu da atom larla m eydana gelen çarpışm aları arttırır. Bu çarpışm aların daha fazla enerji kaybına yol açm ası ve dolayısıyla daha hızlı hareket etm esine neden olm ası gerekecek tir. Bu da bir kısır döngü yaratacağı için, takyon doğal olarak kendi kendine sonsuz hıza ulaşır! (Takyonlar antim addeden ve negatif m addeden farklıdır. Antim adde pozitif enerjiye sahiptir, ışıktan yavaş yol alır ve kullandığım ız parçacık hızlandırıcılarda yaratılabilir. Kuram a göre yerçekim i ile aşağıya doğru düşer. Antim adde, zam anda geriye doğru giden sıradan m addeye karşılık gelir. N egatif m adde negatif enerjiye sahiptir ve o da ışıktan yavaş yol alır, fakat yerçekim i ile yukarıya doğru düşer. N egatif m adde laboratuvarda hiçbir zam an bulunm am ıştır. Büyük m iktarlarda olursa kuram sal olarak zam an m akinelerine yakıt sağlam ak için kullanılabilir. Takyonlar ışıktan hızlı yol alır ve sanal kütleye sahiptir; yerçekim i ile aşağıya doğru mu, yoksa yukarıya doğru mu düştükleri belli değildir. O nlar da laboratuvarda bulunm a mıştır). Takyonlar ne kadar tuhaf olsalar da, aralarında Colum bia Ü niversitesi'nden Gerald Freiberg ve A ustin'deki Texas Ü niver sitesi'nden George Sudarshan'm da bulunduğu fizikçiler tara fından ciddi şekilde incelenm iştir. Şim diye kadar hiç kim senin laboratuvarda bir takyon görm em iş olm ası, bir sorundur. Bir nedensellik ihlali, takyonlar için önde gelen bir deneysel kanıt olabilir. Feinberg, fizikçilerin bir lazer ışınını yayılm aya başla m adan önce incelem elerini dahi önerm iştir. Eğer takyonlar varsa, belki de lazer ışını cihazının çalıştırılm asından önce tespit edilebilir. Bilim kurguda takyonlar geçm işteki kâhinlere m esajlar gön derm ek am acıyla düzenli şekilde kullanılır. Fakat eğer işin fizik kısm ı incelenecek olursa, bunun olası olup olm adığı belli değil dir. Ö rneğin Feinberg, zam anda ileriye doğru giden bir takyonun yayım lanm asının zam anda geriye doğru giden bir negatif enerjili takyonun yutulm ası ile eşdeğer olduğuna ve dolayısıyla nedenselliğin ihlal edilm ediğine (antim adde konusundaki duru m a benzer şekilde) inanm aktaydı.
314
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Bilim kurgu bir yana bırakılacak olursa, takyonlarm günü m üzdeki m odern yorum una göre bunlar nedenselliğe aykırı bir şekilde Büyük Patlam a anında var olabilirler, fakat artık m evcut değildirler. Aslına bakılacak olursa bunlar her şeyden önce evre nin "p atlam ası" üzerinde çok tem el bir rol oynam ış olabilirler. Bu bakım dan takyonlar, Büyük Patlam a kuram larından bazıları için tem el nitelik taşım aktadır. Takyonlar, dikkat çekici bir özelliğe sahiptir. Onları herhan gi bir kuram ın içine yerleştirdiğiniz zam an "vak u m u " yani bir sistem in en düşük enerji durum unu dengesiz hale getirirler. Eğer bir sistem de takyonlar varsa o sistem bir "yalancı vakum " içindedir, yani bu sistem dengesizdir ve gerçek vakum a doğru bozunur. Bir gölün suyunu dizginleyen bir barajı gözünüzün önüne getirin. Bu, "yalan cı vakum u" tem sil eder. Baraj her ne kadar m ükem m el bir şekilde kararlı görünse de, barajdan daha aşağı da bir enerji durum u m evcuttur. Eğer barajda bir çatlak m eyda na gelir ve bu çatlaktan sular fışkırm aya başlarsa, sular deniz seviyesine doğru aktıkça sistem gerçek vakum durum u kazanır. Aynı şekilde, Büyük Patlam a'dan önce evrenin içinde tak yonlarm bulunduğu bir yalancı vakum içinde başladığı düşü nülm ektedir. Ancak takyonlarm varlığı bunun en düşük enerji durumu olm adığı anlam ına gelm ekteydi, dolayısıyla sistem kararlı değildi. U zay-zam am n dokusunda gerçek vakum u tem sil eden m inik bir "y ırtık " ortaya çıktı. Yırtık büyüdükçe bir baloncuk oluştu. Baloncuğun dışında takyonlar hâlâ vardı, fakat baloncuğun içindeki takyonlarm hepsi yok oldu. Baloncuk genişledikçe bildiğim iz şekli ile, içinde takyonlar olm ayan evre ni görüyoruz. İşte bu, Büyük Patlam a'dır. Evren bilim ciler tarafından çok ciddi olarak kabul edilen bir kuram a göre "en flasy on " adı verilen bir takyon, başlangıçtaki şişm e sürecini başlatm ışta. Daha önce bahsettiğim iz gibi, şişen evren kuram ı evrenin türbo şarjlı bir şişm e dönem inden geçen m inik bir uzay-zam an baloncuğu olarak başladığını öne sür
ÖNSEZİ
315
m ektedir. Fizikçiler evrenin başlangıçta şişm e alanının bir tak yon olduğu yalancı vakum durum unda olduğunu düşünm ekte dir. Takyonun varlığı vakum un kararlılığını bozm uş, m inik baloncukların ortaya çıkm asına yol açm ıştır. Şişm e alanı, bu baloncukların içinde gerçek vakum durum una gelmiştir. Daha sonra bu baloncuk hızla şişm eye başlam ış, evrenim izi m eydana getirmiştir. Baloncuk-evrenim izin içinde şişme kaybolm uştur, bu yüzden artık evrenim izde fark edilem em ektedir. Yani tak yonlar nesnelerin ışıktan hızlı yol aldığı ve belki de nedenselliği ihlal dahi ettiği garip bir kuantum durum unu tem sil etm ektedir. Fakat bunlar uzun zam an önce ortadan kaybolm uşlardır ve belki de evrenin doğuşuna yol açm ışlardır. Bütün bunlar, sınanm a olasılığı taşım ayan boş tahm inler gibi gelebilir. A ncak yalancı vakum kuram ının ilk deneysel sınam ası İsviçre'nin Cenevre kentinde kurulan Büyük H adron Çarpıştırıcısm da yapılacaktır. Büyük Fladron Ç arpıştırıcısınm tem el am açlarından biri de Standard M odelin henüz bulunam am ış son parçacığı olan Fliggs bozonunu bulm aktır.* (Ffiggs parçacı ğı öylesine önem li fakat öylesine zor bulunabilen bir şeydir ki, N obel Ö dülü sahibi Leon Lederm an onu "Tanrı Parçacığı" ola rak adlandırm ıştır). Fizikçilerin inanışına göre Fliggs bozonu var olm aya bir tak yon şeklinde başlam ıştır. Yalancı vakum içinde atom altı parça cıkların hiçbirinin kütlesi yoktu. Fakat bu bozonun varlığı vaku m un dengesini bozdu ve evren yeni bir vakum a geçiş yaptı, bu geçiş sonucunda da Fliggs bozonu sıradan bir parçacığa dönüş tü. Bir takyondan sıradan bir parçacığa geçiş sonucunda atom altı parçacıklar bugün laboratuvarda ölçtüğüm üz kütlelere sahip olm aya başlad ı. Böylece, Fîiggs bozon un u n keşfi yaln ızca Standard M odelin son kayıp parçasının bulunm asını sağlam a yacak, aym zam anda takyon durum unun bir zam anlar var oldu ğunun fakat sonradan sıradan bir parçacığa dönüştüğünün kanıtlanm asına da yol açacaktır. * 2013 yılında bulunan Higgs bozonu, Peter Higgs ve François Englert'e Nobel Ödü lü kazandırmıştır.
316
3. SINIF OLANAKSIZLIKLAR
Ö zetleyecek olursak, N ew ton fiziği önseziye izin verm em ek tedir. N eden ve sonuç denen dem ir kural, asla ihlal edilm em ek tedir. K uantum kuram ında m addenin zam an içerisinde geriye doğru giden m adde dem ek olan antim adde gibi yeni durum lar da olm ası m üm kündür, fakat nedensellik ihlal edilm em ektedir. Aslında kuantum kuram ında antim adde, nedenselliği geri getir m ede temel rol oynam aktadır. Takyonlar ilk bakışta nedenselli ği ihlal etm iş gibi görünseler de, fizikçiler onların gerçek am aç larının Büyük Patlam a'yı başlatm ak olduğuna ve bu nedenle artık ortalıkta görünm ediklerine inanm aktadır. Dolayısıyla önsezi en azından öngörülebilir gelecek boyunca devre dışı kalm ış görünm ektedir, bu da onu III. sınıf bir olanak sızlık yapar. Tekrarlanabilir deneylerde önsezinin varlığı kanıt lanacak olursa, m odern fiziğin tem elleri kökünden sarsılacaktır.
Son Söz Olanaksızın Geleceği
Bir m ilyon te k n o lo jik top lum d an b irin in dahi yap mak istem eyeceği kadar büyük veya çılgınca b ir şey y o k tu r, ye te r ki fiziksel açıdah m üm kün olsun. - FREEMAN DYSON
Kader, b ir tesa düf d e ğ ild ir - b ir seçim dir. Gerçekleşmesi beklenecek b ir şey d e ğ ild ir— ge rçekle ştirile cek b ir şeydir. - W IL L IA M JENNINGS BRYAN
S
O N SU ZA K A D A R kavrayışım ızın ötesinde olacak gerçekler var m ıdır? Gelişm iş bir uygarlığın dahi yetkinliklerinin
dışında olacak bilgi alanları var m ıdır? Şim diye kadar incelenen teknolojiler arasında yalnızca devridaim m akineleri ve önsezi III. sınıf olanaksızlıklar kategorisine girm ektedir. Benzer şekilde olanaksız olan başka teknolojiler var mıdır? Soyut m atem atik, belirli bazı şeylerin gerçekten olanaksız olduğunu gösteren kuram ların içinde bolca bulunm aktadır. Bunun basit bir örneği, bir açının yalnızca bir pusula ve b ir cet
318
SON SÖZ
vel kullanarak üç eşit parçaya bölünm esinin olanaksız olm ası dır; bu, 1837 yılında kanıtlanm ıştı. A ritm etik gibi basit bir sistem de dahi olanaksızlıklarla karşı laşılabilir. Daha önce bahsettiğim gibi, aritm etikteki bütün ger çek ifadeleri aritm etiğin kabulleri içinde kanıtlam ak olanaksız dır. A ritm etikte daim a yalnızca aritm etiği bir alt küm e olarak içeren çok daha büyük bir sistem e geçerek kanıtlanabilecek ger çek ifadeler var olacaktır. M atem atikte bazı şeyler olanaksız olsa da, fen bilim lerinde bir şeyi m utlak şekilde olanaksız ilan etm ek daim a sakıncalıdır. Chicago Ü niversitesi'nde Ryerson Fizik Laboratuvarı'nın açılışı sırasında N obel Ö dülü sahibi A lbert A. M ichelson'un yaptığı ve fizikte yeni bir şey keşfetm enin olanaksız olduğunu söylediği konuşm ayı size hatırlatayım : "F izik bilim inin önem li temel yasaları ve gerçeklerinin hepsi keşfedilm iştir ve bunlar şimdi öylesine sağlam bir şekilde yerleşm iştir ki, yeni keşiflere bağlı olarak b u n ların d eğişm e o lasılığı son d erece kü çüktür... G elecekteki keşiflerim iz, ondalık virgülden sonraki altıncı hane de aranm alıdır." Bu sözler bilim tarihinin en büyük devrim lerinden bazıları nın, 1900 yılının kuantum devrim inin ve 1905 yılının görelilik devrim inin arifesinde söylenm işti. M esele şu ki, günüm üzde olanaksız olan şeyler, bilinen fizik yasalarını ihlal etm ektedir, fakat bildiğim iz gibi fizik yasaları değişebilir. 1825 yılında büyük Fransız düşünürü Auguste Com te, Coıırs de Philosophie adlı eserini yazarken bilim in yıldızların ne tür bir m alzem eden yapılm ış olduğunu belirlem esinin olanaksız oldu ğunu ifade etm işti. Bu, o zam anlar kazanm a şansı yüksek bir iddia gibi görünm ekteydi, çünkü yıldızların özelliklerine ilişkin hiçbir şey bilinm iyordu. O kadar uzaktaydılar ki, oralara gitm ek olanaksızdı. Ancak, onun bu iddiayı seslendirm esinden birkaç yıl sonra, fizikçiler (spektroskopi vasıtasıyla) G üneş'in hidrojen den yapılm ış olduğunu beyan ettiler. Aslına bakılacak olursa, şim di bilm ekteyiz ki yıldızlardan m ilyarlarca yıl önce yayılan spektral ışınları çözüm lem ek suretiyle onların kim yasal özellik lerini anlam ak m üm kündür.
SON SÖZ
319
Comte, diğer "olanaksızlıkları" listeleyerek bilim dünyasına m eydan okum uştu: • O nun iddiasına göre "cisim lerin nihai yapısı daim a b il gilerim izin ötesine geçm elidir." Diğer bir deyişle m ad denin gerçek özelliklerini bilm ek olanaksızdı. • M atem atiğin asla biyoloji ve kim yayı açıklam ak am a cıyla ku llanılam ayacağını düşünürdü. Bu bilim leri m atem atiğe indirgem enin olanaksız olduğunu savu nurdu. • Gök cisim lerinin incelenm esinin insanların işleri üzeri ne herhangi bir etki yapm asının olanaksız olduğunu düşünürdü. Tem el bilim ler hakkında böylesine az bilginin var olduğu on dokuzuncu yüzyılda bu "olanaksızlıkları" ileri sürmek, m akul sayılırdı. M addenin ve yaşam ın gizem i konusunda hem en hem en hiçbir şey bilinm em ekteydi. Ancak, günüm üzde atom kuram ı, m ad d en in y ap ısın ın b ilim sel şekild e araştırılm ası yönünde önüm üze tüm üyle yeni bir dünya açmıştır. Yaşam ın ve kim yanın gizem lerim anlaşılır kılan DN A ve kuantum kuram la rını biliyoruz. A yrıca Dünya üzerindeki yaşam ın akışını sadece şekillendirm ekle kalm ayan, onun varlığını da şekillendirm eye yardım cı olan m eteor çarpm alarından da haberim iz var. G ökbilim ci John Barrow , "T arihçiler C om te'nin görüşlerinin sonraları Fransız bilim indeki gerilem eden kısm en sorum lu olup olm adığını hâlâ tartışıyor" diyerek dikkatim izi çekm ektedir. C om te'nin iddialarım reddeden m atem atikçi David H ilbert, "B en im düşüncem e göre C om te'nin çözülem eyecek bir problem bulm akta başarısız olm asının gerçek nedeni, çözülem ez prob lem diye bir şeyin var olm am ası gerçeğinde gizlidir" diye yaz mıştır. Ancak, günüm üzde bilim insanları yeni bir olanaksızlıklar küm esini ortaya çıkartm aktadırlar: Büyük Patlam a'dan önce neler olduğunu (veya en başta neden "patlad ığ ını" asla bilem e yeceğiz ve asla bir "h er şeyin kuram ına" sahip olam ayacağız.
320
SO N SÖZ
Fizikçi John W heeler, "İk i yüz yıl önce herhangi bir kişiye 'Y aşam ın nasıl ortaya çıktığını günün birinde anlayabilir m iyiz?' diye sorsanız 'Saçm a! O lan aksız!' yanıtı alırdınız. Ben de 'Evrenin nasıl ortaya çıktığını günün birinde anlayabilir m iyiz?' sorusu karşısında aynı duyguya kapılıyorum " diyerek ilk "o la naksız" soruya ilişkin yorum unu belirtm ektedir. G ökbilim ci John Barrow , "Işığ ın hızı sınırlıdır ve dolayısıyla evrenin yapısı üzerindeki bilgilerim iz de öyledir. Evrenin sonlu mu yoksa sonsuz m u olduğunu, bir başlangıca sahip olup olm a dığını, sonunun gelip gelm eyeceğini, fiziğin yapısının her yerde aynı olup olm adığını veya evrenin derli toplu m u yoksa dağınık bir yer m i olduğunu bilem eyiz . . . Evrenin -b aşın d an sonuna k ad ar- özelliklerine ilişkin bütün önem li soruların yanıtsız kala cağı görülm ektedir" diye eklem ektedir. Barrow, bütün açıklığı ile evrenin gerçek özelliklerini m utlak bir kesinlikle asla bilem eyeceğim izi söylerken haklıdır. Ancak, bu ezeli soruları küçük parçalar halinde yanıtlam ak suretiyle hedefe son derece yaklaşabiliriz. Bu "olanaksızlıkları" bilgim i zin m utlak sınırları olarak görm ektense bir sonraki bilim insanı kuşağını bekleyen tartışm alar olarak görm ek, belki de daha doğru olacaktır. Bu sınırlar tart ham uru gibidir, ufalana ufalana yenm elidir. I
BÜYÜK PATLAMA ÖNCESİ DÖNEMİNİN BELİRLENMESİ Büyük Patlam a konusunda, bu ebedi soruların bazılarım yanıt layab ilecek y en i n esil bazı sap tay ıcılar inşa edilm ektedir. Günüm üzde dış uzayda bulunan ışınım saptayıcılarım ız yalnız ca Büyük Patlam a'dan 300.000 yıl sonra, ilk atom ların şekillen diği günlerde yola çıkm ış m ikrodalga ışınım ını saptayabilm ek tedir. Bu m ikrodalga ışınım ını Büyük Patlam a'yı izleyen 300.000 yıldan daha önceki dönem i araştırm ak üzere kullanm ak olanak sızdır, çünkü patlam ada m eydana gelen ateş topu anlam lı bilgi-
SO N SÖZ
321
1er sağlam ayacak kadar yüksek sıcaklıkta v e rastgele durum daydı. Ancak, başka ışınım türlerini inceleyecek olursak Büyük Patlam a'ya biraz daha yaklaşabiliriz. Ö rneğin nötrinoları izle mek, bizi Büyük Patlam a'ya bir an daha yakın konum a getirebi lir (nötrinolarm ele geçm esi öylesine zordur ki, baştan aşağı kur şundan m eydana gelen bütün bir güneş sistem inin bir ucundan diğerine gidebilirler). N ötrino ışınım ı, bizi Büyük Patlam a'nm birkaç saniye sonrasına götürebilir. Fakat Büyük Patlam a'nm gizem i belki de uzay-zam anın dokusu boyunca hareket eden "kütleçekim i dalgalarının" ince lenm esi sonucunda açığa çıkacaktır. Chicago Ü niversitesi'nden fizikçi Rocky K olb'u n dediği gibi, "N ötrino arka planının özel liklerini ölçm ek suretiyle Büyük P atlam a'dan bir saniye sonrası na bakabiliriz. Ancak, şişme alam ndan gelen kütleçekim i dalga ları, patlam anın 10 35 saniye sonrasından gelen kalıntılardır." Kütleçekim i dalgaları ilk olarak Einstein tarafından 1916 yılında ortaya atılm ıştı; bunlar, giderek gökbilim in en önem li ölçüm leri olabilir. Geçm işte yeni bir ışınım ın kontrol altına alın dığı her seferde, gökbilim yeni bir dönem e başlam ıştır. İlk ışınım şekli, Galile tarafından Güneş sistem ini araştırm ak için kullanı lan görülebilir ışıktı. İkinci ışınım şekli, zam an içinde galaksile rin m erkezlerini araştırıp kara delikleri bulm am ızı sağlayan radyo dalgalarıydı. Kütleçekim i dalgası algılayıcılar ise, yaradı lışın üzerindeki örtüyü tam am en kaldırm am ıza olanak sağlaya bilir. Bir bakım dan kütleçekim i dalgaları var olm ak zorundadır. Bunu görebilm ek için şu çok eski soruyu aklınızdan geçirin: G üneş birdenbire ortadan kaybolursa ne olur? N ew ton'a bakılır sa, bunun etkilerini derhal hissederdik. Dünya derhal yörünge den çıkar ve karanlığa göm ülürdü. Bunun nedeni N ew ton 'un kütleçekim i yasasının hızı dikkate alm am ası, dolayısıyla kuv vetlerin evrene ani olarak etki etm esidir. Fakat Einstein'e göre hiçbir şey ışıktan hızlı hareket edem ez, dolayısıyla G üneş'in ortadan kalkışm a ilişkin bilginin D ünya'ya ulaşm ası sekiz daki-
322
SON SÖZ
ka sürecektir. D iğer bir deyişle G ü neş'ten küre şeklinde bir "şo k dalgası" çıkacak ve zam anı gelince D ünya'ya çarpacaktır. Bu kütleçekim i dalgaları küresinin dışında sanki G üneş norm al bir şekilde parlıyorm uş gibi görünecektir, çünkü G üneş'in kaybol masına dair bilgi D ünya'ya ulaşm am ış olacaktır. Bu kütleçekim i dalgaları küresinin içinde Güneş çoktan yok olm uş olacaktır, çünkü kütleçekim i dalgalarının genişleyen şok dalgası, ışık hızında yol alm aktadır. Kütleçekim i dalgalarının neden var olm ası gerektiğini anla m ak için bir başka yol da büyük bir çarşafı gözüm üzde canlan dırmaktır. E instein'e göre uzay-zam an, kavisli bir çarşaf gibi çarpıtılabilen veya esnetilebilen bir dokudur. Eğer bir çarşafı tutup hızla sallayacak olursak, dalgaların çarşaf yüzeyi boyunca tanım lı bir hızda hareket ettiğini görürüz. Aynı şekilde kütleçe kim i dalgaları da uzay-zam anm dokusu üzerinde yol alan dal galar olarak düşünülebilir. Kütleçekim i dalgaları günüm üzde fiziğin en hızlı hareket eden konusudur. 2003 yılında çalışır durum a gelen LIGO (Laser Interferom eter G rav itatio n al W ave O bservatory - Lazer İnterferom etreli K ütleçekim sel Dalga Gözlem evi) adlı ilk büyük ölçekli kütleçekim sel dalga algılayıcılarının boyu 4 kilom etreydi ve biri H anford, W ashington'da, diğeri ise Livingston Parish, Lou isiana'da konuşlandırılm ıştı. 365 m ilyon dolar m aliyetli LIG O 'nun çarpışan nötron yıldızlarından ve kara deliklerden gelen ışınım ları algılayacağı üm it edilm ektedir. 2015 yılında atılacak olan bir sonraki büyük adım da dış uzaydaki kütleçekim sel ışınım ı yaratılış anından itibaren incele yecek tüm üyle yeni nesil uydular fırlatılacaktır. N A SA ve A vrupa U zay A jan sı'ran ortak p ro jesi olan LISA (Laser Interferom eter Space A ntenna - Lazer interferom etreli Uzay Anteni), G üneş etrafm da bir yörüngeye gönderilecektir. Bu uydular, Büyük Patlam a'dan bir saniyenin trilyonda birinden daha küçük bir süre sonra yayılan kütleçekim i dalgalarını algı lam a yeteneğine sahip olacaktır. Eğer Büyük P atlam a'dan gelen ve hâlâ G üneş'in etrafında dolaşan bir kütleçekim i dalgası uydulardan birine çarparsa lazer ışınlarının konum unu boza-
SO N SÖZ
323
çaktır ve bu bozulm a hassas bir şekilde ölçülecek, bize yaratılı şın bir "bebek lik resm ini" verecektir. LISA, G üneş etrafında dönen, üçgen oluşturacak şekilde dizilm iş üç uydudan oluşm aktadır. U ydular birbirlerine 4,8 m il yon kilom etre uzunlukta lazer ışınlarıyla bağlıdır, bu da ona bilim in yarattığı en büyük alet unvanını kazandırm aktadır. Üç uydudan oluşan bu sistem, D ünya'dan yaklaşık 50 m ilyon kilo m etre uzakta, G üneş etrafındaki bir yörüngede dönecektir. Uyduların her biri sadece yarım w att gücünde bir lazer ışını yayacaktır. H er uydu, diğer iki uydudan gelen lazer ışınlarını karşılaştırarak ışık için bir girişim deseni hazırlayacaktır. Eğer bir kütleçekim i dalgası lazer ışınlarını bozacak olursa girişim deseni değişecek ve uydu, bu bozulm ayı algılayabilecektir. (Kütleçekim i dalgası uyduların titreşm esine neden olmaz. Üç uydu arasındaki uzayda bir bozulm a m eydana getirir). Lazer ışınlarının çok zayıf olm asına karşın, doğrulukları hay ret uyandırıcı düzeyde olacaktır. Bir m ilyar trilyonda bir kadar küçük titreşim leri algılam a yeteneğine sahip olacaklardır, bu da bir atom un çapında 1 /1 0 0 'lü k bir değişim e karşılık gelm ektedir. H er lazer ışını bir kütleçekim i dalgasm ı 9 m ilyar ışık yılı uzak lıktan algılayabilecektir, bu da görülebilir evrenin büyük bir kıs m ını kapsam aktadır. LISA , kendisine birkaç değişik "B ü y ü k Patlam a öncesi" senaryo arasında ayrım yapm a yeteneği sağlayacak hassasiyete sahip olacaktır. Büyük Patlam a öncesi evreninin özelliklerinin hesaplanm ası, günüm üzde kuram sal fiziğin en gözde konula rından biri durum undadır. Şu anda şişm e kelim esi, Büyük Patlam a m eydana geldikten sonra evrenin nasıl bir değişim e uğradığını gayet iyi açıklam aktadır. Fakat şişm e, en başta Büyük P atlam a'n m ned en m eydana geldiğini açıklayam az. A m aç, Büyük Patlam a öncesi dönem e ait bu kurgusal m odelleri kulla narak Büyük Patlam a'nm yaydığı kütleçekim i ışınım ını hesapla m aktır. Büyük Patlam a öncesine dair çeşitli kuram ların her biri farklı öngörülerde bulunm aktadır. Ö rneğin Büyük Şapırtı kura m ının öngördüğü Büyük Patlam a ışınım ı, bazı şişme kuram ları-
324
SON SÖZ
m n öngördüğü ışınım dan farklıdır, böylece LISA bu kuram lar dan bazılarını eleyebilir. Şurası m uhakkak ki, bu Büyük Patlam a öncesi m od ellerin d oğrudan sınanm ası m üm kü n değild ir, çünkü bu işlem zam anın kendisinin yaratılm asından önceki evreni anlam ayı gerektirir, fakat bunları dolaylı şekilde sınaya biliriz, çünkü bu kuram ların her biri Büyük Patlam a'nm ardın dan ortaya çıkan farklı bir ışınım tayfı öngörm ektedir. Fizikçi Kip Thorne, "2008 yılı ile 2030 yılı arasında bir gün, Büyük Patlam a garipliğinden gelen kütleçekim i dalgaları keşfe dilecektir. Bunun ardından en azından 2050 yılm a kadar sürecek bir dönem başlayacaktır . . . Bu çabalar Büyük Patlam a garabeti ne dair çok özel ayrıntıları ortaya çıkartacak ve dolayısıyla sicim kuram ının sürüm lerinden birinin kütleçekim i için doğru kuantum kuram ı olduğunu kanıtlayacaktır" diye yazm aktadır. Eğer LISA çeşitli Büyük Patlam a öncesi kuram lar arasında ayrım yapm ayı başaram azsa dahi, onun halefi olan Big Bang Observer - Büyük Patlam a G özlem cisi (BBO) başarılı olabilir. Bunun 2025 yılında uzaya gönderilm esi planlanm aktadır. BBO, bütün evreni tarayarak nötron yıldızları ile kara deliklerden m eydana gelen ve güneşin kütlesinin bin katından daha az küt leye sahip ikili sistem leri araştıracaktır. Fakat asıl am acı, Büyük Patlam a'nm şişm e aşam ası sırasında yayılan kütleçekim i dalga larını incelem ektir. Bu bakım dan BBO, özellikle genişlem eci Büyük Patlam a kuram ının öngörülerini kontrol etm ek üzere tasarlanm ıştır. BBO 'nun tasarım ı LISA 'yı andırm aktadır. G üneş etrafında bir yörüngede beraberce dönen birbirinden 50.000 kilom etre uzakta üç uydudan m eydana gelecektir (Bu uydular birbirlerine LISA 'nm uydularından çok daha yakın olacaktır). H er uydu, 500 w att gücünde bir lazer ışını üretebilecektir. BBO, LIGO ile LISA arasında kalan kütleçekim i dalgası frekanslarm ı arayarak önem li bir boşluğu dolduracaktır. (LISA 10 ile 3.000 hertz arasındaki, LIGO ise 10 m ikrohertz ile 10 m ilihertz arasındaki kütleçekim i dalgalarını algılayabilir. BBO, her iki aralığı da kapsayan bir ara lıkta algılam a yapabilecektir).
SO N SÖZ
325
Thorne, "2040 yılm a kadar bu yasaların [kuantum kütleçeki m i yasalarım n] hepsini kullanarak pek çok derin ve zorlu soru ya çok güvenilir yanıtlar verm iş olacağız" diye yazm aktadır, "B ü yü k Patlam a garipliğinden öncesi d a h il... veya 'ö ncesi' diye bir şey var m ıydı? Başka evrenler var m ıdır? Ve eğer varsa, bun ların bizim evrenim izle ilgisi veya bağlantısı nedir? ... Fizik yasa ları çok gelişm iş uygarlıkların yıldızlararası yolculuk için solu can delikleri yaratıp korum asına ve zam anda geriye doğru yol culuk etm ek için zam an m akineleri yapm asına izin verm ekte m idir?" Burada önem li olan, önüm üzdeki birkaç on yıl içinde uzay daki kütleçekim i dalgası algılayıcılardan çeşitli Büyük Patlam a öncesi kuram lar arasında ayrım yapm ak için yeterli m iktarda veri gelecek olmasıdır.
EVRENİN SONU Şair T. S. Eliot, "E vren bir patlam ayla m ı son bulacak, yoksa bir iniltiyle m i?" diye sorm uştu. Robert Frost'un sorusu ise "B iz hepim iz ateşin içinde mi yok olacağız, yoksa buzun içinde m i?" şeklindeydi. En yeni kanıtlar, evrenin bir Büyük Donm a içinde sona ereceğini, sıcaklığın m utlak sıfır dolaylarına düşeceğini ve bütün zeki yaşam ın sona ereceğini gösterm ektedir. İyi ama, em in olabilir m iyiz? Bazıları, başka bir "olan aksız" soruyu gündem e getirmiştir. "E vren in kaderi hakkında nasıl bilgi sahibi olabiliriz?" diye sor maktadırlar, çünkü bu olay trilyonlarca yıl ileride gerçekleşecek tir. Bilim insanları "karanlık enerjinin" veya vakum un enerjisi nin galaksileri giderek artan bir hızla birbirinden uzaklaştırm ak ta olduğuna, bunun da evrenin kontrolden çıkm ış gibi göründü ğünün işareti olduğuna inanm aktadırlar. Böyle bir şişm e evre nin sıcaklığını azaltacak ve sonunda Büyük Donm aya doğru götürecektir. Peki am a, bu şişm e geçici m idir? G elecekte tersine dönm e olasılığı var mıdır? Ö rneğin iki m em branın çarpışarak evreni yarattığını öne süren Büyük Şapırtı kuram ına göre, m em branlar düzenli şekil-
326
SON SÖZ
de birbiriyle çarpışabilirm iş gibi görünm ektedir. Eğer bu doğ ruysa, Büyük Donm aya gidiyorm uş gibi görünen şişm e yalnız ca geçici bir durum dur ve zam anla geriye dönecektir. Evrenin hâlihazırda hızlanarak şişm esine neden olan şey karanlık enerjidir; bu da m uhtem elen "evrensel katsayı" tarafın dan yaratılm aktadır. Dolayısıyla asıl önem li olan, bu katsayıyı veya vakum un enerjisini anlam aktır. Bu katsayı zam anla değişir mi, yoksa gerçekten sabit m idir? Şu anda hiç kim se kesin olarak bilm em ekted ir. D ünya çevresind e yörünged e olan W M A P uydusunun gönderdiği bilgilere göre, evrenin şim diki hızlan m asının ardındaki kuvvetin bu evrensel katsayı olduğunu bili yoruz, fakat bunun kalıcı olup olm adığını bilm iyoruz. Bu sorun aslında Einstein'm evrensel katsayıyı ilk kez ortaya attığı 1916 yılına kadar giden eski bir sorundur. Bir önceki yıl genel göreliliği önerdikten kısa bir süre sonra, kendi kuram ının evrensel çıkarım larını çözüm ledi. H iç beklem iyor olsa da, evre nin devingen olduğunu, genişlediğini veya daraldığını buldu. Fakat bu fikir, verilerle çelişiyorm uş gibi görünüyordu. Einstein, N ew ton'u dahi çileden çıkartm ış olan Bentley ikile m iyle karşılaşm ıştı. 1692 y ılın d a Rahip R ichard B entley, N ew ton'a çarpıcı bir soru içeren m asum bir m ektup gönderm iş ti. M adem N ew ton'un yerçekim i daim a çekm e yönündeydi, diye soruyordu Bentley, evren neden çökm üyordu? Eğer evren karşılıklı olarak birbirini çeken belli sayıda yıldızdan m eydana gelm ekte ise, yıldızların bir araya gelm esi ve evrenin bir alev topu şeklinde çökm esi gerekirdi! N ew ton, yerçekim i kuram ın daki önem li bir hatayı işaret eden bu m ektuptan ciddi bir rahat sızlık duym uştu: Çekme yönündeki herhangi bir kütleçekimi kuramı, içsel olarak kararsızdır. H er yıldız küm esi, eninde sonunda kütle çekim i altında çökecektir. N ew ton yanıtında, kararlı bir evren yaratm ak için tek yolun sonsuz ve tekdüze bir yıldız küm esine sahip olm ak olduğunu söyledi. H er yıldız her yöne çekilecek ve bütün kuvvetler birbi rini götürecekti. Bu zekice bir çözüm dü, fakat N ew ton böyle bir kararlılığın aldatıcı olduğunu anlayacak kadar akıllıydı. En
SON SÖZ
327
küçük bir titreşim dahi, iskam bil kâğıdından yapılm ış bir ev gibi her şeyin çökm esine yol açardı. Bu, "y a rı kararlı" bir durum du; yani geçici olarak, en hafif sarsıntı çöküşe yol açm caya kadar kararlıydı. N ew ton, evrenin çökm esini engellem ek için Tanrının düzenli aralıklarla yıldızları dürtm esi gerektiği sonucuna varı yordu. D iğer bir deyişle N ew ton, evreni, zam anın başlangıcında Tanrı tarafından kurulan ve N ew ton yasalarına itaat eden deva sa bir saat olarak görm ekteydi. O zam andan bu yana hiçbir ilahi m üdahale gerektirm eksizin tıkır tıkır çalışm aktadır. Bununla beraber, N ew ton'a göre Tanrının arada sırada yıldızları çim dik lem esi gerekliydi ki evren çöküp bir alev topu oluverm esin. Einstein 1916 yılında Bentley ikilem i ile karşı karşıya geldiği zam an denklem leri ona haklı olarak evrenin devinir -y a genişle yen, ya da d aralan - olduğunu ve durağan bir evrenin kararsız olacağın ı ve k ü tleçekim i n ed en iy le çökeceğ in i söylem işti. Ancak, zam anın gökbilim cileri evrenin durağan ve değişm ez olduğu konusunda ısrarcıydılar. Dolayısıyla Einstein, gökbilim cilerin gözlem lerine boyun eğerek evrenin çökm esine yol açacak kütleçekim sel kuvveti dengelem ek için yıldızları birbirinden uzağa iten bir anti kütleçekim sel kuvvet olan evrensel katsayıyı ekledi. (Bu anti kütleçekim sel kuvvet, vakum un içinde var olan enerjiye karşılık geliyordu. Bu resim de uzayın uçsuz bucaksız boşluğu dahi büyük m iktarlarda görünm eyen enerji içerm ekte dir). K ütleçekim inin çekim gücünü ters yönde dengelem ek için, bu katsayım n çok hassas bir şekilde seçilm esi gerekliydi. Daha sonra, Edw in H ubble 1929 yılında evrenin aslında genişlem ekte olduğunu gösterm esi üzerine Einstein, evrensel katsayının "e n büyük hatası" olduğunu söyleyecekti. Fakat bugün, yetm iş yıl sonra, öyle görünüyor ki Einstein'm "h atası", evrensel katsayı, aslında evrenin en büyük enerji kaynağı olabi lir, evrendeki m adde-enerji içeriğinin % 73'ünü m eydana getiri yor olabilir. (Buna karşılık, vücutlarım ızı da m eydana getiren elem entler evrenin sadece yüzde 0,03'ünü oluşturm aktadır). Einstein'm hatası, m uhtem elen evrenin nihai kaderini belirleye cektir.
328
S O N SÖZ
İyi de, bu evrensel katsayı nereden geliyor? Şu anda bunu hiç kim se bilm iyor. Zam anın başlangıcında anti kütleçekim i kuvve ti belki de evrenin genişlem esine yol açacak, Büyük Patlam a'yı yaratacak kadar büyüktü. Sonra, bilinm eyen nedenlere bağlı olarak birdenbire ortadan kalktı. (O dönem de evren daha yavaş bir hızla da olsa, hâlâ genişlem ekteydi). Ve sonra, Büyük Patlam a'dan yaklaşık sekiz m ilyar yıl sonra anti kütleçekim i kuvveti yine ortaya çıktı, galaksilerin birbirini itm esine ve evre nin tekrar hızlanm asına neden oldu. Yani evrenin nihai kaderini belirlem ek "olan aksız" mıdır? Belki de değil. Pek çok fizikçi evrensel katsayının büyüklüğünü kuantum etkilerin belirlediğini düşünm ektedir. Kuantum kura m ının ilkel bir sürümü kullanılarak yapılan naif bir hesap, evrensel katsayının 10120 kat hatalı olduğunu gösterm iştir. Bu, bilim tarihinin en büyük uyuşm azlığıdır. Fakat, fizikçiler arasında bu garipliğin yeni bir kuantum küt leçekim i kuram ına gereksinim im iz olduğu anlam ına geldiği yolunda da bir ortak görüş bulunm aktadır. Evrensel katsayı kuantum düzeltm elerle ortaya çıktığı için, bir her şeyin kuram ı na ihtiyacım ız bulunm aktadır - yalnızca Standard M odeli değil, aynı zam anda evrenin nihai kaderini belirleyecek evrensel kat sayının değerini de hesaplam am ıza yarayacak bir kurama. Dolayısıyla, evrenin nihai kaderini belirlem ek için bir her şeyin kuram ı gereklidir. İşin garip yanı, bazı fizikçilerin bir her şeyin kuram ına ulaşm anın olanaksızlığına inanıyor olmasıdır.
H e r ŞEYİN KURAMI MI? Daha önce bahsettiğim gibi sicim kuram ı bir "h er şeyin kuram ı" olm ak için önde gelen adaydır, fakat sicim kuram ının bu iddia yı karşılayacak nitelikte olup olm adığı konusunda anlaşm a m evcut değildir. Bir yandan M IT profesörü M ax Tegm ark gibi kişiler "Ö yle zannediyorum ki 2056 yılında üzerinde evrenim i zin birleşik yasalarını tanım layan denklem lerin basılı olduğu bir tişört satın alabileceksiniz" dem ektedir. Diğer yandan, sicim
SON SÖZ
329
kuram ının henüz hiçbir şey getirm ediğini öne süren kararlı bir karşıtlar grubu ortaya çıkm aktadır. Bazıları, sicim kuram ı konu sunda kaç tane nefes kesici m akale veya TV belgeseli hazırlanır sa hazırlansın, henüz bir tek sınanabilir gerçek üretm em iş oldu ğunu söylem ektedir. Karşı çıkanlar, onun bir her şeyin kuram ı olm adığını, fakat bir hiçbir şeyin kuram ı olduğunu öne sürm ek tedir. Stephen Havvking'in eksiklik kuram ından bahsederek taraf değiştirm esi ve bir her şeyin kuram ının m atem atiksel ola rak dahi olanaksız olabileceğini söylem esi üzerine, 2002 yılında bu tartışm a ciddi şekilde hararetlendi. Bu tartışm anın fizikçileri birbiriyle yarışır hale getirmesi hiç de şaşırtıcı değildir, çünkü hedef elde edilm esi zor olsa da çok ulvidir. D oğanın bütün kuvvetlerini birleştirm e arayışı binlerce yıldır düşünürleri ve fizikçileri um utlandırm ış ve cezbetm iştir. Bir zam anlar Sokrat, "H er şeyin açıklam asını, neden var olduğu nu, neden yok olduğunu, neden öyle olduğunu bilm ek - bunlar bana bir üstünlükm üş gibi gelm işti" demiştir. Her şeyin kuram ı için ilk ciddi öneri yaklaşık M.Ö. 500 yılla rına, Yunanlı Pisagorcularm m üziğin m atem atiksel yasalarının şifresini çözm üş olduğu kabul edilen yıllara kadar uzanır. Pisagorcular, lir telinin titreşim lerini incelem ek suretiyle m üzi ğin çok basit m atem atik kurallarına uyduğunu gösterdiler. Sonra, doğanın tam am ının lir telinin arm onileriyle açıklanabile ceğini öne sürdüler. (Bir bakım a sicim kuram ı Pisagorcularm rüyasını canlandırm aktadır). M odern zam anlarda yirm inci yüzyıl fiziğinin hem en hem en bütün devleri, birleşik alan kuram ı konusunda şanslarım dene m işlerdir. Fakat, Freem an D yson'u n uyardığı gibi, "Fiziğin zem ini birleşik alan kuram larının cesetleri ile doludur." 1928 yılında New York Times "E instein büyük bir keşifte bulunm ak üzere; rahatsız edilm ek istem iyor" diye heyecan uyandırıcı bir m anşet atm ıştı. M anşetin altındaki haber, basında av peşinde koşm a çılgınlığına yol açtı ve her şeyin kuram ı konu sunda gerilim i yükseltti. M anşetler "E instein bu kuram konu sundaki heyecana şaşırdı. 100 gazeteciyi bir haftadır bekletiyor" diye atılıyordu. Sayısız gazeteci Berlin'deki evinin etrafında bek
330
S O N SÖZ
liyor, kesintisiz nöbet tutuyor, dahinin bir görüntüsüne ulaşm ak ve bir m anşet kopartm ak için uğraşıyordu. Einstein saklanm ak zorunda kalm ıştı. G ö kbilim ci A rth ur E d d ington, E in stein 'a "L o n d ra 'd a k i büyük m arketlerim izden birinin (Selfridges) senin m akaleni yol dan geçenler okuyabilsin diye vitrinine (altı sayfa yan yana) yapıştırdığını duym ak hoşuna gidebilir. Vitrinin önünde büyük kalabalıklar birikiyor" diye yazm ıştı. 1923 yılında Eddington kendi birleşik alan kuram ını yayınladı. Bu kuram üzerinde yaşa m ının geriye kalan bölüm ü boyunca (1944 yılında ölüm üne kadar) çalışacaktı. K uantum m ekan iğin in ku ru cu larınd an biri olan Erw in Schrödinger, 1946 yılında kendi birleşik alan kuram ını anlatm ak için bir basın toplantısı düzenledi. İrlanda Başbakanı Eam on de Valera dahi toplantıya katıldı. Bir m uhabirin kendisine eğer kuram ı yanlışsa ne yapacağını sorm ası üzerine Schrödinger, "H aklı olduğum a inanıyorum . Eğer bir yanlışım varsa m üthiş bir aptal gibi görüneceğim " diye yanıtladı. (Einstein kuram ında ki hataları nazik bir şekilde gösterdiği zam an, Schrödinger m ah cup olm uştu). Birleştirm e karşıtları arasında en katı olan, fizikçi W olfgang Pauli idi. E instein'a çıkışarak "T an rı'n ın birbirinden ayırdıkları nı hiçbir insan birleştirm esin" diyordu. İyi hazırlanm am ış her hangi bir kuram ı "yanlış dahi değil" diyerek acım asızca bir kenara atıyordu. Pauli'nin kendisinin de bu hastalığa yakalan ması, bu nedenle kom iktir. 1950'li yıllarda W erner H eisenberg ile birlikte kendi birleşik alan kuram ını önerm işti. Pauli, 1958 yılında H eisenberg-Pauli birleşik alan kuram ını Colum bia Ü niversitesi'nde sundu. D inleyiciler arasında bulu nan N iels Bohr, hiç etkilenm em işti. Bohr ayağa kalkarak "B iz arkada oturanlar, kuram ınızın çılgınca olduğuna inanıyoruz. A nlaşam adığım ız tarafı kuram ınızın yeterince çılgınca olup olm adığı" dedi. Bu, ezici bir eleştiriydi. O zam ana kadar bütün kuram lar incelenm iş ve reddedilm iş olduğu için gerçek birleşik alan kuram ım n geçm işten göz kam aştırıcı şekilde kopuk olm ası gerekiyordu. H eisenberg-Pauli kuram ı çok harcıâlem di, çok
SO N SÖZ
331
sıradandı, gerçek kuram olam ayacak kadar aklı başındaydı. (O yıl H eisenberg bir radyo program ında konuşurken kuram ların da yalm zca birkaç teknik ayrıntının tam am lanm adığını söyle yince Pauli rahatsız oldu. A rkadaşlarına üzerine boş bir dikdört gen çizip üstüne " Dünya benim de Titian kadar güzel resim yapabildiğim i görsün. Yalnızca teknik ayrıntılar eksik" diye yazdığı bir m ektup gönderdi).
SİCİM KURAMINA ELEŞTİRİLER H er şeyin kuram ı için günüm üzde önde gelen (ve tek) aday, sicim kuram ıdır. A ncak yine bir itiraz yükselm ektedir. K arşı olanlar, m uteber bir üniversitede kadrolu bir iş elde etm ek için sicim kuram ı üzerinde çalışm anız gerektiğini öne sürm ektedir. A ksi halde işsiz kalacaksınız dem ektir. Günün m odası budur ve bu, fizik için iyi değildir. Bu eleştiriyi duyduğum zam an gülüm sem ekten kendim i ala m ıyorum . Çünkü fizik, insanların bütün girişim leri gibi, heves lere ve m odalara eğilim lidir. Başta insan bilgisinin ön kenarında bulunanlar olm ak üzere büyük kuram ların talihi, tıpkı etek b oy ları gibi uzayıp kısalabilir. A slında yıllar önce roller başka tür lüydü; sicim kuram ı tarihsel olarak toplum dan dışlanm ış, dönek bir kuram dı, sürü psikolojisinin kurbanlarından biriydi. Sicim kuram ı 1968 yılında, doktora eğitim ini tam am lam ış iki genç, G abriel Veneziano ve M ahiko Suzuki atom altı parçacıkla rın çarpışm asını tarif ediyorm uş gibi görünen bir form üle takılıp kaldıkları zam an doğm uştu. Bu harikulade form ülün titreşen sicim lerin çarpışm asıyla türetilebileceği çabucak keşfedildi. Fakat 1974 yılm a gelindiğinde bu kuram , bulunduğu yerde kalakalm ıştı. Yeni bir kuram , kuantum krom odinam iği (QCD), diğer adıyla kuarklarm ve güçlü etkileşim in kuram ı, diğer bütün kuram ları yam yassı etmişti. İnsanlar sürüler halinde sicim kura m ını terk ediyor ve QCD üzerinde çalışm aya başlıyordu. Bütün destekler, işler ve şöhret, kuark m odeli üzerinde çalışan fizikçi lere gitmişti.
332
SO N SÖZ
O karanlık yılları iyi hatırlıyorum . Y alnızca gözü kara veya inatçı olanlar sicim kuram ı üzerinde çalışm ayı sürdürm üştü. Ve bu sicim lerin yalnızca on boyutta titreşebildikleri öğrenildiği zaman, bu kuram alay konusu olm uştu. Sicim in öncüsü Cal Tech'ten John Schw arz ve Richard Feynm an, ara sıra asansörde karşılaşıyorlardı. Daim a şakacı olan Feynm an, "E ee, John, bugün kaç boyutlusun bakalım ?" diye sorardı. Bir sicim kuram cısın bulunabileceği tek yerin yalnızca işsizlik m aaşı alanlar kuy ruğu olduğunu söyler, gülerdik. (Kuark m odelinin kurucusu, N obel Ödülü sahibi M urray G ell-M ann, bir fırsatta bana sicim kuram cılarına acıdığını ve John gibi insanların işlerini kaybet m esine engel olm ak için Cal Tech 'te "tehlike altındaki sicim kuram cıları için doğal korum a alanı" yarattığını söylem işti). Steven W einberg, günüm üzde bu kadar çok sayıda genç fizikçinin sicim kuram ı üstünde çalışm aya yönelm esi üzerine, "Sicim kuram ı nihai bir kuram için elim izdeki tek adaydır - en parlak genç kuram cıların çoğunun bu kuram üzerinde çalışma ması nasıl beklenebilir?" diye yazm aktadır.
SİCİM KURAMI S İNANAMAZ MI? Bugün sicim kuram ına yapılan önem li eleştirilerden biri, onun sm anam az olm asına dayanm aktadır. Karşı olanlar, bu kuram ı sınam ak için galaksi büyüklüğünde bir atom parçalayıcı gereke ceğini öne sürm ektedir. Ancak bu eleştiri, bilim in büyük kısm ının doğrudan değil, dolaylı olarak yapıldığı gerçeğini göz ardı etm ektedir. H iç kimse doğrudan bir deney yapm ak için G üneş'e gitm em iştir, fakat spektral çizgilerini inceleyebildiğim iz için onun hidrojenden m eydana geldiğini bilm ekteyiz. Veya kara delikleri ele alalım. Kara delik kuram ı, John M ichell'in bir m akalesinin Philosophical Transactions of the Royal Society dergisind e yayım land ığı 1783 yılm a kadar uzanır. M ichell'e göre bir yıldız öylesine büyük olabilirdi ki, "bö yle bir kütleden yayılan ışığın tüm ü, kendi kütleçekim i nedeniyle ken disine geri dönm ek zorunda kalırdı." M ichell'in "karan lık yıl-
SON SÖZ
333
diz" kuram ı, doğrudan bir deney olanaksız olduğu için yüzyıl lar boyunca cansız vaziyette bekledi. 1939 yılında Einstein böyle bir karanlık yıldızın doğal yollardan oluşam ayacağını öne sür düğü bir m akale dahi yayım ladı. Eleştiriler, bu karanlık yıldızla rın doğası gereği sınanam az olduğu, çünkü bunların tanım ları gereği görünm ez olduğu üstüne odaklanm aktaydı. A ncak günüm üzde H ubble Teleskopu bize kara deliklere dair göz kam aştırıcı kanıtlar verm iştir. A rtık inanıyoruz ki bunlardan m ilyarlarcası galaksilerin kalbinde kaynaşıyor olabilir; kendi galaksim izde çok sayıda gezgin kara delik var olabilir. Fakat asıl önem li olan, kara deliklere dair bütün kanıtların dolaylı olm ası dır; yani kara delikler hakkm daki bilgilerin etraflarında dönen birikintilerin incelenm esi sonucunda elde edilm iş olmasıdır. Üstelik, pek çok "sın an am az" kuram , sonunda sınanabilir hale gelm ektedir. İlk olarak D em okritus tarafından önerildikten sonra atom ların varlığının kanıtlanm ası için aradan iki bin yıl geçm esi gerekm iştir. Ludw ig Boltzm ann gibi on dokuzuncu yüzyıl fizikçileri bu kuram a inandıkları için ölünceye kadar taciz edilm işlerdi, fakat bugün atom ların harikulade fotoğraflarına sahibiz. Pauli, bütün bir yıldız sistem i büyüklüğünde som kur şunun içinden geçip yine de tutulam ayacak kadar zor ele geçen bir parçacık olan nötrino kavram m ı 1930 yılında ortaya atm ıştı. Pauli, "E n büyük günahı işledim , asla gözlem lenem eyecek bir parçacıktan bahsettim " dem iştir. N ötrinoyu algılam ak "olan ak sız" olduğu için on yıllar boyunca bilim kurgudan pek farklı bir şey olarak görülm em işti. Fakat bugün, nötrino ışın dem etleri üretebilm ekteyiz. Aslına bakılacak olursa fizikçiler bazı deneylerin sicim kura mı için ilk dolaylı sınam aları sağlayabileceğini üm it etm ektedir: • Büyük H adron Ç arpıştırıcısı (LHC), süper sicim kuram ı (ve diğer süper sim etrik kuramlar) tarafından öngörülen daha yü ksek titreşim ler olan "sparçacıkları" veya süper parçacıkları üretmeye yetecek kadar güçlü olabilir.
334
SO N SÖZ
• Daha önce bahsettiğim gibi 2015 yılında La zer İnterferom etre U zay A nteni (LISA) uzaya gön derilecek. LISA ve onun halefi Büyük Patlam a G öz lem cisi aralarında sicim kuram ının sürüm lerinin de bulunduğu birkaç "B ü y ü k Patlam a öncesi" kuram ı nın sınanm asına yetecek kadar hassas olabilir. • Bir dizi laboratuvar, N ew ton'un m eşhur ters kare yasasından m ilim etrik ölçekte sapm aları ince leyerek daha üst boyutların varlığını araştırm akta dır. (Dördüncü bir uzay boyutu varsa kütleçekim inin ters kare oram nda değil, ters küp oranında düş m esi gerekir). Sicim kuram ım n son sürüm ü (M kuram ı), on bir boyutun varlığını öngörm ektedir. • Pek çok laboratuvar karanlık m addeyi algıla m aya çalışm aktadır, çünkü Dünya karanlık m adde den oluşan bir kozm ik rüzgâr içinde hareket et m ektedir. Sicim kuram ı karanlık m addenin fiziksel özellikleri hakkında belirli, sınanabilir öngörülerde bulunm aktadır, çünkü karanlık m adde m uhtem e len sicim in daha üst bir titreşim idir (örn. fotino). • Bir dizi ilave deneyin (örn. güney kutbunda ki nötrino kutuplanm ası) kozm ik ışınlardaki ano m alileri incelem ek suretiyle enerjisi LH C'nin ener jisini kolayca aşabilecek m ini kara deliklerin veya başka garip nesnelerin varlığım algılam ası üm it edilm ektedir. K ozm ik ışın deneyleri ve LH C, sınır ları Standard M odelin ötesine yepyeni, heyecan verici ufuklara taşıyacaktır. • Ve bazı fizikçiler Büyük Patlam a'ran çok şid detli olduğu ve belki de m inik bir süper sicim in patlam ayla birlikte astronom ik boyutlara ulaştığı olasılığını düşünm ektedir. Tufts Ü niversitesi'nden fizik çi A lexand er V ilen k in 'in y azd ığ ı gibi, "H eyecan verici olan olasılık, bu süper sicim lerin ... astronom ik boyutlara sahip olm ası... O zam an onla rı gökyüzünde gözlem leyebilir ve süper sicim
SO N SÖZ
335
kuram ım doğrudan sınam a olanağı bulabilirdik." (Büyük Patlam a'dan kalan m uazzam , hatıra bir süper sicim bulm a olasılığı çok küçüktür).
FİZİK EKSİK MİDİR? 1980 yılında Stephen H aw king "K uram sal fiziğin sonu geldi m i?" başlıklı konferansında "B urad a bulunanların bazılarının yaşam süreleri içerisinde tam bir kuram görebiliriz" diyerek her şeyin kuram ı konusundaki ilgiyi canlandırm ıştı. N ihai kuram ın gelecek yirm i yıl içinde bulunm ası için yüzde elli bir olasılık vardı. Fakat 2000 yılı gelip her şeyin kuram ı üzerinde bir görüş birliğine varılam am ış olm ası üzerine fikrini değiştirdi ve bir sonraki yirm i yıl içinde bulunm ası için yüzde elli bir olasılık olduğunu söyledi. Sonra, H aw king 2002 yılınd a tekrar fikir değiştirdi ve G ö d el'in eksiklik kuram ım n ilk düşüncelerine ilişkin ölüm cül bir hataya işaret ediyor olabileceğini bildirdi. "E ğ er belirli sayı da ilkeler şeklinde form üle edilebilecek nihai bir kuram buluna m adığı takdirde, bazıları büyük bir hayal kırıklığına uğrayacak tır. Ben böyle düşünenlerin safında yer alıyordum , fakat fikrim i değiştirdim ... G ödel'in kuram ı, m atem atikçilerin daim a bir iş bulabileceğini garanti etmişti. M kuram ının da fizikçiler için aynısını yaptığını düşünüyorum " diye yazıyordu. H aw king'in tezi eskilere dayanm aktadır: M atem atik eksik olduğu ve fiziğin dili m atem atik olduğu için, ulaşam ayacağım ız m esafede doğru fizik ifadeleri daim a var olacaktır, dolayısıyla bir her şeyin kura m ının varlığı olanaksızdır. Eksiklik kuram ı Yunanlıların m ate m atikteki bütün doğru ifadeleri kanıtlam a rüyasına bir son ver diği için, bir her şeyin kuram ını da bizim için sonsuza kadar eri şilm ez hale getirecektir. Freem an Dyson, "G öd el dünyaya soyut m atem atiğin sonsuz olduğunu gösterdi; sayıları ne olursa olsun aksiyom lar ve çıkar sam a kuralları m atem atiğin tam am ım asla kapsayam az... Benzer bir durum un fizik dünyasında da var olduğunu umarım. Eğer
336
SO N SÖZ
geleceğe bakış şeklim doğruysa bu, fizik dünyasının ve gökbili m in de sonsuz olduğu anlam ına gelir; ne kadar geleceğe gider sek gidelim , daima yeni bir şeyler, gelen yeni bilgiler, keşfedile cek yeni dünyalar, sürekli genişleyen bir yaşam , bilinç ve bellek alanı var olacaktır" diye yazarak konuyu güçlü bir biçim de orta ya koymuştur. Astrofizikçi John Barrow , bu m antığı şu şekilde özetliyor: "B ilim m atem atiğe dayalıdır; m atem atik bütün doğruları keşfedemez; dolayısıyla bilim bütün doğruları keşfedem ez." Böyle bir sav doğru olabilir veya olm ayabilir, ancak potansi yel hataları vardır. Profesyonel m atem atikçiler kendi çalışm ala rında eksiklik kuram ını çoğunlukla göz ardı ederler. Bunun nedeni, eksiklik kuram ının kendilerine gönderm e yapan deyim leri inceleyerek işe başlıyor olm asıdır; yani kendilerini işaret ederler. Örneğin aşağıdakiler gibi olan ifadeler çelişkilidir: Bu cüm le yanlıştır. Ben bir yalancıyım . Bu ifade kanıtlanam az. İlk ifadede eğer cüm le doğruysa, bu onun yanlış olduğu anlam ına gelir. Eğer cüm le yanlışsa, o zam an ifade doğrudur. Aynı şekilde, eğer doğru söylüyorsam o zam an yalan söylüyorum dur; ve eğer yalan söylüyorsam o zam an doğruyu söyle mekteyim. Son ifadede ise eğer cüm le doğruysa o zam an doğru olduğu kanıtlanam az. (İkinci ifade, m eşhur yalancı ikilem idir. G iritli düşünür Epim enides, bu ikilem i gösterm ek için "B ütü n G iritliler yalancı dır" dem ekteydi. Bununla beraber A ziz Paul bunu anlayam am ış ve Titus'a yazdığı uzun m ektupta "G irit'in kendi peygam berle rinden biri 'G iritliler daim a yalancılar, uğursuz vahşiler, tembel oburlardır' diye bunu ortaya koym uştur. Şüphesiz doğru söyle m iştir" diye anlatmıştır). Eksiklik kuram ı "B u cüm le aritm etiğin aksiyom ları kullanıla rak kanıtlanam az" gibi ifadeler üzerine kuruludur ve kendi ken dini işaret eden bu ikilem lerden oluşan gelişm iş bir ağ yaratır.
SON SÖZ
337
H aw king ise, eksiklik kuram ını, bir her şeyin kuram ım n var olam ayacağını gösterm ek am acıyla kullanm aktadır. O nun savı na göre G ödel'in eksiklik kuram ının kilit noktası m atem atiğin kendi kendine gönderm e yapm asıdır, fizik de bu hastalığa yaka lanm ıştır. Gözlem ci gözlem sürecinden ayrı tutulam adığı için bu durum , fiziğin daim a kendi kendine gönderm ede bulunacağı anlam ına gelir, çünkü evreni terk edem eyiz. Son çözüm lem ede, gözlem ci de atom lardan ve m oleküllerden m eydana gelmiştir, dolayısıyla yapılm akta olan deneyin bir parçası olm ak zorunda dır. Ancak, H aw king'in eleştirilerinden kaçm anın bir yolu bulun m aktadır. Günüm üzde m atem atikçiler G ödel'in kuram ındaki içsel ikilem lerden kurtulm ak için çalışm alarının kendi kendine gönderim d e bulun an bütün ifad eleri dışlad ığını söylerler. O ndan sonra eksiklik k u ram ın ın ü stesin d en gelebilirler. G ödel'in zam anından bu yana m atem atiğin büyük bir hızla gelişm esi, büyük ölçüde eksiklik kuram ını göz ardı etm ek, yani yapılan çalışm anın kendi kendine gönderm ede bulunan ifadeler içerm ediğini var saym ak yoluyla sağlanmıştır. G ö zlem ci/g özlem len en uyuşm azlığından arınm ış bilinen bütün deneyleri açıklayabilecek bir her şeyin kuram ını aynı şekilde oluşturm ak m üm kün olabilir. Eğer böyle bir her şeyin kuram ı Büyük Patlam a'n m kökeninden bugün etrafım ızda bulunan görülebilir evrene kadar her şeyi açıklayabilirse, o zam an gözlem ci ile gözlem lenen arasındaki etkileşim i ne şekil de tanım ladığım ız, yalm zca akadem ik değeri olan bir nitelik kazanır. Aslında, ulaşılan sonuçların gözlem ci ile gözlem lenen arasındaki ayrım ı ne şekilde yaptığım ızdan tüm üyle bağım sız olması, her şeyin kuram ı için gerekli kriterlerden biri olmalıdır. Ayrıca doğa, bir avuç ilkeye dayalı olsa dahi, tükenm ez ve sınırsız olabilir. Bir satranç karşılaşm asını gözünüzün önüne getirin. Başka bir gezegenden gelen bir yaratıktan, oyunun kurallarını yalnızca oyunu seyrederek belirlem esini isteyin. Yaratık, bir süre sonra piyonların, fillerin ve şahın nasıl hareket ettiğini anlayabilir. O yunun kuralları basit ve sayılıdır. Ancak, olası karşılaşm aların sayısı gerçekten astronom ik boyutlardadır.
338
SON SÖZ
Aynı şekilde doğanın kuralları da basit ve sayılı olabilir, fakat bu kurallar sayısız şekilde uygulanabilir. H edefim iz, fiziğin kural larını bulmaktır. Bazı bakım lardan pek çok olay için elim izde tam bir kuram bulunm aktadır. H iç kim se, M axw ell'in ışık denklem lerinde bir hata görm em iştir. Standard M odel, sık sık "h em en hem en her şeyin kuram ı" olarak adlandırılm aktadır. Bir an için kütleçekim ini durdurabildiğim izi varsayalım . O anda Standard M odel, kütleçekim inin yanı sıra bütün olaylar için m ükem m el şekilde geçerli olan bir kuram a dönüşür. K uram ın kendisi çirkin olabi lir, fakat işe yarar. Eksiklik kuram ının varlığı halinde dahi, tüm üyle m antıklı bir her şeyin (kütleçekim inin yanı sıra) kura mına sahip oluruz Evrenin 10 m ilyar ışık yılı m esafedeki en uzak köşelerinden kuarklarm ve nötrinoların m ikro dünyasına kadar kırk üç basa m aklı bir alanı kapsayan bütün fizik olaylarının tek bir sayfa kâğıt üzerine yazılabilecek olm ası, bana daima olağanüstü görünm üştür. Bu sayfanın üzerinde yalnızca iki denklem bulu nurdu, Einstein'm kütleçekim i kuram ı ve Standard M odel. Bana göre bu, doğanın tem el düzeyde sahip olduğu m utlak sadeliği ve uyum u gösterm ektedir. Evren huysuz, düzensiz veya kapris li olabilirdi. Fakat öyle görünüyor ki sağlıklı, uyum lu ve güzel olm ayı seçm iştir. N obel Ö dülü sahibi Steven W einberg, her şeyin kuram ını bulm ak için yaptığım ız arayışları Kuzey K utbu'nun aranm asına ben zetm ekted ir. Eski d en izciler y ü zyıllar boyunca K uzey K utbu'nu barındırm ayan haritalarla çalıştılar. Bütün pusula ibreleri ve haritalar, haritanın bu kayıp parçasını gösteriyordu, fakat oraya hiç kim se gerçekten gitm em işti. A ynı şekilde, elim iz deki bütün veriler ve kuram lar bir her şeyin kuramına işaret etm ektedir. Bu, denklem lerim izin eksik olan parçasıdır. Ortada daim a erişem eyeceğim iz, araştırılm ası olanaksız (bir elektronun tam yeri veya ışık hızının ötesinde var olan dünya gibi) olan şeyler bulunacaktır. Fakat inanıyorum ki tem el yasa lar bilinebilir ve sayılıdır. Ve evreni yeni nesil parçacık hızlandı rıcılarla, uzaya konuşlandırılm ış kütleçekim i dalgası algılayıcı
SON SÖZ
339
larla ve diğer teknolojilerle keşfettiğim iz için, önüm üzdeki yıllar fizik alanında çok daha heyecan uyandırıcı olacaktır. Sona ulaş m ış değiliz, yeni bir fiziğin başlangıcındayız. Fakat ne bulursak bulalım , daima bizi bekleyen yeni ufuklar var olacaktır.
Notlar
Ö
nsöz
Sayfa XVI: Bu ... pek çok kez meydana gelmiştir. Bunun nedeni, ku antu m kuram ıdır. Bir kuram a olabilecek tüm kuantum düzeltm eleri eklediğim iz ("renorm alizasyon" olarak adlandırı lan yorucu bir süreç) zam an, daha önce klasik düzeyde izin verilm eyen olayların hesaplam aya yeniden dahil olduğunu görürüz. Bu, açık şekilde (örneğin bir korum a yasası tarafından) yasaklanm ış olm ayan bir şeyin kuantum düzeltm eler eklendiği zam an kuram a tekrar dahil olduğu anlam ına gelir.
2: GÖRÜNMEZLİK Sayfa 19: Görünmezlik, Platon'un etik ve ahlak kuramında merke zî bir rol oynamıştır. Platon'un, "E ğ er çarşıda canının çektiği h er hangi bir şeyi güvenli şekilde alm a olanağı var olsaydı hiçbir insan elini kendine ait olm ayan şeylerden çekm ez, canının iste diği eve girip istediği kişiyle yatar, istediği kişiyi öldürür, hapis ten çıkartır veya insanlar arasında bir Tanrı gibi olm ak isterdi... Eğer bir insanın bu görünm ezlik gücüne sahip olduğunu, fakat hiçbir hata yapm adığım veya başkasına ait olana dokunm adığı nı varsayacak olursak, bu insan dışardan bakanlar tarafından acınası bir aptal olarak nitelenirdi.
342
NOTLAR
Sayfa 24: Microsoft'urı eski baş teknoloji sorumlusu Nathan Myhrvold'un... N athan M yhrvold, N ew Scientist M agazine, 18 K asım 2006, sf. 69. Sayfa 26: İşte bu yüzden, artık belirli bir takvim vermekten kaçını lıyor... Josie G lausiusz, D iscover M agazine, K asım 2006. Sayfa 29: "Böyle bir mercek, geleneksel teknolojiye..." "G örü lebi len ışıkla çalışacak keşfedilm iş m etam alzem eler," Eurekalert, eurekalert.org/pub_releases/2007-01, 2007. Ayrıca New Scientist M agazine, 18 Aralık 2006.
3: FAZERLER VE ÖLÜM YILDIZLARI Sayfa 40: II. Dünya savaşı sırasında, ... Naziler... N aziler ayrıca Hindulara ait (Kutsal H azine A vcıları film inin konusuna benze yen) bazı eski iddiaları araştırm ak üzere H indistan'a da bir ekip gönderdi. N aziler, aralarında uçan araçların da olduğu garip, güçlü silahları anlatan M ahabharata yazılarıyla ilgilenm ekteydi. Sayfa 40: Odaklanmış ışık ışınları kullanılarak yaratılan... Bu tür filmler, lazerler hakkında birtakım yanlış anlam aların yayılm a sına da neden olm uştur. Lazer ışınları, havadaki parçacıklar tarafından dağıtılm adıkları takdirde görülem ez. D olayısıyla Tom Cruise Görevimiz Tehlike'de lazer ışınlarından oluşan bir labirentte yol alm ası gerektiği zam an, lazer örgüsünün kırm ızı değil, görünm ez olm ası gerekirdi. Ayrıca, film lerde silahlı kav gaların çoğunda lazer darbelerinin oda içinde gidip geldiğini görürsünüz, fakat bu olanaksızdır, çünkü lazer ışığı da ışık hızında, saniyede 300.000 kilom etre hızla hareket eder. Sayfa 41: Planck, bir yazısında Einstein'dan bahsederken "Bazen hedefi şaşırmış olabilmesi..." Asim ov ve Schulm an, sf. 124.
4: IŞINLAMA Sayfa 59: Işınlamadan bahsedildiğini gördüğümüz en eski metin ler... Kaydedilm iş en iyi ışınlam a örneği, 24 Ekim 1593 tarihlidir. Valiyi koruyan Filipinler ordusundan saray m uhafızı Gil Perez, birdenbire M exico C ity'nin büyük m eydanında ortaya çıktı. Şaşırm ış ve sersem lem iş durum daki Perez, kendisinin şeytanla işbirliği yaptığım düşünen M eksikalI yetkililer tarafından tutuk
NOTLAR
343
landı. Engizisyonun En K utsal M ahkem esine çıkartıldığında ken d in i savu nm a am acıyla sad ece M an ila'd a kaybolup M eksika'da ortaya çıkışının "b ir horozun ötüşü kadar bir süre" aldığını söyleyebilm işti. (Bu olayın tarihsel hikâyesi ne kadar şaşırtıcı olursa olsun, tarihçi M ike D ash'in belirttiği gibi Perez'in kaybolm asına ilişkin en eski kayıtlar, kaybolm a olayından bir asır sonraya aittir ve tam anlam ıyla güvenilm esi zordur). Sayfa 60: Adını Sherlock Holmes romanlarıyla duyurmuş olan Sir Conan Doyle... D oyle'un ilk eserleri Sherlock H olm es'un m ükem m el çıkarım larında da görüldüğü gibi tıp m esleğinin m etodik, m antıksal düşünce şekliyle m eşhur olm uştu. Öyleyse Doyle neden H olm es'un soğuk, gerçekçi m antığından keskin bir şekil de saparak m istisizm in, doğaüstünün ve bilim in sınırlarının yasaklı dünyasında dolaşan Profesör C hallenger'ın uydurm a, üzücü m aceralarına geçm işti? Yazar, I. Dünya Savaşı sırasında aralarında sevgili oğlu K ingsley'in, kardeşinin, iki kayınbirade rinin ve iki yeğeninin bulunduğu yakın akrabalarından birkaçı nın ani, beklenm eyen ölüm ü yüzünden büyük bir değişim geçir mişti. Bu kayıplar onun üzerinde derin ve kalıcı bir duygusal yara açacaktı. O nların ölüm ünden büyük bir üzüntü duyan Doyle, belki de ölülerle spiritualizm yoluyla iletişim kurabileceğini düşünerek doğaüstü dünyasına öm ür boyu süren bir hayranlık duym aya başladı. A kılcı, hukuksal dünyadan sert bir şekilde m istisizm e geçti ve dünyanın her yanında açıklanam ayan psişik olaylar hakkında m eşhur konferanslar verm eye başladı. Sayfa 65: Bu belirsizlik, sonunda Heisenberg'in belirsizlik ilkesini ... önermesi ile bir sisteme bağlandı. Daha doğru bir şekilde söyle m ek gerekirse H eisenberg'in belirsizlik ilkesi, parçacığın konu m undaki belirsizlik ile onun m om entum unun belirsizliğinin çarpım ının Planck katsayısının 2n'ye bölüm üne eşit veya daha büyük olm ası gerektiğini söyler. Veya, bir parçacığının enerjisi nin belirsizliği çarpı zam anındaki belirsizlik, Planck katsayısının 2ır'ye bölüm üne eşit veya daha büyük olmalıdır. Eğer Planck katsayısını sıfır kabul ed ecek olursak bu denklem sıradan N ew ton kuram ına dönüşür, yani bütün belirsizlikler sıfır olur.
344
NOTLAR
Bir elektronun konum unu, m om entum unu, enerjisini veya zam anını bilem eyecek oluşunuz, Tryggvi E m ilsson'un şaka yollu olarak "Tarihçiler, H eisenberg'in Belirsizlik K uram ı'm keşfettiği zam an aşk hayatını düşünüyor olm ası gerektiği sonu cuna u laşm ışlar: -Z am anı old uğu n d a en erjisi yokm u ş ve m om entum doğru iken konum a karar verem em iş" dem esine yol açmıştır. Barrow , Between Inner Space and Outer Space, sf. 187 Sayfa 65: "En azından benim düşünceme göre, ben Tanrının zar atmadığına inanıyorum" Kaku, Einstein'ın Evreni, sf. 127. Sayfa 67: Kuantum kuramının tartışılmaz deneysel başarılarından şikâyet eden Einstein... Asimov ve Schulm an, sf. 211. Sayfa 69: 1993 yılında IBM'den Charles Bennett'in... Bir an için insanlar dahil m akroskobik nesnelerin ışınlanabildiğim düşü nün. Bir insanın vücudunun ışınlanabilm esi, "ru h "u n varlığına yönelik felsefi ve teolojik sorular getirm ektedir. Yani bir yere ışınlandığınız zam an ruhunuz da sizinle birlikte gelir mi? Bu ahlaki sorulardan bazıları Jam es Patrick K elley'in Think Like a Dinosaur - Bir Dinozor Gibi Düşün adlı kitabında yanıtlan mıştır. Bu hikâyede bir kadın başka bir gezegene ışınlanm ış, ancak gönderim sırasında bir hata m eydana gelm iştir. Orijinal vücudun yok olm ası gerekirken orijinal bütün duygularıyla bir likte tam olarak kalır. Birdenbire kadının iki kopyası olm uştur. Doğal olarak, yok etm ek üzere kopyadan ışınlam a cihazına gir m esi istenir, fakat o reddeder. Bu bir krize yol açar, çünkü en başta teknolojiyi veren soğukkanlı uzaylılar bu konuya sadece "denklem in eşitlenm esi" gibi tam am en bir uygulam a sorunu olarak bakarken, duygulara sahip olan insanlar kadının gerekçe lerine daha sıcak bakm aktadır. H ikâyelerin çoğunda ışınlam a tanrısal bir arm ağan gibi görü lür. Fakat Stephen K ing'in "The Jaunt - Gezinti" adlı eserinde yazar, ışınlam anın tehlikeli yan etkileri varsa neler olacağını in celem ekted ir. G elecekte ışın lam a çok y ayg ınlaşm ıştır ve "G ezin ti" olarak adlandırılm aktadır. Bir baba, M ars'a ışınlanm a dan hem en önce çocuklarına G ezinti'nin tarihçesini anlatır. Keşfi yapan bilim insanı ilk olarak fareleri ışm lam ıştır. A ncak ışınlan
NOTLAR
345
m a sonucunda yalnızca uyuşturulan fareler hayatta kalm akta dır. Işınlam a sırasında uyanık olan fareler, korkunç şekilde ölm üştür. Bu nedenle insanlar ışınlanm adan önce düzenli şekilde uyutulm aktadır. U yanık durum dayken ışınlanan tek insan, eğer deneye katılırsa affedilm e sözü verilen bir m ahkum dur. Fakat ışınlandıktan sonra büyük bir kalp krizi geçirir ve son sözleri "içerd e sonsuzluk var" olur. N e yazık ki bu etkileyici hikâyeyi dinleyen çocuklardan biri uyuşturm adan kurtulm ak için nefesini tutm aya karar verir. Sonuç bir felakettir. Işınlam anın ardından aniden çıldırır. Saçları ağarır, gözleri bir ihtiyar gibi sararır ve kendi gözlerini çıkarm a ya çalışır. Gizem açığa çıkm ıştır. Fiziksel m adde derhal ışınlan m aktadır, fakat zihnin yolculuğu sonsuza kadar sürm ekte, zam an geçm iyorm uş gibi gelm ekte ve kişi tam am en çıldırm ak tadır. Sayfa 71: Araştırmacılardan biri olan Eugene Polzik'in söylediğine göre... Curt Suplee, "T op 100 Science Stories of 2006", Discover Magazine, Aralık 2006, sf. 35. Sayfa 71: "yaklaşık 5.000 parçacıktan meydana gelen bir ışın deme tinden bahsediyoruz..." Zeeya M erali, New Scientist Magazine, 13 H aziran 2007. Sayfa 76: "Biraz şans ve biraz da son zamanlardaki teknolojik iler lemelerin yardımıyla..." David Deutsch, New Scientist Magazine, 18 K asım 2006, sf. 69.
5: TELEPATİ Sayfa 80: Aslında pek çok sihirbazın ve mentalistin kariyeri... Yem ekli toplantılarda şaşırtıcı telepati gösterileri de yapm ak müm kündür. Bir toplantıda herkesten adım küçük bir kağıda yazm asın ı v e k ağıd ı b ir şapkanın için e atm asın ı isteyin. Katlanm ış durum daki kâğıtları şapkadan birer birer çıkarın ve kâğıtları açm adan içinde yazılı olan ism i yüksek sesle okuyun. Seyirciler şaşkına dönecektir. G özlerinin önünde bir telepati olayı yaşanm aktadır. A slm da bazı sihirbazlar, bu num ara ile şöhret ve servet kazanm ıştır.
346
NOTLAR
(Bu şaşırtıcı zihin okum a num arasının sırrı şöyledir. İlk kâğı dı alın, sessizce kendi kendinize okuyun, fakat "p sişik ether" bulanık olduğu için okum akta zorlandığınızı ilan edin. Bir son raki kağıdı alın, am a onu açm adan bir önceki kâğıt üzerinde yazan ism i söyleyin. İlk ism i yazan kişi katlanm ış durum daki kağıdı okuduğunuzu zannedecek, şaşıracaktır. Şim di ikinci kağıdı açın ve sessizce kendi kendinize okuyun. Sonra üçüncü bir kağıdı alın, ikinci kâğıtta yazan ism i yüksek sesle söyleyin. Bu işlem e devam edin. Bir kâğıt üzerinde yazan ism i her söyle yişinizde, bir sonraki kâğıtta yazan ism i okum aktasınız). Sayfa 81: Kumarbazlar da insanların zihnini sınırlı bir şekilde oku mayı başarmaktadır. Bir kişinin zihinsel durum u, bir fotoğrafı tarayan bir gözün hareketi incelenefek kabaca belirlenebilir. Gözün üzerine ince bir ışık dem eti gönderilirse, yansıyan ışık bir duvar üstüne düşürülebilir. Y ansıyan bu ışık dem etinin duvar da gittiği yol izlenm ek suretiyle resm in taranm ası sırasında gözün nerelerde gezindiği hassas şekilde anlaşılabilir. (Örneğin resim deki bir yüze bakan kişinin gözleri genellikle resim deki kişinin gözleri arasında hızla gidip gelir, sonra ağza, sonra tek rar gözlere gider, sonra resm in tam am ım tarar). Resm e bakan kişinin gözbebeklerinin boyutları hesaplanarak resm in o kişide olum lu veya olum suz düşünceler uyandırdığı anlaşılabilir. Bu şekilde kişinin duygusal durum u okunabilir. (Örneğin bir katil, cinayet yerinin fotoğrafına bakarken ve cese din tam bulunduğu yeri tararken güçlü duygular yaşar. Cesedin yerini yalnızca polis ve katil bilm ektedir). Sayfa 81: Telepati ve diğer normal ötesi olaylar konusundaki ilk bilimsel incelemeler... Psişik A raştırm alar Derneği üyeleri arasın da Lord Rayleigh (Nobel Ö dülü sahibi), Sir W illiam Crookes (Elektronikte kullanılan Crookes Tüpünün m ucidi), Charles Richet (Nobel Ödülü sahibi), A m erikalı psikolog W illiam Jam es ve Başbakan Arthur Balfour bulunm aktaydı. D estekçileri arasın da ise M ark Tw ain, Arthur Conan Doyle, Alfred Lord Tennyson, Lewis Carroll ve Carl Jung gibi ünlüler vardı. Sayfa 81: Dernekle bağlantılı bir araştırmacı... Rhine başlangıçta papaz olm ak istiyordu, fakat Chicago Ü niversitesi'ne devam
NOTLAR
347
ederken fikrini değiştirdi ve botanik okum aya başladı. Ü lkenin her yanında ölülerle iletişim kurm a üzerine konferanslar veren Sir Arthur Conan D oyle'un bir söyleşisine 1922 yılında katılan Rhine, psişik olaylara karşı ilgi duym aya başladı. D aha sonra Sir O liver L odge'un seanslar sırasında ölülerle kurulan iletişim leri ele alan The Survival of Man adlı kitabını okuyunca ilgisi daha da arttı. Ancak, ispritizm anın m evcut durum undan hiç m em nun değildi; bu alanda sık sık sahtekârlık ve hile haberleri duyulu yordu. Aslında Rhine'm kendi araştırm aları M argery Crandon adlı bir ispritizm acının sahtekârlığını açığa çıkartm ış, aralarında Conan D oyle'un da bulunduğu pek çok ispritizm acının hiddeti ni üzerine çekm işti. Sayfa 82:" Bu durumda durum sadece telepati ile..." Randi, sf. 51. Sayfa 83: Daha sonra yapılan kontroller farelerin hiçbir telepatik güce sahip olmadığını gösterdi... Randi, sf. 143 Sayfa 89: Özellikle ... olağanüstü etkinlik dikkat çekmekteydi. San Francisco Chronicle, 26 K asım 2001. Sayfa 89: Eleştirenlerin bazıları da toplumun tekerleklerini... Son olarak, eğer gelecekte telepatinin kısıtlı türleri yaygınlaşacak olursa ortaya yasal ve ahlaki sorular çıkm aktadır. A BD 'de pek çok eyalette bir insam n izni olm adan onunla yapılan bir telefon görüşm esini kaydetm ek yasa dışıdır, dolayısıyla birinin düşün ce desenlerini onun izni olm aksızın kaydetm ek de yasa dışı ola bilir. Ayrıca insan hakları savunucuları ne am açla olursa olsun bir kişinin düşünce desenlerinin okunm asına karşı çıkabilirler, insam n düşüncelerinin kaypak oluşu nedeniyle düşünce desen lerinin m ahkem eye sunulm ası hiçbir zam an yasal kabul edilm e yebilir. Tom C ruise'm oynadığı Azınlık Raporu film inde bir insa nı henüz işlem ediği bir suç nedeniyle tutuklam anın ne ölçüde ahlaki olduğu tartışılm aktadır. Gelecekte bir insanın suç işlem e niyetini düşünce desenlerine bakarak belirlem ek ve o kişiyi suç lam ak gündem e gelebilir. Sözlü tehditlerde bulunan bir kişi ile aym tehditleri zihinsel olarak yapan kişi aym ölçüde suçlu sayı labilir mi? A yrıca hiçbir yasaya aldırm ayan hüküm et ve güvenlik güçle rinin insanları zorla beyin taram asına sokm ası da bir sorun ola-
348
NOTLAR
çaktır. Bu, yasal bir davranış olabilir mi? Planlarını öğrenm ek için bir teröristin zihnini okum ak yasal olur m u? Bireyleri kan dırm ak için sahte anılar yerleştirm ek yasal olur m u? Arnold Schw arzenegger'in Gerçeğe Çağrı adlı film inde bir insanın anıla rının gerçek mi, yoksa yerleştirilm iş m i olduğu sorusu sürekli olarak sorulm aktadır, çünkü bu bizim kim olduğum uzu etkile yen bir şeydir. Bu sorular m uhtem elen önüm üzdeki onlarca yıl boyunca tam am en kuram sal olarak kalacaktır, fakat bu teknoloji yavaş yavaş ilerledikçe ortaya ahlaki, yasal ve toplum sal sorunlar çıka caktır. Bu sorunları çözecek uzun bir süreye sahip olduğum uz için şanslıyız. Sayfa 91: "Fakat eğer bunun için bir cihaz yapacaksanız..." Douglas Fox, New Scientist Magazine, 4 M ayıs 2006. Sayfa 91: fM R I örüntülerinin tanımlanması ve sonra da bir düşünce sözlüğü... Philip Ross, Scientific American, Eylül 2003. Sayfa 93: Böyle bir cihaz, asla bilim kurguda görülen... Science Daily, w w w .sciencedaily.com , 9 N isan 2005 Sayfa 94: Bu süreç yorucu ve meşakkatlidir, çünkü parazit niteli ğindeki dalgaları... Cávelos, sf. 184.
6: PSİKOKİNEZ Sayfa 102: Geller'in sahneye gelmesinden önce Carson, Randi'ye danışmıştı... Enayileri kandırm a yeteneğine sahip profesyonel sihirbazların psişik güçler id d iasın d a bulun m alarından ve m asum halkı dolandırm alarından nefret eden H arika Randi, sahtekârları açığa çıkartm aya yönelik çalışm alara başlam ıştı. Özellikle yapılan bütün psişik num araları tekrarlam aktan zevk alıyordu. H arika Randi, kendilerine kişisel kazanç elde etm ek am acıyla sihirbazlık yeteneklerini kullanm aya kalkışan sahtekâr ve hilebazları açığa çıkartm ayı ikinci bir m eslek edinen Büyük H oudini'nin geleneğini sürdürm üştür. Randi, bilim insanlarını dahi num aralarıyla aldatabileceğim öne sürm ekte, "B ir laboratuvara gidip herhangi bir bilim insanı grubunun şaşkınlıktan yere düşm esini sağlayabilirim " dem ektedir. Cávelos, sf 220.
NOTLAR
349
Sayfa 104: Ulusal Araştırma Konseyinin raporu ... "savaşçı rahip lerden" meydana gelen kuramsal hir "Birinci Dünya Taburu" yaratıl masını inceliyordu. Cavelos, sf. 240. Sayfa 104: Raporun sonuç bölümünde "bilimsel bir gerekçe bulu namadığı"... Cavelos, sf. 240. Sayfa 107: Onları beyin dalgalarını değiştirebilecek şekilde eğitmek suretiyle... Philip Ross, Scientific American, Eylül 2003. Sayfa 107: Bu maymunlar ... kontrol etmeyi başarmışlardır. M iguel N icolelis ve John Chapin, Scientific American, Ekim 2002. Sayfa 114: Fakat, ... dünyadaki en iyi grupların... A ristides A. G. Requicha, "N anorobots," h ttp :// w w w .lm r.usc. e d u /~ lm r/p u b lications / nanorobotics.
7: R o b o t l a r Sayfa 117: Oxford'dan tanınmış fizikçi Roger Penrose... Profesör Penrose, insan gibi düşünm eyi m üm kün kılm ak için beyinde ku antu m
etkiler
var
olm ası
g erektiğin i
savu nm aktadır.
Bilgisayar bilim cilerin çoğuna göre beyindeki her nöron, karm a şık bir transistor dizisi tarafından taklit edilebilir, böylece beyin, klasik bir cihaza dönüşm ektedir. Beyin fevkalade karm aşıktır fakat tem elde davranışları transistörler tarafm dan kopyalanabilen bir avuç nörondan m eydana gelm ektedir. Penrose buna karşı çıkar. O nun savına göre hücrede m ikrotübül adı verilen ve kuantum davranışı sergileyen yapılar bulunm aktadır, bu neden le beynin basit bir elektronik devre elem am topluluğuna dönüş türülm esi asla m üm kün değildir. Sayfa 117: Rutgers Üniversitesi'nden Colin McGinn'in söylediği ne göre yapay zekâ... Kaku, Visions, sf. 95 Sayfa 124: Cyberlife Enstitüsü'nün başkanı Steve Grand'm söyle diğine göre... Cavelos, sf. 90. Sayfa 125: O başarısız oldu ve ben de 1981'deki Ph.D. tezimde başarısız oldum... Rodney Brooks, New Scientist Magazine, 18 K asim 2006, sf. 60. Sayfa 126: "Bu, Kasparov'un derin düşünen bir insan olmadığı anlamına gelmiyor..." Kaku, Visions, sf. 61.
350
NOTLAR
Sayfa 128: Lenat'ın sloganının "Zekânın 10 milyon kuralı vardır” olması, hiç şaşırtıcı değildir... Kaku, Visions, sf. 65. Sayfa 129: “Söz verilen şeyin soluk bir gölgesini yaratmak için ken dimizi parçalıyorduk... " Bill Gates, Skeptic Magazine, cilt 12, no. 12, 2006, sf. 35. Sayfa 129: "Açık bir kapı ile pencere arasındaki farkı anlamak gibi basit bir şey dahi bir robot için müthiş derecede zor olabilir..." Bili Gates, Scientific American, O cak 2007, sf. 63. Sayfa 130: "Sanayinin kritik kütleye ne zaman ulaşacağını veya ulaşıp ulaşmayacağını hiç kimse kesin bir şekilde söyleyemez..." Scientific American, Ocak 2007, sf. 58. Sayfa 132: “Bugün, bunu yapabilen hiçbir makine yoktur..." Susan K ruglinski, "T h e Top 100 Science Stories of 2006," Discover Magazine, sf. 16. Sayfa 133: Bans Moravec, “Tam zekâya sahip makineler..." Kaku, Visions, sf. 76. Sayfa 135: "'Lütfen! Lütfen! Buna ihtiyacım var! Çok önemli...'" Kaku, Visions, sf. 92. Sayfa 135: Iowa Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden nörolog Dr. Antonio Damasio... Cavelos, sf. 98. Sayfa 136: "Bilgisayarlar bir türlü anlamıyorlar..." Cavelos, sf. 101.
Sayfa 136: Rus romancı Fyodor Dostoyevski'nin söylediği gibi... Barrow , Theories of Everything, sf. 149. Sayfa 137: "Arkamızdan gelenler, bugün tartışılmakta olan bilim sel saçmalıkların miktarı karşısında şaşkına döneceklerdir..." Sydney Brenner, New Scientist Magazine, 18 K asım 2006, sf. 35. Sayfa 139: "Bilgisayarların evcil hayvanı haline dönüşmemiz..." Kaku, Visions, sf. 135. Sayfa 140: "Bu gerçekleşirse DNA'mız işsiz kalacak..." Kaku, Visions, sf. 188. Sayfa 140: Böylece, bazıları uzun dönemde ... karbon ve silikon tek nolojisinin bir araya getirilmesini savunmaktadır. Böylece bizim m ekaniksel yaratım larım ız sonuçta uzun vadede ayakta kalm a m ızı sağlayabilir. M artin M insky'nin söylediği gibi, "B iz insan lar evrim in son halkası değiliz, eğer insan benzeri zeki bir m aki
NOTLAR
351
ne yapabilirsek, m uhtem elen ondan daha da zekisini yapabili riz. Sadece başka bir insan yapabileceğim iz konusunda bir işaret yoktur. Bizim yapam adıklarım ızı yapabilen birini yapabilm ek istersiniz." Kruglinski, "The Top 100 Science Stories of 2006," sf. 18. Sayfa 140: Uzak bir gelecekte robotlar veya insansı sayborglar... Ö lüm süzlük elbette hayvanlar krallığında tek başına kalan insanların kendi ölüm lülükleri üzerinde düşünm eye başladıkla rı andan itibaren istedikleri bir şeydir. W oody Ailen, ölüm süz lük üzerine yorum yaparken "E serlerim sayesinde ölüm süzlüğe kavuşm ak istem iyorum . Ö lm em ek suretiyle kavuşm ak istiyo rum. Yaşam ım ı vatandaşlarım ın kalbinde sürdürm ek istem iyo rum. Evim de sürdürm eyi tercih ederim " demişti. M oravec, özel likle uzak gelecekte kendi yarattıklarım ızla birleşerek daha yük sek bir zekâ düzeyine ulaşacağım ıza inanm aktadır. Bunun ger çekleşm esi için beynim izdeki her biri belki de birkaç bin başka nörona bağlanm ış olan 100 m ilyar nöronun kopyalanm ası gere kecektir. Am eliyathanedeki m asanın üzerinde yatarken yanı m ızda bir robot kabuğu bulunm aktadır. A m eliyat o şekilde yapılm aktadır ki, bir nöronu yerinden çıkartırken robot kabuğu nun içind e onun kopyası olan bir n öron yaratılm aktadır. Zam anla vücudum uzdaki her bir nöron, robot kabuğundaki bir silikon nöronla değiştirilm ektedir, böylece am eliyat boyunca şuurum uzu korum aktayız. En sonunda beynim izin tüm ü biz olaya şahit olurken robot kabuğuna aktarılm ış olur. Bir gün eski, çürüyen vücudum uzda ölm ekteyizdir, ertesi gün kendim izi aynı kişilik ve anılarla, bilincim izi kaybetm eksizin ölüm süz bir vücudun içinde buluruz.
8: D ü n y a D iş i Y a r a t i k l a r v e U F O ' l a r Sayfa 149: Bununla beraber, SETI'deki üst düzey gökbilimcilerden Seth Shostak, ... iyimserlikle inanmaktadır. Jason Stahl, Discover Magazine, "T op 100 Stories of 2006", A ralık 2006, sf. 80. Sayfa 152: "Yaşamın bu aşırı saldırıya nasıl dayanabileceğini hayal etmek dahi çok zor" olacaktır... Cavelos, sf. 13. Sayfa 152: Fransız gökbilimci Dr. Jacques Lasker,... tahmin etmek tedir. Cavelos, sf. 12.
352
NOTLAR
Sayfa 153: "Evrende mikroplar ve onların eşdeğerleri şeklindeki yaşamın çok yaygın olduğunu..." W ard and Bronwlee, sf. xiv. Sayfa 155: "Biz, başka bir gezegen üzerinde yaşam keşfetme şansı na sahip ilk nesiliz..." Cavelos, sf. 26. Sayfa 164: Daha önceki kitaplarımda bahsettiğim gibi... G enel ola rak dünyanın değişik bölgelerinde yerel diller ve kültürler geliş m eye devam edecek olm asına karşın, kıtaları kapsayan gezegen sel bir dil ve kültür ortaya çıkacaktır. Bu küresel ve yerel kültür, aynı anda var olacaktır. Bu durum , bütün toplum larm elitleri arasında şim diden mevcuttur. Ayrıca, gezegensel bir sistem e doğru yapılan bu yürüyüşü engellem eye çalışan güçler de vardır. Bunlar, gezegensel bir uygarlığa doğru gidişin beraberinde ortaya çıkacak kültürdeki tolerans ve laik çoğulculuğun m erkezi bir role sahip olacağını ve bu durum un geçen bin yılda yaşam ayı tercih edenler için bir tehdit oluşturacağını şuursuzca, düşünm eden anlayan terörist lerdir.
9: YILDIZ GEMİLERİ Sayfa 174: Matematikçi ve düşünür Bertrand Russell, bir zaman lar... Kaku, Hyperspace, sf. 302. Sayfa 198: Nordley, ... bir toplu iğne başı büyüklüğündeki uzay gemisi topluluğu ile... Gilster, sf. 242.
1 0 . A n t İm a d d e v e A n t İ Ev r e n l e r Sayfa 205: Los Alamos,... Synergistic Technologies'ten Dr. Steven Howe... N ASA, h ttp ://scien ce.n asa.g ov , 12 N isan 1999. Sayfa 210: “İnsanın denklemlerinin deneylerle uyumlu olmasındansa güzelliğe sahip olması daha önemlidir..." Cole, sf. 225.
11: IŞIKTAN HIZLI Sayfa 228: Washington Üniversitesi'nden fizikçi Matt Visser'in söylediği gibi... Cavelos, sf. 137. Sayfa 228: İngiltere Kraliyet Gökbilimcisi Sir Martin Rees... Kaku, Parallel Worlds, sf. 307.
NOTLAR
353
Sayfa 229: "Bu kavramları... kullanmanın bir yolu olması gerekti ğini düşündüm..." Cavelos, sf.151. Sayfa 229: "Arkada ise, hiçbir şey görülemezdi... çünkü yıldızlar dan gelen ışık..." Cavelos, sf. 154. Sayfa 233: "Bir dizi jeneratöre ihtiyacımız olacaktır..." Cavelos. sf. 154. Sayfa 236: "Bu sihirli halkadan geçersen -vay canına!- ..." Kaku, Parallel Worlds, sf. 121. Sayfa 237: "İşi yapmak için yaklaşık olarak eksi bir Jüpiter kadar kütleye gereksiniminiz olacaktır..." Cavelos, sf. 145. Sayfa 237: Solucan deliklerini yapmak ve'onları açık tutmak için..." H aw king, sf. 146.
12 : Z a m a n d a Y o l c u l u k Sayfa 243: Yazar G. Spruill, Janus Denklemi adlı romanında ... ele almaktadır. N ahin, sf. 322. Sayfa 244: Şimdiye gelecek demiyorsak, eğer şimdi daima varsa ve asla yol alarak... Pickover, sf. 10. Sayfa 250: Çünkü biz fizikçiler, zamanın özelliklerinin... N ahin, sf. ix. Sayfa 250: Fizikçi Richard Gott'un söylediği gibi ... herhangi bir soru işareti olduğunu düşünmüyorum..." Pickover, sf. 130 Sayfa 252: Gott, ... büyük bir çöken sicim döngüsünün... Kaku, Parallel Worlds, sf. 142. Sayfa 253: "Eğer geçmişte evlenecek olursa..." N ahin, sf. 248.
13: Pa r a l e l Ev r e n l e r Sayfa 260: Henderson, "Tıpkı bir Kara Delik gibi..." Kaku, Hyperspace, sf. 22. Sayfa 262: "İlk bakışta, fikrini son derece beğendim..." Pais, sf. 330. Sayfa 2 6 3 :... atomaltı parçacıklarının bollaşması karşısında dehşe te kapılan Enrico Fermi... Kaku, Hyperspace, sf. 118. Sayfa 2 68: M lT'den Max Tegmark'ın inancına göre önümüzdeki elli yıl içinde... M ax Tegm ark, New Scientist Magazine, 18 Kasım 2006, sf. 37.
354
NOTLAR
Sayfa 272: Schrödinger, kuramının bu şekilde yorumlanmasından epeyce yakınmış... Cole, sf. 222. Sayfa 272: “Bu nedenle, doğayı olduğu gibi -ipe sapa gelmez ola rak- kabulleneceğinizi umarım..." Greene, sf. 111. Sayfa 274: İkileme ilişkin başka bir bakış açısı da ... "çoğul dünya lar" görüşüne aittir... Ancak, "çoğ u l dünyalar" yorum unun bir başka çekici özelliği de orijinal dalga denklem inden başka bir varsayım gerektirm em esidir. Bu resim de hiçbir zam an dalga fonksiyonlarını çökertm ek veya gözlem yapm ak zorunda deği liz. Dalga fonksiyonu yalnızca kendi başına, otom atik olarak, dışarıdan herhangi bir m üdahale veya varsayım gerektirm eksi zin bölünür. Bu açıdan "çoğu l dünyalar" kuram ı, dış gözlem ci ler, ölçüm ler, dalga çökertm eler ve benzerlerim gerektiren diğer bütün kuram lardan kavram olarak daha basittir. Sonsuz sayıda evrenin bize bir yük getirdiği doğrudur, fakat dalga fonksiyonu dışardan herhangi bir varsayım da bulunm ak gerekm eden bun ları izler. Fiziksel evrenim izin neden bu kadar kararlı ve güvenli göründüğünü anlam ak için bir yol, dekoheransı başlatm ak, yani diğer bütün bu evrenlerden dekohere olmaktır. Ancak, dekoherans bu diğer paralel evrenleri ortadan kaldırm az. Dekoherans yalnızca sonsuz sayıda evren arasında kendi evrenim izin neden böylesine kararlı göründüğünü açıklar. Dekoherans, evrenlerin pek çok evrene bölünebileceği, fakat bizim evrenim izin çevreyle etkileşim yoluyla bu evrenlerden önem li ölçüde farklılaştığı fik rine dayanm aktadır. Sayfa 274: Nobel Ödülü sahibi Frank Wilczek d e ... "hiç aklımızdan çıkmıyor" demiştir. Kaku, Parallel VVorlds, sf. 169.
14: DEVRİDAİM MAKİNELERİ Sayfa 287: "Bütün dünyanın Noel Baba'sı ve Alaaddin'in Sihirli Lambasıydı" Asim ov, sf. 12. Sayfa 296: Kuramsal olarak ikinci türden bir devridaim makinesi... Bazıları, belki de doğa ana tarafından güneş sistem inde yaratıl m ış en karm aşık nesneyi tem sil eden insan beyninin İkinci Yasayı ihlal ettiğini öne sürerek itiraz etm ektedir. 100 m ilyardan
NOTLAR
355
fazla nöron içeren insan beyni, D ünyadan 38 trilyon kilom etre uzaklıktaki en yakın yıldıza kadar her yerde karm aşıklık konu sunda rakipsizdir. Fakat, entropideki bu büyük azalm a İkinci Yasayla nasıl zıt olabilir diye sorm aktadırlar. Evrim in kendisi İkinci Yasayı ihlal ediyorm uş gibi görünm ektedir. Bunun ceva bı, aralarında insanların da bulunduğu yüksek organizm alarda ki yükselm enin yarattığı entropi azalm ası, başka bir yerdeki top lam entropinin artm ası pahasına gerçekleşm iştir. Evrim in yarat tığı entropi azalm ası, yakın çevrem izdeki entropi artışı, yani Dünyaya çarpan güneş ışığı entropisindeki artış tarafından gayet iyi dengelenm ektedir. İnsan beyninin evrim vasıtasıyla yaratılm ası entropiyi azaltır, fakat bu, yarattığım ız kaos (örne ğin kirlilik, sıcaklık artışı, küresel ısınm a, v.b.) tarafından fazla sıyla karşılanm aktadır. Sayfa 300: Bu görüşün taraftarlarından biri... Bununla beraber Tesla, radyonun, televizyonun ve iletişim devrim inin gelm esini sağlayan patentlerinin ve icatlarının gelirini dolandırıcılara kap tıran trajik bir kişiydi. (Fakat biz fizikçiler, Tesla'ran adının unu tulm am asını garanti altına aldık. M anyetizm a birim ine onun adını verdik. Bir Tesla 10.000 G au ss'a veya D ünya'm n m anyetik alanının yaklaşık olarak yirm i bin katm a eşittir). G ünüm üzde büyük ölçüde unutulm uş am a uçuk iddiaları kom plo kuram cılarına ve şehir efsanelerine m alzem e olm uştur. Tesla, M ars'taki canlılarla iletişim kurabileceğine, Einstein'm bitm em iş birleşik alan kuram ını çözebileceğine, D ü nya'yı bir elma gibi ortadan ikiye ayırabileceğine ve 600 kilom etre uzaktan on bin uçağı yok edebilecek bir ölüm ışını geliştirebileceğine inanm aktaydı. (FBI onun ölüm ışm ı iddialarını o kadar ciddiye alm ıştı ki, ölüm ünden sonra notlarının ve laboratuvar cihazları nın çoğuna el koym uştu. Bunlarm bazıları bugün dahi gizli depolarda bulunm aktadır). Tesla, 1931 yılında Tim e dergisinin ön kapağm da yer aldığı zam an şöhretinin doruğundaydı. Şaşkınlıktan nefes dahi alam a yan seyircilerin önünde m ilyonlarca voltluk elektrik enerjisi içe ren devasa yıldırım larla oynayarak halkın gözlerini kam aştırı yordu. M ahvolm asm m nedeni ise parasal durum una ve yasal
356
NOTLAR
konulara yeterli dikkati gösterm em esiydi. G ünüm üzün elektrik devlerini tem sil eden avukatlar ordusu ile rekabete girişince en önem li patentlerinin kontrolünü kaybetti. Ayrıca bugün saplantı-zorlantı bozukluğu olarak adlandırılan bazı belirtiler göster m eye, üç rakam ıyla ilgili saplantı sergilem eye başladı. Daha sonra paranoyaklaştı, düşm anlarının kendisini zehirleyeceğin den korkarak N ew Yorker O telinde alacaklılarının daim a bir adım önünde, yoksul bir yaşam sürm eye başladı. 1943 yılında, elli altı yaşında tam am en fakir şekilde öldü.
SON SÖZ: OLANAKSIZIN GELECEĞİ Sayfa 319: Gökbilimci John Barrow, "Tarihçiler ..." diyerek dikka timizi çekmektedir. Barrow , Impossibility, sf. 47. Sayfa 319: Comte'nin iddialarını reddeden matematikçi David Hilbert... Barrow , Impossibility, sf. 209. Sayfa 320: "İki yüz yıl önce herhangi bir kişiye ... sorsanız..." Pickover, sf.192. Sayfa 320: "Evrenin -başından sonuna kadar- özelliklerine ilişkin bütün Önemli soruların yanıtsız kalacağı görülmektedir..." Barrow, Impossibility, sf. 250. Sayfa 321: "Ancak, genişleme alanından gelen kütleçekim dalgala rı ... gelen kalıntılardır..." Rocky Kolb, New Scientist Magazine, 18 K asim 2006, sf. 44. Sayfa 324: "Bu çabalar Büyük Patlama garabetine dair çok özel ayrıntıları ortaya çıkartacak..." H aw king, sf. 136. Sayfa 325: "Fizik yasaları çok gelişmiş uygarlıkların ... zaman makineleri yapmasına izin vermekte midir?..." Barrow , Impossibility, sf. 143. Sayfa 328: "2056 yılında üzerinde evrenimizin birleşik yasalarını tanımlayan denklemlerin basılı olduğu bir tişört satın alabileceksi niz..." M ax Tegm ark, New Scientist Magazine, 18 K asım 2006, s f . 37. Sayfa 330: Bu kuram üzerinde yaşamının geriye kalan bölümü boyunca çalışacaktı. Bunun nedeni, Einstein'ın kütleçekim i kura m ım alıp kuantum düzeltm eleri ekleyecek olursak, küçük olm a sı gereken bu düzeltm elerin sonsuz olmasıdır. Yıllar geçtikçe
NOTLAR
357
fizikçiler bu sonsuz terim leri ortadan kaldırm ak için birtakım yöntem ler geliştirm işlerdir, fakat bunların hepsi de bir kuantum kütleçekim i kuram m da başarısız olm aktadır. A ncak sicim kura m ında bu düzeltm eler bazı nedenlerle tam am en ortadan kalk m aktadır. Birincisi, sicim kuram ı süper sim etri adı verilen ve bu ıraksak terim lerin çoğunu yok eden bir sim etriye sahiptir. Ayrıca sicim kuram ı bu sonsuzlukların kontrol edilm esine yar dım cı olan bir kesim noktasına (sicim in uzunluğu) sahiptir. Bu sonsuzlukların kökeni aslında klasik kuram a kadar uza nır. N ew ton'un ters kare yasasına göre iki parçacık arasındaki m esafe sıfır old uğu zam an arad aki ku vv et sonsuzdur. N ew ton'un kuram ında dahi görülen bu sonsuzluk, kuantum kuram m a taşınır. Fakat sicim kuram ı bu ıraksaklıkları kontrol etm em ize olanak sağlayan bir kesim noktasına, Planck uzunlu ğuna sahiptir. Sayfa 334: "O zaman onları gökyüzünde gözlemleyebilir ve süper sicim kuramını doğrudan sınama olanağı bulabilirdik." Alexander Vilenkin, New Scientist Magazine, 18 K asım 2006, sf. 51. Sayfa 336: Astrofizikçi John Barrow, bu mantığı şu şekilde özetli yor... Barrow , Impossibility, sf. 219.
Kaynakça
Adam s, Fred ve G reg Laughlin. The Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity. N ew York: Free Press, 1999. Asim ov, Isaac. The Gods Themselves. N ew York: Bantam Books, 1990. A sim ov, Isaac ve Jason A. Schulm an, eds. Isaac Asimov's Book of Science and Nature Quotations. N ew York: W eidenfeld and N icholson, 1988. Barrow , John. Betzueen Inner Space and Outer Space. O xford, England: O xford U niversity Press, 1999.
. Impossibility: The Limits of Science and the Science of Limits. O xford, England: O xford U niversity Press, 1998. . Theories of Everything. O xford, England: O xford U niversity Press, 1991. C alaprice, A lice, ed. The Expanded Quotable Einstein. P rinceton, NJ: Princeton U niversity Press, 2000. C av elos, Jean n e. The Science of Star Wars: An Astrophysicist's
Independent Examination of Space Travel, Aliens, Planets, and Robots as Portrayed in the Star Wars Films and Books. N ew York: St. M artin's Press, 2000. Clark, Ronald. Einstein: The Life and Times. N ew York: W orld Publishing, 1971. Cole, K. C. Sympathetic Vibrations: Reflections on Physics as a Way of Life. N ew York: Bantam Books, 1985. C rease R., and C. C. M ann. Second Creation. N ew York: M acm illan, 1986. C rosw ell, Ken. The Universe at Midnight. N ew York: Free Press, 2001. D avies, Paul. How to Build a Time Machine. N ew York: Penguin Books, 2001 D yson, Freem an. Disturbing the Universe. N ew York: H arper and R ow , 1979.
360
KAYNAKÇA
Ferris, Timothy. The Whole Shebang: A State-of-the-Universe(s) Report. New York: Simon and Schuster, 1997. Folsing, Albrecht. Albert Einstein. New York: Penguin Books, 1997. Gilster, Paul. Centauri Dreams: Imagining and Planning Interstellar Exploration. New York: Springer Science, 2004. Gott. J. Richard. Time Travel in Einstein's Universe. Boston: Houghton Mifflin Co., 2001. Greene, Brian. The Elegant Universe:Superstrings, Hidden Dimensions and the Quest for the Ultimate Theory. New York: W. W. Norton, 1999. Hawking, Stephen W., Kip S. Thorne, Igor Novikov, Timothy Ferris ve Alan Lightman. The Future of Spacetime. New York: W. W. Norton, 2002. Horgan, John. The End of Science. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1996. Kaku, Michio. Einstein's Cosmos. New York: Anchor Books, 2004. . Hyperspace. New York: Anchor Books, 1994. . Parallel Worlds. A Journey Through Creation, Higher Dimensions and the Future of the Cosmos. New York: Doubleday, 2005. . Visions: Hoiv Science Will Revolutionize the 21st Century. New York: Anchor Books, 1997. Lemonick Michael. The Echo of the Big Bang. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2005. Mallove, Eugene ve Gregory Matloff. The Starflight Handbook: A Pioneer’s Guide to Interstellar Travel. New York: Wiley and Sons, 1989. Nahin, Paul J. Time Machines. New York: Springer Verlag, 1999. Pais, A. Subtle is the Lord. New York: Oxford University Press, 1982. Pickover, Clifford A. Time: A Traveler's Guide. New York: Oxford University Press, 1998. Randi, James. An Encyclopedia of Claims, Frauds and Hoaxes of the Occult and Supernatural. New York: St. Martin's Press, 1995. Rees, Martin. Before the Beginning: Our Universe and Others. Reading, Mass.: Perseus Books, 1997. Sagan, Carl. The Cosmic Connection: An Extraterrestrial Perspective. New York: Anchor Press, 1973. Thorne, Kip S. Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy. New York: W. W. Norton, 1994. Ward, Peter D. and Donald Brownlee. Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. New York: Springer Science, 2000. Weinberg, Steve. Dreams of a Final Theory: The Search for Fundamental Laws of Nature. New York: Pantheon Books, 1992. Wells, H. G. The Time Machine: An Invention. London: McFarland and Co., 1996.
Dizin
A BD H ava K uvvetleri; xxiii, 167 Adam s, D ouglas; 66, 359 A gency (D A RP A ); 2 4 ,1 2 9 Akıllı H ans; 80, 82 akıllı toz; 198 A lcubierre; 229, 232-233, 237 A ilen, VVoody; 221, 351 A m es, A ldrich; 87 antim adde; 8 6 ,1 8 6 , 200-209, 211-214, 217, 230, 311, 313, 315-316, 352 antropik ilke; 271, 284 A rtsutanov, Yuri; 187 Asim ov, Isaac; 7 9 ,1 1 6 , 201, 287, 359 askıya alınm ış yaşam ; 196-197 asteroit; 191 atom bom baları; 183 A tom Enerjisi Kom isyonu; 181 atom kuram ı; 22, 319 A vrupa U zay A jansı; 1 5 7 ,1 7 7 , 322 ay, aylar; 39, 44, 6 3 ,1 4 3 ,1 5 1 -1 5 2 , 1 6 7 ,1 7 2 -1 7 3 ,1 7 6 -1 7 7 ,1 7 9 , 1 9 3 -194,199, 223, 233, 273, 296, 305
ayna evren; 214 A zınlık Raporu; 14, 347 A ziz A ugustine; 244 Barnard Y ıldızı; 184 Baron-Cohen, Sim on; xxiii, 212, 360 Barrow , John; xxii, 319-320, 336, 356-357 B atlam yus; 259 b elirsizlik ilkesi; 3 4 ,1 3 8 , 231, 343 Belleğin Azm i (Dali); 261 Bentley ikilem i; 327 beyin; 85-86, 88-91, 93-97, 1 0 5 -1 0 8 ,1 3 5 ,1 5 9 ,1 9 6 , 347, 349 B haskara; 290 Bickerton, A. W .; 173 bilgisayarlar; 7, 74-76,119-120, 1 2 7 ,1 3 6 ,1 3 8 -1 4 0 , 228, 271, 350 b ilim kurgu; ix-xiv, 7 ,1 1 ,1 4 ,1 6 , 18, 40, 46, 48, 60, 67, 70, 74, 79, 90, 9 7 -9 8 ,1 0 0 ,1 8 6 ,1 9 2 , 200, 213-214, 222, 228, 230, 232, 246, 250, 261, 314 Bir D inozor G ibi D üşün (Relley); 344 Birbaum er, N iels; 106
362
DİZİN
Bohr, Niels; xvii, 41-42, 59, 64, 71, 276, 330 Boltzm ann, Ludw ig; 294-296, 299, 333 Bose Einstein yoğuşuğu; 72 boya lazerleri; 46 Bradley, A ston; 71-72 BrainG ate; 107-108 Brenner, Sydney; 136, 350 Brooks, Rodney; xxii, 131, 349 Brow n, Dan; xxii, 107, 201, 254 Brow nlee, D onald; 1 5 3 ,1 5 4 , 361 Bruno, G iordano; 143 Bryan, W illiam Jennings; 317 B uckyball; 34 Bussard, R obert W .; 179-180 Büyük Çöküş; 270, 277 Büyük D onm a; 280, 301, 325 Büyük H ad ron Çarpıştırıcısı; 226, 266, 333 Büyük Patlam a G özlem cisi; 324, 334 Büyük Şapırtı; 270, 323, 325 C. elegans; 132; Cabra testi; 54 Capek, Rarel; 118 Casim ir, H endrik; 231-232, 252 Çatala, Claude; 156 CERN ; 201, 203, 226 Christopher, M ilbourne; 82 Christus H ypercubius (Dali); 261 Clarke, A rthur C.; 3 ,1 3 9 ,1 4 2 , 1 8 8 ,1 9 2 Cocconi, Giuseppe; 147 CO G; 131 Com te, A uguste; 318 Corot uydusu; 156 Cosm os; xxiii, 178, 360 Cours de Philosophie (Comte); 318 Cox, John; 293 Cum m ings, E. E.; 257 CYC; 128
çoğul dünyalar; 254-255, 274-276, 354 çoklu evren; 258, 267-268, 270, 277, 279-280 D aedalus Projesi; 184-185 dalga denklem i; 42, 210 D ali, Salvador; 261 D am asio, A ntonio; 135, 350 D avy, H um phrey; 4 D eep Blue; 126 D efense A dvanced R esearch Projects; 2 4 ,1 2 9 dekoherans; 274, 354 D eutsch, D avid; 76, 345 devridaim m akineleri; xiv, 287-288, 290, 293, 296, 298, 317, 354 diam ıknatıslar; 16 D ickens, Charles; 245 din; 1 4 3 ,1 6 5 , 306 dinozorlar; xii, 175 D irac, Paul; xxii-xxiii, 96, 209, 267, 336, 360, 361 D isintegration M achine (Doyle); 61 D onoghue, John; 1 0 7 ,1 0 8 D oyle, Sir A rthur Conan; 347 dört boyut, dördüncü boyut; 37, 260-261 dört kuvvet; 7 D rake, Frank; 1 4 6 -1 4 7 ,1 5 0 D ucham ps, M arcel; 261 duygusal robotlar; 133 dünya dışı yaşam ; 1 4 4 ,1 7 2 D ünyalar Savaşı (W ells); 4 0 ,1 4 3 D w yer, Larry; 14, 253 D yson, Freem an; xxiii, 183-184, 191-192, 270, 317, 329, 335, 360 Eddington, Arthur; 235, 297, 330 Edison, Thom as; 4, 300 Edw ards, M ichael; 102 Eflatun; 19, 341 E instein m ercekleri; 230, 231
DİZİN
Einstein-Rosen Köprüsü; 235 Einstein, A lbert; ix-xi, 67, 210, 222-223, 296, 360 eksiklik kuram ı; 122, 335-336 elektrik; 4 -1 0 ,1 3 , 21, 29, 33, 43-45, 49, 51-52, 85, 1 0 6 ,1 1 6 , 135, 138-139,145, 1 4 9 ,1 7 0 , 177, 1 8 1 ,1 8 4 ,1 8 9 ,1 9 2 ,1 9 7 ,1 9 9 , 204, 209, 300, 355-356 elektrom anyetizm a; 6-8 elektron; xi, 10, 34, 41-43, 63-64, 66-68, 92, 1 8 0 ,1 8 5 , 207, 210-211, 226, 231, 239, 241-242, 277, 283, 287-288, 309-311 entropi; 294, 296, 355 EPR deneyi; 67, 69, 226 Everett, H ugh; 274, 275 evren, evrenler ix, xiii, 171, 201, 203, 209, 211, 213-217, 235-236, 240, 251, 254-255, 257-259, 261, 266-271, 274-284, 307, 314-315, 325-328, 338, 352-354 Experim ental R eactor (ITER); 51 extrasensory perception (ESP); 82 FAB (G ershenfeld); 113 Fahri, Edw ard; 282-283 Faraday, M ichael; 4-7, 20, 21, 63, 192 Feynm an, Richard; 32-33, 214-215, 271-272, 309-312, 332 fisyon; 52, 5 5 ,1 7 7 ,1 8 1 -1 8 2 ,1 8 5 186 fizik, fizikçiler; çok sayıda Flash G ordon; ix, xi, 20, 209 Fly; 61 fotoelektrik etki; 41 fotolitografi; 27, 31 fotonik kristaller; 29 fotonlar; 41, 43-44, 70 füzyon; 44, 4 8 -5 2 ,1 7 2 ,1 7 9 -1 8 1 , 186, 200
363
G am gee, John; 292 gam a ışınları; xi, 21, 39, 56-58, 207, 211 G ates, Bill; 129-130, 350 G auss, Karl; 15, 260, 355 gaz; 9-10, 43-45, 47, 51-52, 71, 1 4 4 -1 4 5 ,1 5 5 -1 5 6 ,1 6 8 ,1 7 7 , 235, 241, 295 gazlar; 9, 2 8 ,1 8 1 , 292, 295 G eleceğe D önüş; 1 2 ,1 4 , 245, 254 G eller, Uri; 101-102, 348 şişen evren kuram ı; 281-282, 314 G ershenfeld, N eil; 1 1 2 ,1 1 3 gezegenler; xxiii, 18, 6 6 ,1 4 3 , 1 5 4 -1 5 7 ,1 6 4 ,1 7 7 -1 7 8 , 206, 230, 257, 275 G ilchrist, Brian; 199, 200 Goddard, Robert; xv Goldfinger; 40 Gott, Richard; xxii, 250-252, 353, 360 G ödel, Kurt; 119, 251, 278 G ökyüzü H akkm da (A risto); 259 görelilik kuram ı; 225, 246-247, 260, 262, 264 G örünm ez A dam (W ells); 18, 37 görünm ezlik; ix, 18-0, 22-24, 2 6 -3 2 ,3 5 , 37, 341 G uth, A lan; xxii, 274, 277, 281-283 güneş yelkenleri; 178 H alat Yarışm ası; 189 H aldane, J. B. S.; 287 H arika Randi; 348 H arry Potter; 18, 20, 22, 26, 31-32 H aw king, Stephen; xvi, 107, 209, 211, 243, 247-249, 255, 264, 277, 329, 335, 337, 353, 356, 360 hayalet teknolojisi; 23 H aynes, John; 91
364
DİZİN
Hayvanın Numarası (Heinlein); 261 hayvanlar; 78, 80,127,137,141, 152-153,162,195, 254, 351 Heinlein, Robert; 186,188, 261 Heisenberg, Werner; xvii, 42, 62, 65,122,138, 330, 331, 343-344 Henderson, Linda Dalrymple; 260, 353 her şeyin kuramı; x, xix, 137, 256, 265, 267, 328-329, 331, 335, 337-338 Herschcovitch, Ady; 10 hidrojen bombaları; 49,185 Higgs bozonlari; 264, 315 Hilbert, David; 299,319,356 hindular; 258 hiper uzay; 66, 221, 258-259, 261 Hofstadter, Douglas; 126 hologramlar; 35-36 Honey, I Shrunk the Kids; 162 Howe, Steven; 205, 352 Hubble Uzay Teleskopu; xiv, 231 Hubble, Edwin; x, 327 Ben, Robot; 116 II. Dünya Savaşı; xv, 40,120, 274, 303, 342 ILC; 239, 240 Independence Day; 142 International Thermonuclear; 51 ışık; xii, 6, 21-22, 25-26, 28-30, 32, 35-36, 38-41, 43-47, 55, 58, 63, 67-74,119,144,147-148,154, 157,166,168,176,179-181, 183-185,191,193,197-199, 213, 221-227, 229-230, 233, 238, 242, 246, 252, 262, 269, 298, 308, 312, 322-323, 338, 342, 346, 353 Işın Gücü Yarışması; 189 ışın silahları; 40 ışın tabancaları; ix, 39, 46, 48, 58
İTER; 12, 51-52,180, 241, 303 iyon motorları; 176-177,185, 200 Jackson, Gerald; 208 Janus Denklemi; 243, 353 Jones, David; xxiii, 90 Jüpiter; 123,150-151,154-156, 237, 305, 353 Just, Marcel A.; 91 kaldırma; 12,14 Kaluza, Theodor; 261 kapalı zaman benzeri eğriler; 250 kara delikler; xiv, 58,175, 233, 235-236, 260, 333 karanlık enerji; 301-302 karanlık madde; 231, 269, 334 karbon; 11-12,16, 22, 34, 45,140, 145-146,18-189, 298, 350 Kardashev, Nikolai; 163-164 Kasparov, Garry; 126, 349 katı hal lazeri; 49 Kawakami, Naoki; 35 Kelly, John Ernst Worrell; 292 Kelvin, Lord; x-iii, xv, 38 Kepler uydusu; 157 Kepler, Johannes; 142,178 Kerr, Roy; 236 kimyasal lazerler; 45 King, Stephen; 101,161, 344 kişisel fabrikatör; 112 Kolb, Rocky; 321, 356 Kopenhag; 71, 273, 276 Kopernik; 143 kozmik sicimler; 251-252 kristaller; 29, 45 kuantum kuramı; 66-68,122, 210, 254-255, 264-265, 268, 271, 276, 311, 324 kuvvet alanları; ix, 3-7,16,21 kütleçekim dalgaları; 356 Lady Wonder; 82-83 Langleben, Daniel; 88-89 Laser Interferometer; 322
DİZİN
Laser Interferom eter Space A ntenna; 322 L aw son kriterleri; 49 lazerler; 7, 36 , 42, 44-46, 7 3 ,1 4 9 , 1 7 9 ,1 9 0 , 342 Lee, T. D .; xxii, 214-215, 284 Lenat, D ouglas; 128, 350 Leonardo da V inci; 118, 291 Levy, W alter; 83 Lew is, C. S.; 257, 346 LISA; xxii, 288, 322-324, 334 Linde, A ndrei; 281, 283 M acbeth (Shakespeare); 304 m agnetic levitation; 12, 86 m agnetic resonance im aging (M RI); 86 m agnetoplasm a rocket (VASIM R); 177 m anyetik kaldırm a; 12 m aserler; 42 M avi Kitap Projesi; 167 M axw ell, Jam es Clerk; 8, 20, 21-23, 40-41, 63, 8 5 ,1 0 5 ,1 1 9 , 224, 262, 295, 308, 338 M eissner etkisi; 1 5 ,1 6 ,1 1 0 M elekler ve Şeytanlar (Brown);
201 M erdivenden İnen Çıplak; 261 M ars; 344, 355 m erkezkaç kuvveti; 1 8 7 ,1 9 4 m etam alzem eler; 23-24, 26-27, 3132 m eteorlar; 1 5 1 ,1 6 8 ,1 7 5 M etropolis; 118 M ichell, John; 332 M ichelson, A lbert A .; 318 m ikrodalga ışınım ı; 26 m ikrodalgalar; 24, 26 M iller, Stanley; 145 M iller, W illiam ; 306 M insky, M arvin; xxii, 132, 13 6 -1 3 7 ,1 4 0 , 350 M itchell, Edw ard Page; 60
365
M itchell, Tom ; 91 m onopoller; 170-171 M oore yasası; 2 7 ,1 3 8 M oravec, H ans; xxii, 133-134, 140-141, 350-351 M orrison, Philip; 147 M yhrvold, N athan; 342 N agle, M athew ; 107-108 nanoteknoloji; 29, 3 2 -3 3 ,4 7 ,1 9 7 N A SA ; xxiii, 1 3 1 ,1 4 8 ,1 5 7 , 1 7 6 -1 7 7 ,1 8 1 ,1 8 3 -1 8 4 , 188-189, 1 91-192,198-200, 205, 208, 231, 322, 352 N ational Ignition Facility (NIF); 50 N aziler; 40, 342 negatif enerji; 211, 229-232, 252 negatif m adde; 230-231, 237, 313 N ew ton, Isaac; xiii, 2 0 ,1 5 8 , 212,
222 N ordley, G erald; 198, 352 N ostradam us; 303, 304 nötrino; 202, 321, 333, 334 nötron yıldızları; 324 N STA R iyon iticisi; 177 nükleer darbeli roketler; 183 olanaksız, olanaksızlık; ix-xix, 3-4, 7 ,1 0 ,1 7 -1 8 , 22-23, 26, 28, 33, 37, 39-40, 48, 58, 65-66, 73, 77-78, 90, 9 8 ,1 0 9 , 1 1 4 ,1 1 7 ,1 2 0 -1 2 2 ,1 3 3 ,1 4 1 , 1 4 4 ,1 5 1 ,1 7 2 ,1 7 4 ,1 7 9 -1 8 0 , 182, 187-188, 209, 214, 216-217, 231, 242, 247, 249, 256, 259, 277, 280, 284, 288, 295-296, 302, 305, 308, 316-320, 325, 328-329, 333, 338 olay ufku; 234, 238, 255 O nnes, Heike; 13 O ppenheim er, J. Robert; 53, 235, 236, 263
366
DİZİN
optik kam uflaj; 35, 36 O rd-H um e, Arthur; 291 O rion; 1 7 6 ,183-185 O zm a Projesi; 148 ölçek yasası; 1 6 1 ,1 6 3 Ö lüm Y ıldızı; 38-39, 44, 48, 50, 52-53, 55-56, 58 ölüm süzlük; 141, 351 önsezi; 135, 303, 304, 307, 316-317 paralel evrenler; ix, xiii, 257-258, 261, 269, 353 param ıknatıslar; 16 parçacık hızlandırıcı; xi, 206, 239 Pauli, W olfgang; 330-331, 333 Penfield, W ilder; 95 Penrose, Roger; 1 1 7 ,1 2 2 , 349 Perez, Gil; 342-343 Pfurtscheller, Gert; 94 Phoenix; 148 Pickover, Clifford; 160, 353, 356, 361 Planck; 240, 242, 252, 280, 342-343, 357 Planck enerjisi; 239, 279 Planck, M ax; 41, 71, 91, 99 plazm a; 9 -1 1 ,1 6 , 4 7 ,1 7 6 -1 7 8 ,1 8 6 , 195, 241 plazm a pencereler; 9 plazm alar; 9, 47 Plüton; 1 8 3 ,1 8 7 , 208, 224 positron-em ission tom ography (PET) pozitron yayım lı tom o grafi; 86 psikokinez; 9 8 -106,114, 348 R.U.R. (Capek); 118 raylı top; 192-193 Rees, Sir M artin; xxii, 221, 228, 249, 270, 352, 361 Requicha, A ristides; 113-114, 349 Rhine, Josep h Banks; 8 1 -8 3 ,1 0 3 , 307, 346, 347 R idgw ay, G ary; 88 Riem ann, G eorg Bernhard; 260
robotlar; 114-118,121-127, 1 3 0 -1 3 1 ,1 3 3 -1 3 5 ,1 3 7 -1 4 0 , 349, 351 Rom alis, M ichael; 92 Rover, Project; 181 Russell, Bertrand; 84, 174, 306, 352 Sagan, Carl; x, xix, xxiii, 1 4 7 ,1 5 3 , 1 7 4 ,1 7 9 , 361 Sakharov, A ndrei; 206, 208 sapan etkisi; 191 Savukov, Igor; 92 scanning probe m icroscope (SPM ); 114 Schm eidler, G ertrude; 103 Schrödinger, Erw in; 42, 62, 330 Schw arzschild, Karl; 234, 236 Searle, John; 1 1 7 ,1 2 1 SETI; xxiii, 1 4 7 -1 5 0 ,1 5 8 ,1 7 2 , 351 Shakespeare, W illiam ; 81, 99-100, 304 Shaw , Steve; 102-103 Shiva lazeri; 50 sicim kuram ı; xiii, 263, 265, 267-268, 328-329, 331-334, 357 sim etriler; 298-299 sinir ağı; 9 7 ,1 3 1 -1 3 2 sinir ağları; 9 1 ,1 3 0 -1 3 2 Sm ith, G erald; 26, 204-206 soğuk savaş; 5 6 ,1 5 8 solucan delikleri; xviii, 228, 233-234, 236-238, 242, 252, 300, 325 Som nium (Kepler); 1 4 2 ,1 7 8 Soukoulis, Costas; 28 sparçacıklar; 266 Spruill, G.; 243, 353 Standard M odel; 263, 264, 267, 338 su; 6 ,1 6 , 22, 9 2 ,1 2 7 ,1 3 9 ,1 4 5 ,1 4 7 , 1 5 0 ,1 6 2 , 305 süper iletkenler; 12-16 Süperm en; 14, 258
DİZİN
Szilard, Leo; xvi taram alı tünellem e m ikroskobu; 3 3 -3 4 ,1 1 4 Taylor, Ted; xxiii, 183-184 Tegm ark, M ax; 268, 328, 353, 356 telepati; xviii, 78, 8-83, 85-86, 97, 345-347 Teller, Edw ard; 30, 35, 5 3 -5 4 ,1 0 8 , 189 Term inator; 254 term odinam ik; xiv, 293, 300 Terrestrial Planet Finder; 156-157 ters kare yasası; 266 ters pariteli; 214-216 Tesla, N ikola; 300 The G ods Them selves (Asim ov); 359 The Jau nt (Ring); 344 The Tem pest (Shakespeare); 100 Think Like a D inosaur (Relley); 344 Thorne, Rip; 236-237, 250, 267, 324-325, 360-361 Tsiolkovsky, R onstantin E.; 173, 187 Turing m akinesi; 119 Turing, Alan; 119 Tw ain, M ark; 18, 201, 245, 346 U FO lar ;1 4 2 ,166, 351 U luslararası U zay İstasyonu; 51, 176 U rey, Flarold; 145 uygarlıklar; xix, 1 4 7 ,1 6 4 -1 6 5 ,1 7 2 , 284, 289 U zaklıklar (Batlam yus); 259, 266 uzay asansörleri; 186 U zay m ekiği; 1 7 6 ,1 8 8 , 207 U zay Y olu; xvii, 3, 9 -1 0 ,1 4 ,1 8 , 26, 39, 43, 59, 61-62, 91, 1 0 0 -101,105, 110, 1 3 3 ,1 6 4 , 1 9 1 ,1 9 7 , 204, 229, 245-246, 257, 312 uzay-zam an; 22, 227, 233,
367
240-241, 252, 262, 268, 276-277, 279, 281-282, 314, 322 uzayda yolculuk; xviii, 1 0 ,1 9 4 van V ogt, A. E.; 78 V ela uydusu; 57 V enüs; 167, 208, 224, 305 V erne, Jules; x, xiii, xvii, 193 Vilenkin, A lexander; 334, 357 V isser, M atthew ; 228, 237, 352 von N eum ann; 199 W akefield; 241-242 W ard, Peter; 153-154, 352, 361 W ave O bservatory (LIGO); 322 W einberg, Steve; xxi, 275, 332, 338, 361 W ells, H. G .; xvi, 20, 37, 40, 1 0 0 ,1 4 3 , 243, 245, 261, 269, 361 W heeler, John; 78, 275, 277, 309-310, 320 W igner, Eugene; 274 W ilczek, Frank; xxi, 274, 354 W M A P uydusu; 301 yalan m akinesi; 87-88, 90 Yang, C. N.; 214-215, 264 yapay zekâ; xxii, 1 1 7 ,1 1 9 ,1 2 1 , 1 2 3 ,1 2 5 ,1 3 1 ,1 3 3 ,1 3 7 , 139-140, 349 Y asak Gezegen; 100-101 Yıldız Savaşları; 36, 38-39, 47-48, 50, 54-55, 5 8 ,1 0 1 ,1 0 5 ,1 6 4 , 1 8 2 ,1 9 2 , 229 Y irm inci Y üzyılda Paris (Verne); xiii Y üzüklerin Efendisi; 18, 20 zam an; çok sayıda Z am an M akinesi (W ells) 245-247, 249-252, 256 zam anda yolculuk xiii, 243-244, 255, 353
Işınlam a, zam an m akineleri, kuvvet alanları, yıldızlararası uzay gemileri; bunlar yalnızca bilim kurgunun alanları m ı yoksa geleceğin kullanılabilir teknolojileri m i? Uzay Yolu, Yıldız Savaşları, Geleceğe Dönüş gibi film lerin fantastik dünyaları ünlü fizikçi Michio Kaku tarafından bilim sel ve şaşırtıcı bir bakış açısı ile yeniden ele alınıyor ve günüm üzden bir bakışla evrenin fizik yasalarının yakın ya da uzak bir gelecekte bize neler sunacağı tartışılıyor. Olanaksızın Fiziği bizi insan dehasının ve bilim sel olanın sınırlarına bir yolculuğa çıkarıyor.
Kaku bu kitabında, geleceğe ilişkin bazı tahm inlerin olanaklı olanın sınırları ötesinde ebediyen kalm ak zorunda olacağını, bazılarının da nihayetinde gerçekleştirilebileceğini nedenleriyle açıklam ayı am açlıyor. Bu tür sorular genellikle bilim kurgunun alanıdır ve bilim burada susm ayı tercih eder. K aku 'nu n bu kitabı, buradaki boşluğa el a tıy o r... - The Economist Bilim ve bilim kurgu arasındaki arayüzün şaşırtıcı bir keşfi; m ükem m el bir araştırm a; canlı, m üthiş keyif verici bir a n la tım ... - Fritijof Capra, "Tao'nun Fiziği" ve "Leonardo'nun Bilimi" adlı kitapların yazarı Bu olanaklı olanaksızlıkları ancak birkaç güçlü fizikçi bu kad ar iyi genişletebilir ve anlatabilirdi. Kaku bunu başardığı için tebrik edilm eyi hak ed iy o r... - Los Angeles Times
odtuyayincilik.com.tr
