Yıldızlararası. Perde arkasındaki bilim "- filmden memnun olmayanlar için bir kitap

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

Lifehacker, Interstellar filminin fikrinin yazarı olan Amerikalı teorik fizikçi Kip Thorne'un kitabından bir alıntı yayınlıyor. Pek çok modern fiziksel teori ve fikir, resmin konusuyla iç içe geçmiştir ve açıklamasının çoğu sahne arkasında olduğu ortaya çıkmıştır. Bu nedenle kitabın hem sinemaseverlere hem de fizikle ilgilenenlere hitap edeceğinden eminiz.

yıldızlararası uçuş

İlk toplantıda Profesör Brand, Cooper'a insanlık için yeni bir yuva bulmak için Lazarus seferlerini anlatır. Cooper yanıtlıyor: “Güneş sisteminde yaşanabilir gezegen yok ve en yakın yıldız bin yıl uzakta. Bu, hafifçe söylemek gerekirse, anlamsızdır. Peki onları nereye gönderdiniz profesör? Bunun neden anlamsız olduğu (elde bir solucan deliği yoksa), en yakın yıldızlara olan mesafelerin ne kadar büyük olduğunu düşünürseniz açıktır.

En Yakın Yıldızlara Uzaklıklar

Sistemde yaşama uygun bir gezegenin bulunduğu en yakın yıldız (Güneş hariç) Tau Ceti'dir. Dünya'dan 11.9 ışıkyılı uzaklıkta; yani ışık hızında seyahat ederek 11,9 yılda ona ulaşmak mümkün olacak. Teorik olarak, bize daha yakın olan, ancak çok fazla olmayan, yaşama uygun gezegenler olabilir.

Tau Ceti'nin bizden ne kadar uzakta olduğunu değerlendirmek için çok daha küçük ölçekte bir benzetme yapalım. Bunun New York'tan Avustralya'daki Perth'e olan mesafe olduğunu hayal edin - dünyanın çevresinin yaklaşık yarısı. Bize en yakın yıldız (yine Güneş'i saymazsak) Dünya'dan 4, 24 ışıkyılı uzaklıktaki Proxima Centauri'dir, ancak yanında yaşanabilir gezegenler olabileceğine dair hiçbir kanıt yoktur. Tau Ceti'ye olan mesafe New York - Perth ise, Proxima Centauri'ye olan mesafe New York - Berlin'dir. Tau Ceti'den biraz daha yakın! İnsanlar tarafından yıldızlararası uzaya fırlatılan tüm insansız uzay araçları arasında, şu anda Dünya'dan 18 ışık saati uzaklıkta olan Voyager 1 en uzak noktaya ulaştı. Yolculuğu 37 yıl sürdü. Tau Ceti'ye olan mesafe New York'tan Perth'e olan mesafe ise, Dünya'dan Voyager 1'e olan mesafe sadece üç kilometredir: Empire State Binası'ndan Greenwich Köyü'nün güney ucuna kadar. Bu, New York'tan Perth'e olandan çok daha az.

Dünya'dan Satürn'e daha da yakın - 200 metre, Empire State Binası'ndan Park Avenue'ye iki blok. Dünya'dan Mars'a - 20 metre ve Dünya'dan Ay'a (insanların şimdiye kadar seyahat ettiği en büyük mesafe) - sadece yedi santimetre! Yedi santimetreyi yarım tur dünya turuyla karşılaştırın! Şimdi, insanlığın güneş sistemi dışındaki gezegenleri fethedebilmesi için teknolojide nasıl bir sıçrama olması gerektiğini anlıyor musunuz?

XXI yüzyılda uçuş hızı

Voyager 1 (Jüpiter ve Satürn'ün etrafındaki yerçekimi sapanlarıyla hızlandırılmış) saniyede 17 kilometre hızla güneş sisteminden uzaklaşıyor. Yıldızlararası'da, Endurance uzay aracı, iki yılda, saniyede yaklaşık 20 kilometrelik bir ortalama hızla Dünya'dan Satürn'e seyahat eder. 21. yüzyılda roket motorlarını yerçekimi sapanlarıyla birlikte kullanırken ulaşılabilecek en yüksek hız, bence, saniyede yaklaşık 300 kilometre olacaktır. Proxima Centauri'ye saniyede 300 kilometre hızla gidersek, uçuş 5.000 yıl, Tau Ceti'ye uçuş ise 13.000 yıl sürecek. Çok uzun bir şey. XXI yüzyılın teknolojileri ile böylesine bir mesafeye daha hızlı ulaşmak için solucan deliği gibi bir şeye ihtiyacınız var.

Uzak geleceğin teknolojileri

Tehlikeli bilim adamları ve mühendisler, ışığa yakın uçuşu gerçeğe dönüştürecek geleceğin teknolojilerinin ilkelerini geliştirmek için büyük çaba harcadılar. İnternette bu tür projeler hakkında yeterli bilgiyi bulacaksınız. Ama korkarım insanların onları hayata geçirmesi yüz yıldan fazla zaman alacak. Ancak benim görüşüme göre, süper gelişmiş medeniyetler için ışık hızının onda biri ve daha yüksek hızlarda seyahat etmenin oldukça mümkün olduğuna ikna ediyorlar.

İşte özellikle ilginç bulduğum üç ışığa yakın seyahat seçeneği *.

termonükleer füzyon

Fusion, bu üç seçenekten en popüler olanıdır. Kontrollü termonükleer füzyona dayalı enerji santrallerinin oluşturulmasına yönelik araştırma ve geliştirme çalışmaları 1950'de başladı ve bu projeler 2050'ye kadar tam başarı ile taçlandırılmayacak. Bir asırlık araştırma ve geliştirme!

Bu, karmaşıklığın ölçeği hakkında bir şeyler söylüyor. Termonükleer santrallerin 2050 yılına kadar Dünya'da görünmesine izin verin, ancak termonükleer itme ile uzay uçuşları hakkında ne söylenebilir? En başarılı tasarımların motorları, saniyede yaklaşık 100 kilometre ve bu yüzyılın sonunda, muhtemelen saniyede 300 kilometreye kadar hız sağlayabilecek. Bununla birlikte, ışık hızına yakın hızlar için, termonükleer reaksiyonları kullanma konusunda tamamen yeni bir ilke gerekli olacaktır. Termonükleer füzyon olasılıkları basit hesaplamalar kullanılarak değerlendirilebilir. İki döteryum atomu (ağır hidrojen) bir helyum atomu oluşturmak üzere birleştiğinde, kütlelerinin kabaca 0,0064'ü (kabaca yüzde bir yuvarlanır) enerjiye dönüştürülür. Bunu bir helyum atomunun kinetik enerjisine (hareket enerjisi) dönüştürürseniz, atom ışık hızının onda biri kadar bir hız kazanacaktır**.

Dolayısıyla nükleer yakıtın (döteryum) füzyonundan elde edilen tüm enerjiyi uzay aracının yönsel hareketine dönüştürebilirsek, o zaman yaklaşık c/10 ve akıllıysak biraz daha yüksek bir hıza ulaşacağız. 1968'de, dikkate değer bir fizikçi olan Freeman Dyson, -yeterince gelişmiş bir uygarlığın elinde- bu büyüklükteki hızları sağlayabilecek ilkel füzyonla çalışan bir uzay aracını tanımladı ve araştırdı. Termonükleer bombalar ("hidrojen" bombaları), çapı 20 kilometre olan yarım küre amortisörün hemen arkasında patlar. Patlamalar gemiyi ileriye doğru iter ve Dyson'ın en cüretkar tahminlerine göre ışık hızının otuzda biri kadar hızlandırır. Daha gelişmiş bir tasarım daha fazlasını yapabilir. 1968'de Dyson, bundan 150 yıl sonra, XXII yüzyılın sonundan daha erken olmayan bu tip bir motoru kullanmanın mümkün olacağı sonucuna vardı. Bu değerlendirmenin aşırı iyimser olduğunu düşünüyorum.

[…]

Geleceğin tüm bu teknolojileri çekici görünse de, burada “gelecek” kelimesi anahtardır. 21. yüzyıl teknolojisi ile diğer yıldız sistemlerine binlerce yıldan daha kısa sürede ulaşamıyoruz. Yıldızlararası uçuş için tek hayaletimsi umudumuz, Yıldızlararası'da olduğu gibi bir solucan deliği veya uzay-zaman eğriliğinin başka bir aşırı biçimidir.