Yapay Yer Çekimi Nedir ve Nasıl Çalışır?

Yapay yerçekimine sahip konsept tasarım. (copyright:SPL)

Uzay ve uzay yolculuğuna olan ilgi çekilen filmlerin de etkisiyle artmakta, ve bu durum da bu gibi filmlerde görülen konseptlerin ne kadar uygulanabilir olduğu sorusunun sık sık sorulmasına neden oluyor. Bu yazıda Interstellar filminde de konu edilen yapay yer çekimli uzay araçlarının ne kadar mantıklı olduğuna bir göz atalım. 

Uzay yolculuklarında yer çekimi etkisi olmadığı için bu tür seyahatlere çıkacak olan insanların uzun dönemde kemik erimesi ve kas kütlesi kaybı gibi sorunlarla karşılaşması da kaçınılmaz oluyor. Bu etkilerin giderilmesi ya da en azından azaltılması için uluslar arası uzay istasyonundaki (ISS) mürettebat belli aralıklarla egzersiz yapmaktadır. Ancak bu egzersizler gene de tam olarak bir çare değildir. 

Koşu bandında egzersiz yapan astronot

Eğer uzun süre yer çekimi olmayan bir ortamda yaşamak zorunda kalacaksanız yapay yer çekimi oluşturmanın bir yolunu ararsınız. Pek çok filmde bu durumun çözümü için nasıl çalıştığı belli olmayan yapay yer çekimi cihazları jokeri kullanılır. Gerçekte ise yapay yer çekimi oluşturmak zahmetli bir iştir, ancak gene de birkaç yolu vardır.

Uçuk Fikirler

Bunlardan biri doğrusal ivmelenme ile yapay yer çekimidir. Araç sürekli hız kazanarak içindeki objeler üzerinde gidiş yününün tersine bir güç uygular. Aniden hızlanan bir arabanın içinde hissettiğiniz olaydır. Sadece bu olayın sürekli olduğunu düşünün. Ancak bir aracın hızlanabileceği maksimum bir limit olduğundan ve yörüngesel mekanik gereği böyle bir aracın kullanım alanı uzun yıldızlar arası seyahatin belli aralıkları ile kısıtlanmaktadır.

Bir diğer önerilen yöntem Maddenin diyamanyetik ya da paramanyetik özelliğinden yararlanarak yapay yer çekimi oluşturmaktır. Diyamanyetik maddeler çok güçlü manyetik alanlar tarafından itilir, paramanyetik maddeler ise çekilirler. Normal manyetizma ile farkarı (ferromanyetizma) oluşan kinetik etkinin küçüklüğüdür. Yani bir demir parçası ile mıknatıs arasındaki ilişki yanında yok denecek kadar azdır. Bu sebeple bu şekilde çakışacak bir uzay aracının çok güçlü mıknatıslar bulundurması gerekir.

Pek olası görünmeyen bir diğer yöntem ise kütleçekimsel elektromanyetizma ile işleyen yapay yer çekimidir. Einstein'ın kütleçekim formülleri ile Maxwell'in alan eşitliği formülleri arasındaki benzerliklerden faydalanarak bir kinetik etki yaratma fikrine dayanır. Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) bu alandaki araştırmaları sürmektedir.

Başka en azından yakın zamanda olası görünmeyen hipotez ise Higgs alanını maniple ederek yapay yer çekimi oluşturmaktır. Ancak bunu gerçekleştirebilmek için daha çok araştırma yapılması gerekmektedir.

Dönen Habitüasyon Modüleri

Bu fikrin şu ana kadar gerçekleşmemiş olmasının en büyük sebebi mali yetersizliklerdir. NASA'nın bu alanda bazı çalışmaları olmuştur, ancak uluslararası uzay istasyonundaki çalışmaların hepsinin sıfır yerçekimi araştırması olması yüzünden hepsi rafa kaldırılmıştır. 

Bu durum gene de bilim kurguda benzer tasarımların kullanılmasına engel olmamıştır. Bunların en güzel örneklerinden biri 2001: A Space Odyssey adlı Hal isimli yapay zekası ile ünlü filmde görülmüştür. 

"2001: A Space Oddessey" adlı filmdeki uzay istasyonu "Space station V" 

Yine yapay yer çekimi ile işleyen bir aracın olduğu diğer bir film ise Interstellar filminde adı geçen Endurance adlı uzay aracıdır. Farkı bir uzy istasyonu olmamasıdır, Satürn'ün yörüngesindeki bir solucan deliğinden geçerek başka bir galaksiye gider.

"Interstellar" filmindeki "Endurance" uzay aracı

Şimdi bu araçların nasıl olup ta çalıştığına bir göz atalım.

Merkezkaç Kuvveti

Bir cismin bir merkez etrafında ona bağlı bir şekilde  dönmesi ile cisim üzerinde oluşan etkiye verilen addır. Cismin eylemsizliğinden dolayı kaynaklanır. Bir cisim üzerindeki merkezkaç kuvveti F_mk=m.V²/r formülü ile hesaplanır. Burada m kütle, V cismin hızı ve r de cisim ile etrafında döndüğü merkez arasındaki uzaklıktır.  Küçükken ipe bağladıktan sonra elinize alıp hızlıca kendi etrafınızda çevirdiğiniz nesnelerde görülen olaydır. Eğlence parklarında gördüğünüz bazı oyuncaklar da aynı prensiple çalışır.

Peki ama nasıl çalışacak?

Uzayda bir cismin kendi etrafında kontrollü bir şekilde dönmesini sağlamak zor olabilir. Eğer ağırlıkta ufak bir dengesizlik bile olsa araç yalpalamaya başlayacaktır. İçine tuğla atılan çamaşır makinesini düşünün. Bu durumu düzeltmek için çok hassas dengeleyici ayarlanabilir ağırlıklar gerekecektir. Bu sağlanmadığı durumda tehlikeli durumlar oluşur. 

Endurance dönüş mekanizması

Kendi etrafında dönüşü nasıl sağladığınız da önemli bir konudur. İlk akla gelen şey bunu küçük iticilere sağlamak olabilir. İlk ateşlemeden sonra dönüş devam eder, ancak aracın bağlı olduğu bir merkezi varsa sürtünmeden dolayı yavaşlama olabilir. Bu da dönüşü sağlamak için daha fazla yakıt gerektirir. Yine dönüşü sağlamak için elektrik motorları da kullanılabilir. Bu durumda ise bağlantı noktalarındaki aşınma yüzünden düzenli bakım gerekecektir.

Bahsedilmesi gereken başka bir durum da içinde yaşayacakların hissedeceği etkilerdir. Dönme etkisinin kişi üzerinde etki yaratmaması için merkezden olan uzaklığın çok fazla olması gerekmektedir. Bu yüzden aracın çapının 60 metreden büyük olması gerekmektedir. Bu durumda bile "Space Station V" gibi dairesel değil de "Endurance" gibi düzgün onikigen bir şekil sorun oluşturabilir. Uzandığınızda merkeze göre başınızın ve ayaklarınızın ayrı etkiye maruz kalması yüzünden ufak bir iki uçtan çekiliyormuşçasına bir etki yaşamak ta mümkündür.

Resme tıklayarak büyütebilirsiniz

Resimde görülen birinci şekilde düz bir platform üzerinde duran bir insan görülmektedir. Platformun ortasında durduğu için herhangi ters kuvvet tarafından eklenmemektedir. 

İkinci figür ise düz bir platform üzerinde merkeze açı yapacak şekilde kenarda durmaktadır. Durduğu noktada yokuş aşağı yürüyormuş gibi bir etki hissedecektir. 

Üç numaralı figürde ise durmakta olduğu zemin oval olduğu için hareket ettiğinde bir gariplik hissetmeyecektir. 

Dört numaralı yatmakta olan figür ise ayakları ve kafasına uygulanan kuvvetlerin açısı sebebi ile aşağıdan ve yukarıdan çekiliyormuş gibi hissedecektir. Aracın dönüş eksenine dik bir şekilde (yanlamasına) yatıldığında etki eden kuvvetler azalacaktır.

Bu dibi etkiler aracın büyüklüğü artıkça azalır, yine aracın büyüklüğü azaldıkça artar. Bu gibi etkilere çok uzun süreler boyunca maruz kalındığında ne gibi yan etkiler görülebileceği bilinmemektedir.

Mars'a ve ötesine er geç gitmesi gereken türümüzün önünde keşfedilmesi gereken daha çok teknoloji bulunmaktadır. Tüm gereken biraz merak ve cesarettir. Yapay yer çekimi teknolojisi de yukarıda bahsedilen yöntemlerden biri olsun olmasın bu yolda gerekli ve önemli bir adımlardan biridir.

C. Caner Telimenli

Kaynakça:

BBC

http://www.bbc.com/future/story/20130121-worth-the-weight 

Intelstellar Wikia

http://interstellarfilm.wikia.com/wiki/Endurance

Wikipedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_Probe_B

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetism

http://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_gravity

http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_force

SPACE.com

http://www.space.com/19290-private-inflatable-space-station-bigelow.html

Sabun Köpüğü Evreni

Meraklı biri olarak yaşadığımız gerçekliğin ayrıntıları hakkında düşünmeyi her zaman sevmişimdir. Merak edip araştırıp daha fazlasını öğrenmek bir bakıma bana amaç olmuştur. Ancak bir konu üzerine araştırma yapmaya başladığınızda hangi konu olursa olsun bir noktadan sonra daha ileriye gidemezsiniz, çünkü bir müddet sonra o temelleri atanların sizi getirebileceği en uzak mesafeye kadar gelmiş olursunuz. 

Bu merakımı meşgul eden alanlardan birisi de evrenin oluşumudur. Evrenin oluşumu üzerine sahip olduğumuz bilgiler bize evrenin büyük patlama olayı ile oluştuğunu gösteriyor. Biraz ayrıntısına girelim.

Evren nasıl oluştu?

Büyük patlama diye bilim çevreleri tarafından tanımlanan olayı kısaca özetleyecek olursak evrenin yaklaşık 14 milyar yıl önce büyük bir patlama sonucu oluştuğunu ve dağılan enerjiden önce parçacıkların, sonra maddenin ve en son da evrenin oluştuğunu ileri sürer. Bunun kanıtı olarak ta kozmik mikrodalga arkaplan ışıması ve evrenin genişlemesi gösterilir. 

Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması evrenin her yanından yayıldığı görülen bir ışıma türüdür. Doppler etkisi sebebi ile uzaktan gelen ışık kırmızıya doğru kayar. İşte bu kırmızıya kayma oranı sebebiyle çok eski - belki evrenin kendisi kadar-  olduğu düşünülür. 

Evrenin genişlemesi olayı ise yine Doopler etkisi sayesinde gözlemlenmiştir. Bize uzak galaksilerin ışığına bakıldığında gene kırmızıya kayma olayı ile karşılaşıldı. Buradan yola çıkarak "Işığın dalga boyu inceldiğine göre galaksiler birbirinden uzaklaşıyor olmalı." sonucuna varıldı. 

Sırdan bir tanım yapmak gerekirse evrenin bir balon misali şiştiği ve galaksilerin bu yüzden birbirinden uzaklaştığı yorumu yapıldı.

Genişleyen evren ve balon betimlemesi

Ancak gene de yapılan tüm gözlemlere rağmen evrenin merkezi, büyük patlamanın olduğu yer gözlemlenemedi. Ayrıca uzay-zaman düzleminin bir balonun yüzeyi gibi eğri olmaması açıklama gerektirmesi sebebiyle birçok tezin ortaya atılmasına sebep oldu. 

Uzay-Zaman düzleminin şekli

Dairesel yörüngede bir uydu

Uzay-Zaman düzleminin eğriliği cisimlerin yörünge enerjileri gibidir. Daire şeklindeki bir yörüngenin negatif net toplam enerjisi vardır. Eğer evren de küresel bir yapıya sahip olsaydı negatif net toplam enerjisi olurdu. Yani uzay-zaman küresel değil.

Eğer evren Hiperbolik yörüngedeki bir cisim gibi olsaydı o zaman da pozitif net toplam enerjisi olması gerekirdi. Ama bu da söz konusu değil.

Hiperbolik rotada bir uydu

Ama eğer bu bir parabolik bir yörünge olsaydı toplam net enerjisi sıfır olurdu, evrenimiz gibi. Bir nesnenin izdüşümünün parabolik olması için ise nesnenin kendisinin düz olması gerekirdi.

Mesele hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyenler Neil deGrasse Tyson'ın konu hakkındaki videosunu izleyebilirler.

Peki ama nasıl?

Peki bu durumda evren nasıl işliyor? Buna benim cevabım "sabun köpüğü gibi" olur.

Evrenin olası şekli. Şeklin merkezi
büyük patlamanın merkezidir.

Evrenin merkezini bulamıyor olmamızın sebebi evrenin merkezinin bizimle aynı boyutta olmayışıdır. Büyük patlama olayı bizim evrenimizin dışında gerçekleşmiştir, Bizim evrenimiz bu patlamanın dışarı doğru ittiği bir zarın üzerinde -aynı köpüğe  üflediğinizde oluşan yukarıda kendi içinde kaplı baloncuklar gibi- varlığını sürdürmektedir.

 Bizim evrenimiz dört boyuttan oluşmaktadır. Bunların üçü uzayın elemanı olan en, boy, yükseklik biri ise zamandır. Bize komşu olan evrenler bunları paylaşabileceği gibi paylaşmıyor da olabilirler. Bu durumda yandaki şekildeki gibi geometriler ortaya çıkabilir. Yani misal olarak bizim evrenimiz bu nesne üzerindeki bir kareden ibaret olabilir.

Yer çekimi bizim boyutumuzun temel bir birleşimi olmadığından etkisi azdır. Ayrıca büyük patlama sonrası oluşan tekillik evrenimizi etkileyerek maddelerin ışık hızına ulaşmasını engeller. Bu durum bir kara delik ile ona yaklaşan bir nesnenin durumuna benzerdir.

Bir kara deliğe yaklaştığınızda, dışarıdan bakan bir gözlemci için kara deliğe yaklaşan bir cismin ışığı tekilliğin uzat-zamanda oluşturduğu eğim yüzünden daha uzun aralıklarla gözlemciye ulaşır. Aynı şekilde bir cisim ışık hızına yaklaştığında görelik gelen ışığın daha uzun aralıklara gözlemciye ulaşmasına sebep olur. Işığın bu durumu bizim evrenimizin dışındaki başka bir tekilliğin var olabileceği anlamına gelir. (Bknz: İlgili soru)

Bu durum aynı zamanda karanlık madde ve enerjinin neden bu kadar bulunması zor olduğunu da açıklayabilir. Eğer karanlık enerji evrenin oluşumunun bize o büyük patlamanın oluştuğu ilk boyuttan yansıyan bir yan etkisi ise durum netlik kazanır.


Evrenin oluşumu ve uzay-zaman düzleminin şekli üzerine belirtilenler gerçeklere dayanır. Ancak son başlık altında belirttiklerim evrenin oluşumu hakkındaki kendi tezimdir, şu an için matematiksel hiçbir ispatı yapılmadığı gibi somut kanıtı da yoktur. Bu yüzden değerlendirmelerin bu çerçevede yapılması gerekir.


C. Caner Telimenli




Kaynakça;

 Konu ile ilgili Wikipedia sayfaları, metin içerisinde verilmiştir. 

 Neil deGrasse Tyson'ın online dersleri Youtube'tan alıntıdır.

Farklı Dalgaboyları Aralığında Evren

Evreni farklı frekanslarda görmenize olanak sağlayan küçük bir uygulama. Tek yapmanız gereken yandaki kaydırma aracı ile dalgaboyunu değiştirmek. Ayrıca bir miktar yaklaşmak ta mümkün.

Chromoscope

(Yönlendirme için resme tıklayınız)

Sonun Başlangıcı Belgeseli Üzerine bir Değerlendirme

Böyle bir şeyin olma olasılığını gözardı edersek aşağıdaki gibi sorunlar yine de engel teşkil edecektir;

Sorun 1:
 İnsanlığın kaderini ve tek şansını milyonlarca kilometre öteden yapılmış tahminlere dayanarak rastgele bir sisteme gönderme fikri KESİNLİKLE kabul edilemez. Düşünün, gideceğiniz yerde üstüne inebileceğiniz bir gezegen olup olmadığını bilmiyorsunuz! Ne kadar güçlü bir teleskop olursa olsun size orası hakkında her şeyi söylemeyecektir. Bu şekilde şansına güvenerek yola çıkmayı düşünüyorsanız oturup nötron yıldızını beklemek daha iyi bir fikirdir. Yok eğer hayatta kalacaksanız ve güneş sisteminde bir yere kaçamayacağımız da kesin ise Gliese 581 gibi dünya benzeri gezegeni olabilecek sistemlere araçlar gönderip keşif yapmamız gerekecek. Bu gibi sistemlerin ortalama 20 ışıkyılı uzaklıkta olduğunu var sayarak yapacağımız keşif araçlarının yapım aşaması hariç gidişi ve bize sinyal göndermesi en az 40 küsür sene sürer. Sonuçta oraya kadar gidip hiçbir şey bulamamak var ve bu yüzden birkaç araç yapıp farklı sistemlere göndermek gerekecek. Aynı anda birkaç keşif aracı artı yıldız gemisi inşası aynı anda nasıl yapılacak?

Sorun 2:
 Bu gemileri yaptığınızı var sayalım. Peki bu gemileri nasıl uzaya taşıyacaksınız? Gezegende yapıp uzaya taşımak bu gemileri uzayda yapmak kadar pahalı olacaktır. Hele hele dünya yok oluşun eşiğindeyken birçok ülke ve ekonomi çökerken parçaları yörüngeye taşıyacak roketlerin yakıtı da dahil herhangi bir kaynağın bu büyüklükte bir proje için hala ulaşılabilir olacağını düşünmek en hafif ifadeyle ÇOCUKÇA düşünmek olur.Tek olası çözüm gelişmiş bir uzay madenciliği sistemiyle tüm ihtiyaçları uzayda karşılayıp üretimi uzayda yapmak olacaktır. Ancak uzay madenciliği sektörü oluşturmak zaman alacaktır.

 Belgeselde de anlatıldığı gibi o kadar insan içinde küçük bir grubu kurtaracak bir gemi bir çözüm değil zaman kaybı olacaktır. Çünkü bu multikatrılyonluk gemi bir ICBM ile ortadan kaldırılabilir. Bunu engellemek için hepsi olmasa bile olabildiğince fazla insanı kurtaracak projeler üretilmelidir.Bu projelerin bu yüzden bu belgeseldeki hayal gücünden yoksun sıradan çözümlerin aksine sıra dışı ve hayal gücünü zorlayan çözümler sunulması gerekmektedir. İnsanlık tarihi boyunca zor durumlarda bizi kurtaran sıra dışı düşünme kabiliyetimiz olmuştur. Bunun gibi günü kurtaracak (bu durumda bi kısım insanı) çözümler gerçek birer çözüm değildir.

 Bunlar dışında daha birçok sorun var ve bu sorunlar hakkında çok kafa yorulabilir. Ancak şunu söyleyebilirim ki dünyanın başına bunun gibi bir felaket gelecek olursa bu belgeseldekinden çok daha etraflıca düşünülmüş bir plan hazırlamamız gerekmektedir.

C. Caner Telimenli

Büküm Motoru Konsepti Üzerine Farklı bir Perspektif

 Dr. Richard Obousy'nin önerdiği gelişmiş uzay itki sistemi konsepti lokal kozmolojik sabiti değiştirerek uzay-zaman düzlemi üzerindeki bir uzay gemisinin ön tarafında daralma arka tarafında da genişleme yaratarak egzotik bir itki sistemi yaratmayı planlıyor. Bu fikir Alcubierre büküm balonu fikrine çok benzer olmakla beraber genel görelik yerine Çok boyutlu Quantum alan teorisini getirerek çok farklı bir yaklaşım sunuyor.

 Kip Thorne, Michael Morris ve Ulvi Yurtsever tarafından kaleme alınan "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition" yani "Kurt delikleri, Zaman makineleri ve Zayıf Enerji Durumu" isimli akademik çalışma fizik yasalarının rastgele seçilmiş gelişmiş bir uygarlığın yetenekleri üzerinde nasıl bir kısıtlayıcı etkisi olduğu üzerine sorular sorulması fırsatını sağlıyor. Ve Alcubierre büküm balonu oluşturmak için yenilikçi bir yöntem tavsiye ediliyor. Yazının ana fikri Quantum yer çekimi teorisinde geçen bir ya da birden daha fazla ekstra boyutun çapının değiştirilmesi ile lokal kozmolojik sabitte asimetri oluşturarak bir uzay aracının hareket ettirilmesidir.

 "Bu kadar erken bir aşamada böyle bir fikrin teorik gelişimi büküm motoru konseptinin nasıl gelişeceği hakkında tahmin yürütmeyi zorlaştırıyor. Saf bir bakış açısıyla bir insan egzotik güç jeneratörüne sahip bir aracın lokal olarak ekstra boyutları maniple edebileceğini hayal edebilir. Bu yolla gelişmiş bir uzay aracı etrafındaki uzay zamanı genişletip büzerek bir itki yaratabilir."  Dr. Richard Obousy

 Aşağıdaki videonun 12. dakikasında Dr. Richard Obousy kendi büküm motoru konseptini öneriyor. Bundan öncesinde ise yöntemin fiziğinden bahsediyor. (video İngilizcedir)



Ekstra boyutları kontrol edebilmek için casimir etkisinden faydalanılabileceği düşünülmektedir. *

Casimir Etkisi nedir?

Bundan yaklaşık 50 yıl önce fizikçi hendrik casimir, mikro-makinelerden birleşik doğa teorilerine kadar her şeyi etkileyebilen, bir vakumda (boşlukta) iki yüzey arasındaki çekme kuvveti olabileceğini önerdi.

boşlukta iki aynayı bir biriyle yüz yüze ve küçük aralıklı duruma getirirseniz ne olur? ilk reaksiyonunuz “hiçbir şey” olabilir. fakat gerçekte, her iki ayna, basit vakum sonucu birbirini karşılıklı olarak çekerler. işte bu etkiyi hollandalı teorik fizikçi hendrik casimir 1948 yılında, eindhoven’da philips araştırma laboratuvarı’nda, tüm nesnelerde colloidal çözeltiler üzerine araştırma yaparken bu fenomeni önerdi. bu colloidal çözeltiler; mikron boyutlu parçacıklar içeren bir sıvı karışımında, boya ve mayenozda olduğu gibi, viskoz materyallerdir. böyle çözeltilerin özellikleri nötral atomlar ve moleküller arasında mevcut olan, uzun erimli ve çekici wan der waals kuvvetleri tarafından belirlenir.

iki ayna arasındaki kuvvet casimir kuvveti olarak, bu fenomen ise casimir etkisi olarak bilinir. casimir etkisi yıllarca teorik merak konusu oldu. bu fenomene ilgi son yıllarda daha da arttı. deneyci fizikçiler, mikro-makinelerin çalışmalarını etkileyen casimir kuvvetini, çok duyarlı ölçüm aletleri geliştirerek, gözlediler. bu konuda temel fizik tarafından yeni atılımlar da yapıldı. bir çok teoriysen, 10 veya 11 boyutlu temel kuvvetlerin bileşik alanlar teorisinde “büyük” fazladan boyutların varlığını öngörmektedir. onlar, bu boyutların, milimetrenin altındaki uzaklıklarda, klasik newton kütle çekimini değiştirebileceğini söylüyorlar. casimir etkisinin ölçümü, çok daha sonra, böyle radikal düşünceleri test etmek için fizikçilere yardımcı olabilir.

casimir kuvveti her ne kadar tam bir karşı-sezgi gösterirse de, gerçekte iyi anlaşılır. klasik mekaniğin ilk zamanlarında vakum düşüncesi oldukça basitti. vakum, bir kabın tüm parçacıklarının (içindeki gazın) boşaltılıp sıcaklığının mutlak sıfıra indirildiği durumdur. kuantum mekaniğinin gelmesiyle vakum anlayışı tamamıyla değişti. belirli elektromanyetik alanlarda tüm alanlar (parçacıklar) titreşim yaparlar. bir başka deyişle, bir sabit etrafında aktüel değeri değişen, verilen her hangi bir moment, bir ortalama değere sahiptir. mutlak sıfırda bile, kusursuz bir vakumda bile, bir fotonun yarı enerjisine karşılık gelen ortalama enerjide, “ vakum salınımları (titreşimleri) “ olarak bilinen salınımlar mevcuttur.

bununla birlikte, vakum salınımları bir fizikçinin zihninde soyut değildir. onlar, makroskopik ölçekli deneylerde doğrudan canlandırılabilen, gözlenebilir sonuçlara sahiptirler. örneğin, uyarılmış seviyedeki bir atom uzun süre uyarılmış kalamaz, kendiliğinden foton salarak taban durumuna geri döner. bu fenomen vakum salınımlarının bir sonucudur. bir kurşun kalemi parmağınızın ucunda dik durdurmaya çalışın. eğer eliniz tamamen kararlı ise kalem orada duracak (kalacak), değilse denge bozulacaktır. fakat çok-çok zayıf bozulma (sapma), kalemi daha kararlı bir denge konumuna getirecektir. benzer olarak, vakum salınımları uyarılmış bir atomun taban durumuna inmesine sebep olur.

casimir kuvveti vakum (boşluk) salınımlarının en çok tanınmış mekanik etkisidir. iki ayna arasında bir boşluk olduğunu düşünün (şekildeki gibi). tüm elektromanyetik alanlar çok farklı frekansları içeren bir karakteristik “spektrum”a sahiptir. serbest bir vakumda tüm frekanslar eşit öneme sahiptir. fakat boşluk (oyuk) içerisinde, aynalar arasında ileri-geri yansıyan alanda, durum farklıdır. alan, boşluk içerisine, yarım dalga boyunun tam katları, tam olarak uyabiliyorsa çoğaltılır. bu dalga boyu “oyuk (boşluk) rezonansına” karşılık gelir. diğer dalga boylarında, aksine, alan zorlanır. vakum salınımları ya zorlanır ya da frekansın boşluk rezonansına karşılık gelip gelmediğine bağlı olarak yükselir.

casimir etkisinin tartışmasında önemli bir fiziksel nicelik de “alan radyasyon basıncı”dır. her alan-vakum alanı bile-enerji taşır. tüm elektromanyetik alanlar uzayda yayılırken, akan bir nehrin etrafındaki ve önündeki şeylere basınç uyguladığı gibi, yüzeylere basınç uygular. bu radyasyon basıncı ve elektromanyetik dalganın frekansı enerjinin artması ile artar. oyuk içindeki radyasyon basıncı, bir oyuk rezonans frekansında, dış kısımdakinden daha güçlüdür ve bundan dolayı aynalar bir birinden uzağa itilirler. rezonans dışında, tersine, oyuk içerisindeki radyasyon basıncı dışarıdakinden daha küçüktür ve bundan dolayı aynalar birbirine doğru çekilirler.

dengede, çekme bileşenleri itme bileşenlerinden azıcık daha güçlü etkiye sahiptir. kusursuz iki paralel düzlem ayna için, casimir kuvveti çekicidir ve bu yüzden aynalar bir birlerini çekerler. kuvvet, f; kesit alanı a ile doğu, aynalar arasındaki uzaklığın dördüncü kuvveti (üssü) d4 ile ters orantılıdır. bu geometrik niceliklerden ayrı olarak kuvvet, ışık hızı ve planck sabiti gibi temel değerlere de bağlıdır.

casimir kuvveti birkaç metre uzaklıktaki aynalar için son derece küçük olarak gözlenirken, uzaklık mikronluk düzeyde iken ölçülebilir basmaktadır. örneğin, alanı 1 cm2 ve aradaki uzaklık 1 mm olan iki ayna yaklaşık 10-7 n’luk bir casimir kuvvetine sahiptir, ki bu kuvvet çapı yarım milimetre olan bir su damlasının ağırlığı kadardır. bu kuvvet her ne kadar küçük gözükse de, bir mikrometrenin altındaki uzaklıklarda, iki nötr obje arasında en güçlü olur. gerçekten de, 10 nm (nanometre) aralıklı, tipik bir atom boyutunun yaklaşık 100 katı, casimir etkisi 1 atmosfer basınsının eşdeğeri basınç üretir.

her ne kadar günlük yaşamımızda böyle küçük uzaklıklar ile ilgilenmesek de, onlar “nano yapılı ölçekler” ve “mikro-elektromekanik sistemlerde” önemlidir. bunlar, mikro boyutlu mekanik elemanlar ve hareketli parçalarda, bir silikon örneğini küçük parçalara bölen akıllılıktadır. elektronik bileşenler bilginin ilerlemesi için cihaz üzerine bağlanır, ki o, mekanik parçaların hareketini algılar ve sürdürmesini sağlar. mikro-elektromekanik sistemlerin bilim ve teknolojide mümkün bir çok uygulama alanı vardır. örneğin, bugün bunlar otomobillerde “air-bag basınç sensörleri” olarak kullanılmaktadır.

aralarındaki uzaklık d ve yüzey alanı a olan iki plaka arasındaki casimir kuvveti f=(πhc/480)(a/d4 ) bağıntısıyla hesaplanır. burada h planck sabiti ( 6,62.10-34j.s ), c ışığın boşluktaki hızı ( 3.108 m/s ) dır. bu küçük kuvvet, 1996 yılında steven lamoreaux tarafından %5 deneysel hata ile ölçülmüştür.

fotondan başka parçacıklar da küçük bir etki ortaya çıkarır, fakat sadece foton kuvveti ölçülebilirdir. fermiyonlar itici bir etki oluştururken, fotonlar gibi tüm bosonlar, çekici casimir kuvvetini oluştururlar. eğer elektromanyetizmada süpersimetri olsaydı, o zaman fermiyonik fotonlar da var olacaktı. bu durumda fotonların itme çekme etkisi bir birini yok edecek ve casimir etkisi olmayacaktı. gerçekte casimir etkisinin varlığı gösterir ki; doğada süpersimetrinin olması bir simetri kırılmasını gerektirir.

teoriye göre; vakumda “toplam sıfır nokta enerjisi, tüm olası foton modları üzerinden toplam alındığında sonsuz olur. casimir etkisi; sonsuzlukların götürülmesinde, bir enerji farkından meydana gelir. vakum enerjisi, gravitasyonel (kütle çekim) etkileşmeden dolayı, “kuantum kütle çekim teorisinde” bir bilmecedir. kütle çekim teorisi uzay-zamanın eğriliğine sebep olan büyük bir “kozmolojik sabit” ortaya çıkarır. bu uyuşmazlığa çözüm, kuantum kütle çekim teorisinden beklenmektedir. **

Çeviri ve derleme: C. Caner Telimenli


*(nextbigfuture)
**(İTU Sözlük)

BM asteroit tehdidine karşı harekete geçti

Rusya’nın Çelyabinsk kenti üzerinde 15 Şubat tarihinde patlayan meteor, Dünya’nın atmosfer dışından gelebilecek tehditlere karşı ne kadar hazırlıksız olduğunu göstermişti. Birleşmiş Milletler (BM), Uzay’dan gelecek tehditlerin tespit edilmesi ve gereken hamlenin atılması için harekete geçti.Rusya’nın Çelyabinsk kenti üzerinde 15 Şubat tarihinde patlayan meteor, Dünya’nın atmosfer dışından gelebilecek tehditlere karşı ne kadar hazırlıksız olduğunu göstermişti. Birleşmiş Milletler (BM), Uzay’dan gelecek tehditlerin tespit edilmesi ve gereken hamlenin atılması için harekete geçti.

 BM, Dünya’yı tehdit eden asteroitlere karşı ilk önemli adımı attı. Scientific American dergisinin duyurduğu habere göre, BM bünyesinde ‘Uluslararası Asteroit Uyarı Grubu’ adında bir örgütün kurulmasına karar verildi. BM’nin Uzay’ın Barışçıl Amaçlar için Kullanılması Komitesi tarafından koordine edilecek görevi kapsamında, yeni örgütün görevi tehlike oluşturan asteroitlerin tespit edilmesi ve müdahale edilmesi olacak. Örgüte üye ülkeler de BM tarafından belirlenecek.

 Uluslararası kamuyounun geç de olsa asteroit tehdidine karşı ciddi bir plan çizmeye başlaması, uzmanlar tarafından oldukça olumlu bir gelişme olarak gösteriliyor. Çelyabinsk üzerinde patlayan meteor, 1500’den fazla insanın yaralanmasına neden olurken, binlerce bina zarar görmüş ve milyonlarca dolarlık zarar oluşmuştu.

 Büyük şans eseri yere çarpmadan parçalara ayrılan meteor, hiçbir hava savunma sistemi tarafından tespit edilememişti.Yere çarpsaydı, Çelyabinsk 30 atom bombası gücündeki bir patlamayla sarsılacaktı.

‘GEÇ KALIRSAK KOKTEYL HAZIRLAYIP İZLEYİN’

 NASA’da görev yapmış esi astronot ve asteroit tehdidine karşı çalışmalar yapan B612 Derneği’nin kurucusu Ed Lu, “Dışarıda tespit ettiğimizden 100 kat daha fazla asteroit var. New York Şehri’ni veya daha büyük alanları yok etmeye yetecek 1 milyon asteroitten söz ediyorum” dedi.

 New York’taki Amerikan Doğal Tarih Müzesi’nin 25 Ekim’de Uzay Kaşifleri Derneği (ASE) ile düzenlediği konferansta konuşan Lu, asteroitlerin sonu gelmeyen bir tehdit olduğunu belirtti. BM, geçtiğimiz hafta ASE’nin değerlendirlemelerini gözden geçirerek Genel Meclice harekete geçmesi talimatını verdi.

 B612 Derneği’nin kurucularından ABD’li eski astronot Rusty Schweickart, gereken önlemler alınmazsa bir gün çok geç kalınabileceğini belirtti. Schweickart, “Bugüne kadar hiçbir ülke asteroit tehdidine karşı sorumluluk almadı. Eğer çok geç kalırsak, tek yapabileceğiniz kendinize güzel bir koktely hazırlamak ve izlemek” dedi.

 Hükümetlerin harekete geçmesini beklemeden kurulan B612 Derneği, 450 milyon dolarlık Sentinel kızılötesi teleskobunu 2017’de ateşlemeyi ve asteroit keşfine başlamayı hedefliyor.

(ntvmsnbc)

NASA'nın iklim değişikliği tahminleri 2008-2099

Mars Zıpzıp Konsepti "Mantıklı"

 Şu an için Mars görevlerinde aracın yüzeyde hareket edebilmesi için tekerlekler kullanılmaktadır. Ancak aracın hareketleri kum tuzakları , kayalar ve uçurumlar yüzünden engellenebilmektedir. Hopper denen ve "Zıpzıp" diye çevirebileceğimiz teknoloji ile  araçlar bir sonraki uygun araziye geçiş yapabilir.

 Araştırmayı yapan takım Leicester Üniversitesi ve Astrium Space şirketi tarafından destekleniyor. Karbondioksit'in Mars yüzeyinden emilip sıkıştırılması ve sıvılaştırılması ile çalışacak radyoizotop termal roket motoru kullanılmasını öneriyorlar. Sıvılaştırılan karbondioksit radyoaktif kaynak tarafından alındığı bölme içerisinde ısıtılarak hızlı bir şekilde gaz haline dönüşerek aracın egzozundan çıkar ve oluşan tazyik hareket oluşturur. Hesaplamalara göre oluşan itiş gücü sayesinde bir tonluk bir araç bir seferde 900 metrelik bir sıçrayış gerçekleştirebilir.
Leicester Üniversitesi Uzay araştırma merkezinden Hugo Williams'ın dediğine göre "Bu yaklaşımın avantajı daha agresif yer şekillerini daha kolay geçebilmeniz ve size verdiği ekstra mobilitedir, bu yöntemle en başarılı Mars araçlarının katettiği mesafeden daha uzun mesafeler katedilebilir."

 Takım bu öneriyi ilk kez 3 yıl önce dile getirmişti, o günden beri takım fikirlerini geliştirmek için üzerinde çalışmaktalar. Özellikle aracın bacakları ve gaz sıkıştırma sisteminin detayları üzerinde çalışıyorlar. Çalışmanın kötü tarafı ise uzay araçlarının bacaklarında kullanılan iniş sırasındaki çarpışma şiddetini azaltmaya yarayan bal peteği tasarımın parçalanmaya müsait olması. Eğer bir kez inecekseniz mükemmel bir tasarım, ancak araç o bacakları sıçramalarda tekrar kullanacaksa sorun çıkaracak bir durum olduğu açık. Takım hareketli parçaları olan ama dünyada kullandığımız araçlarda olduğu gibi hidrolik sıvılar kullanmayan tasarımlar arıyor.

 Astrium'da görev sistemleri mühendisi olan Mike Williams "İnsanların okuldaki bilim derslerinden hatırlayabileceği manyetik bir sistem kullanıyoruz." diye açıklıyor. "Bakır bir tüpten bir mıknatıs bıraktığınızda aşağı düşmesini beklersiniz, ama mıknatısın oluşturduğu girdaplı akımlar karşı manyetik alan oluşturur ve mıknatıs bu sayede yavaşlar." dedi ve ekledi, "Hiçbir şey sıkıştırılmadığı ve hidrolik sıvı olmadığı için sıcaklık ve ortamın etkileri sistemi kötü etkileyemez."

 Araştırmanın son aşaması Avrupa uzay ajansı  (ESA) tarafından desteklendi. 1000 kg'lik bacak uzunluğu 4 metre ve gövde genişliği 2,5 metre olan tasarım sayesinde 20 kg kadar bilimsel cihaz taşınabileceği öngörülüyor. Çalışma ayrıca geliştirilmesi gereken dalları da ortaya çıkardı. Örnek olarak kullanılan sıkıştırma sistemi hareket etmek için gerekli olan yeterli yakıt miktarına ulaşabilmek için birkaç haftaya ihtiyacı var. Pratik olabilmesi için bu surenin iyiden iyiye düşürülmesi gerekiyor.

 Mike Williams "Bazı teknolojilerin limitlerine rağmen sanıyorum ki bu görevin gerçekleştirilebileceğini kanıtladık." diye konuştu. "Erken dönemindeki konsept tasarımların çok hızlı bir şekilde yanlış olduğu ortaya konabiliyor. Buradaki durum kesinlikle bu değil." diye de ekledi.

Curiosity aracı hedefi olan dağa ulaşabilmek için tehlikeli bir kum tuzağından geçmek zorunda

 Marsta bir zıpzıp görüp göremeyeceğimiz ise ayrı bir konu. Şu an tekerlekli araçlar çok iyi bir iş çıkartıyor ve eğer farklı bir tür yöntemle ilerleyecek bir araç göndermeyi seçersek alternatifler çok fazla. Bunların arasında uçaklar, balonlar ve rüzgarda ilerleyen yabani kadife çiçeği tarzı araçlar da var.

"Zıpzıp konsepti buradan nereye gider bilmiyorum" diyor Hugo Williams."Ancak bu türden araştırmaları yapmamızın sebebinin sırf bir görevle alakalı değil daha sonrasında gelecek olan görevleri ya da dünyada geliştirilecek olan teknolojilere ön ayak olmak." diye de ekliyor.

Çeviri: C.Caner Telimenli

(BBC)

Arktik’te erime rekor seviyede

İskoçya’nın başkenti Edinburgh’da düzenlenen sempozyumda Cryosat görevindeki yeni verileri sunan bilim insanları, Arktik’teki buzul seviyesinin hem kalınlık, hem de kapladığı alan bakımından önemli ölçüde azaldığını belirtti. İlk verileri 2010-2011 arasında elde edilen çalışma henüz çok yeni olsa da, veriler geçtiğimiz yıl Amerikan Meteorolojik Topluluğu tarafından sunulan raporla aynı sonuçları verdi.

Bilim insanlarına azalan buz yoğunluğu hakkında daha kesin bilgiler sunan Cryosat, uydu görüntüleri aracılığıyla yaşanan olumsuz değişimin boyutlarını gözler önüne serdi. Sempozyumda söz alan İngiltere’nin Leeds Üniversitesi’nden Andrew Shepherd, “Uydular tarafından yapılan ölçümler aracılığıyla, bazı bölgelerde buz kalınlığının diğer bölgelere oranla daha fazla inceldiğini ve son üç yıl içinde hem kış hem de yaz dönemlerindeki buz yoğunluğunun azaldığını tespit ettik” dedi.

Shephard, “2012 kışı sonunda mevcut olan Arktik buzulu 15 bin kübik kilometreden daha azdı. Bu miktar, geçmiş yıllara kıyasla en az buz yoğunluğuna işaret ettiği gibi, kışın buz örtüsünde görülen artışın azaldığını ortaya koydu” ifadesini kullandı.

Digitaljournal sitesinin haberine göre, Cryosat, Arktik buzulları üzerinde Ekim 2010-Nisan 2013 arasında art arda üç ölçüm yaptı. 2013 yazında buzul miktarının rekor oranda azaldığını gösteren en son ölçüm, Kuzey Kutbu’nun hızla eridiğini ortaya koydu.

ERİME HIZI ÜÇ KATINA ÇIKTI

Profesör Shepherd ve NASA’nın Jet İtiş Gücü Laboratuvarı’ndan Dr. Erik Ivins’in başını çektiği araştırma ekibi, 2012 sonunda Science dergisinde yayımlanan araştırmalarında, Antarktika ve Arktik'teki erimenin boyutu hakkındaki belirsizliği sona erdirmişti.

Uydulardan elde edilen bilgiler her iki bölgede de erime hızının düzenli olarak arttığını, 1990’lara oranla buzul erimesinin üç katına çıktığını gösterdi.

Erimelerin 1990’lı yıllarda neden olduğu deniz seviyesi artışı her yıl 0.27 mm olurken, son yıllarda bu sayı 0.95 mm’ye çıktı.

Bilim insanları, Cryosat projesi kapsamında elde edilen verileri 2012-2013’te elde edilen verilerle karşılaştırmaya hazırlanıyor.

(ntvmsnbc)

Güneş Sistemi Dışına Çıkan İlk Uydu

Güneş Sistemi dışına çıkan ilk uydu 35 yıl önce uzaya fırlatılan Voyager 1 uydusu oldu. Voyager 1, gelen son veriler verilere göre Güneş'in ve Güneş sisteminin sınırlarını belirleyen heliyosferin etkisinden çıkıp yıldızlararası ortama girmiş bulunuyor.
Heliyosfer, Güneş merkezli ve Güneş rüzgarının oluşturduğu yüksek enerjili parçacıkların etkin olduğu bir büyük balon olarak görülebilir. Bu sanal balonun dışına çıkılınca Samanyolu gökadasında  yıldızlararası gaz ve toz parçacıklarının oluşturduğu ortamın bulunduğu varsayılıyor.
Voyager 1 uydusundan gelen veriler 25 Ağustos 2012'de ani bir değişiklik göstermişti. Uydu o zaman Güneşten 18 milyar km uzaklıktaydı. Heliyosfer sınırında sıkışmış olarak bulunduğuna  inanılan kaynağı belirsiz (anamolous) kozmik ışınların şiddeti birdenbire %99 azalarak neredeyse sıfıra yaklaşmıştı. Bunun hemen arkasından galaktik kozmik ışınların, yani Güneş sistemine dışardan gelen kozmik ışınların şiddeti fırlatılıştan beri görülmeyen en yüksek düzeylere ulaştı. Bu düzeyler daha önce ölçülenlerin iki katıydı.

Buluşlar Geophysical Reserach Letters bilimsel dergisinde yayımlanmak üzere kabul edildi. Konu uzmanlarından New Mexico Eyalet Üniversitesinde astronomi profesörü Bill Webber'in sözleriyle, "Belirsiz kaynaklı sıkışmış kozmik ışınların birden azalması ve galaktik kozmik ışınların birden artması, beklendiği gibi heliyosfer sınırına gelindiğini gösterir." demektedir.
Makalenin yazarları ayrıca, hidrojen ve helyum spektral çizgilerindeki değişimin heliyosferin bittiğini belirleyen diğer bir kanıt olduğunu yazmaktalar. Ancak Webber ve bazı gökbilimciler heliyosferin dışına çıkıldığını kabul etmekle birlikte, acaba tam yıldızlararası ortama girildiği kabul edilebilir mi diye sormaktalar. Belki arada bulunan henüz bilinmeyen yeni bir geçiş ortamı da olabilir demekteler.

Ancak her durumda insanlık tarihinde ilk kez bir insan yapısı aracın Güneş Sistemi dışına çıktığı kayıtlara geçmiş bulunuyor.

(bilimania)

Robonot’tan sekiz ayaklı Spidernot’a geçiş yapılanması

NASA, sahip oldukları ve uzayda var olan çalışmalarda kullandıkları Robonot robotik sistemlerine artı donanım eklemeyi düşünüyor. Böylece sistemi birden fazla ayağa sahip Spidernot projesi haline çevirmek hedefleniyor.  

(Bilim.org)

Kara Delikleri Nasıl bilirsiniz?

(Nasa)

İçinde bulunduğumuz Samanyolu gök adasının merkezi de dahil pek çok yerinde bulunan kara delikler günlük hayatta birçok kez  karşımıza çıkan ancak hakkında pek fazla şey bilinmeyen bir olgudur. Aslında Einstein'ın genel görelik kuramından önce de var oldukları öne sürülmüştü. Ancak varlıkları gözlemlenemediği ve o zamana kadar makul bir açıklaması bulunamadığı için bir fikir olarak pek rağbet görmüyordu. Herkezin bildiği gibi kara delikler ışık ta dahil olmak üzere her şeyi yutarlar. Bunu yapabilmeleri içinse belli başlı fizik yasalarının devreye girmesi gerekir.

Simülasyon olarak karadelik tarafından gerçekleştirilen yerçekimsel bükülmenin arka plandaki galaksiyi eğmesi.

 Bir kütleye sahip her cisim uzay-zaman düzlemi üzerinde bir bükülmeye sebep olur. Cismin kütle çekim alanının büyüklüğü cismin kütlesiyle doğru orantılıdır. Bu sebeple bükülme oranı da ona göre şekillenir. Bu alan içine giren cisimler birbirlerini çeker. Kara deliklerde bunun bir üst noktası olan olay ufku denen ve yukarıdaki resimde tamamen siyah gözüken bölge diye tanımlayabileceğimiz bu olgu kara deliğin her şeyi yuttuğu geri dönüşü olmayan noktadır. Peki uzay-zaman düzlemi nedir? Bir metaforla açıklayabiliriz. Düz ve gergin bir çarşaf hayal edin. Bu çarşafın üzerine bir metal bilye attığınızda çarşafın üstünde ağırlığından dolayı bir çökme olacaktır. Kara deliğin uzay-zamanla olan ilişkisini de bu şekilde açıklayabiliriz. Şimdi bu çarşafın üzerine çok ağır bir cisim bırakalım. Cisim yeterince ağırsa çarşafı delip geçecektir. İşte kara delikte tam olarak bunu yapmaktadır.

 Kara delikler her ne kadar yenilmez görünseler de onların da bir zaafı var. Stephen Hawking tarafından keşfedilen ve Hawking radyasyonu denen bir radyasyon türünün kara delikler tarafından sızdırıldığı söylenmekte. Boyut azaldıkça sızdırmanın boyutu da artıyor ve böylece küçük kara delikler çok daha hızlı bir şekilde yok oluyor. Galaksimizin merkezindeki gibi çok çok büyük kara delikler ise kalıcı oluyor. Yani Cern'deki çalışmalar sırasında bazı çevreler tarafından oluşabileceği düşünülen bir kara deliğin hayatta kalma şansı yok denecek kadar azdır.

 Ayrıca kara delikler yukarıda da bahsettiğimiz uzay-zaman içinde bir delik oluşturması özelliği ile ilgi çekicidir. Bu oluşan deliklerin başka uzay-zaman düzlemleri ile kesişebileceği söylenmektedir. Bu kesişmeler sonucunda bir kurt deliği oluşturulması ihtimalinin doğduğu ve yine bu yolla anlık uzay seyahatinin sağlanabileceği düşünülmektedir.

 Peki ya biz bir kara delik oluşturabilir miyiz? Bir kara deliğin oluşabilmesi için tahmin edebileceğiniz gibi çok büyük miktarda enerji gerekiyor. Astronomik boyutlarda olmasa bile çok küçük kara deliklerden, özellikle de bir yıldızın yok olması ile oluşmayanlarından bahsedebiliriz. Büyük hadron çarpıştırıcısı (LHC) yüksek enerjili çarpışmaların yeni parçacıklar oluşturabileceği görüşünü zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetik kuvvet ve -işin içindeki enerji boyutları çok fazla ise- kütle çekimi bazında temel alır. Örnek olarak Higgs bozonu çok hızlı bir şekilde parçalandığı için kolay gözlenemez. Ama bilim insanları çok büyük miktarda enerji ve zayıf kuvvet yardımı ile Higgs bozununun varlığını kanıtlaya bilmiştir. Çok küçük bir kara deliği bir temel parçacık gibi düşünecek olursak oluşturulması için gereken enerji miktarı en az planck sabiti kadar olması gerektiği görülür. Bu miktarda bir enerji en azından şimdilik LHC de üretilemeyecek bir miktardır.

 Kara delikler evrendeki ışığı bile tutabilme özellikleri ile çok gizemli oluşumlardır ve şimdilik onlar hakkındaki elimizdeki her şey teoriden ibarettir. Gerçeklere ulaşabilmemiz için yoğun bir çalışma ve bilim alanında gerçek atılımlara ihtiyacımız olduğu ise değişmez bir gerçektir.

 C. Caner Telimenli

Tanrı Parçacığı; Nedir Ne Değildir?

Cern LHC iç görünüm

 Aslında medyada Tanrı parçacığı diye tanıtılan parçacık bilim dünyasında Higgs bozonu diye bilinir. Bu parçacığın bu ismi alması nobel ödüllü ünlü fizikçi Leon M. Lederman'ın "The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?" ve türkçesi "Tanrı parçacığı: Evren cevapsa soru ne" olan kitabının isminin yayın evinin sahibi tarafından dikkat çekmesi amacı ile özellikle Tanrı parçacığı olarak konması sonrası oluştuğu söylenir.

 Higgs bozonunun ne olduğunu anlamak için öncelikle uzay-zamanın ne olduğunu anlamak gerekir. Bildiğiniz gibi her cismin bir ağırlığı vardır. Bu cisimler eğer uzayı bir çarşaf gibi düşünecek olursak gergin bir çarşafın üzerine bırakılan bir metal bilyenin yapacağı gibi uzay-zaman düzlemini bükerler.

          Uzay-Zaman düzleminde Dünya

                                         
İşte fizikçiler uzun zamandır kütlenin bu etkiyi nasıl oluşturduğu hakkında kafa yoruyorlardı. Fizikçi Peter Higgs ve arkadaşları bunu açıklamanın en güzel yolunun bir bozon tarafından oluşturulan Higgs alanı isimli bir alanın maddenin enerji değerine göre madde ile etkileşip maddeye kütle kazandırmış olduğunu öne sürdüler. Bu görüş büyük ilgi topladı. Bir örnekle açıklamak gerekirse denizin içinde yüzen bir balık ve yine denizde yüzen bir insan denizin içinde ilerlemek konusunda farklı performanslar gösterirler. Balık yapısı nedeni ile denizde daha kolay yüzerken insan zorlanacaktır.

 Burada balığı Higgs alanı içinde enerji değeri düşük olduğu için fazla direnç görmeyen ve dolayısı ile ağırlık bakımından hafif bir madde ile, insanı ise enerji değeri yüksek olduğu için alan içinde daha zor yol alan ve dolayısı ile ağırlık bakımından ağır bir madde ile özleştirebiliriz. Bir başka örnek vermemiz gerekirse kalabalık içindeki sıradan bir insan ve ünlü bir insanın ilerlemek konusunda çekeceği sıkıntı sırasıyla hafif ve ağır bir maddenin yine Higgs alanı içinde karşılaşacağı dirence benzetilebilir.

   Kalabalık içindeki ünlünün çilesi

                                                 

 Burada da görüldüğü gibi aslında Tanrı parçacığı denilen Higgs bozonunun Allahın bizi bir yere sabitlemek amacı dışında ilahi konularla direk bir alakası yoktur. Sadece Newton'un başına o elmanın düşmesinden bu yana merak konusu olan "yer çekimi nasıl oluşur?" sorusunun akla en yatkın ve kanıtlanmaya en yakın cevabıdır.


C. Caner Telimenli

Mars keşif aracı

2020’nin Mars keşif aracı 

(ntvmsnbc)

Güneş Patlamaları

Fotoğraflarla: Güneşin gizli güzelliği

(BBC)

NASA Uzay Yoluna mı Hazırlanıyor?

Açık Bilim okuru Caner Telimenli, NASA’nın EagleWorks laboratuvarında bir “büküm motoru” (warp drive), yani Uzay Yolu dizisindeki Yıldız Gemisi Atılgan gibi uzayın yapısını bükerek hızlanma sağlaya…

Devamı 

(Açık Bilim)