Warp sürücülerinin kökleri gelmiş geçmiş en popüler bilim kurgu serilerinden birine dayanıyor ancak bilimsel bir temeli de var. Yeni bir makale bunların arkasındaki bilimi inceliyor ve bir warp sürücüsü muhafaza arızasının tespit edilebilir yerçekimi dalgaları yayıp yaymayacağını soruyor.
Makalenin başlığı “Daha önce kimsenin görmediği şey: warp sürücüsü çöküşünden kaynaklanan yerçekimsel dalga formları.” Yazarlar, İngiltere ve Almanya’daki kurumlardan fizikçiler Katy Clough, Tim Dietrich ve Sebastian Khan.
Genel görelilikte warp sürücülerine yer vardır ve Meksikalı fizikçi Miguel Alcubierre 1994 yılında teorik olarak nasıl çalışabileceklerini açıklamıştır. Kendisi uzay ve fizik çevrelerinde Alcubierre Sürücüsü ile tanınmaktadır.
Bilimkurgu kökenli olsa da warp sürücülerinin somut bir tanımı var.
Herkes hiçbir nesnenin ışık hızından daha hızlı seyahat edemeyeceğini bilir. Ancak warp sürücüleri geçici bir çözüm sunabilir. Uzayzamanın kendisini çarpıtarak, warp sürücüsüne sahip bir uzay aracı ışıktan daha hızlı (FTL) kuralını ihlal etmemiş olur.
Yazarlar, “Bilimkurgu kökenli olmasına rağmen, warp sürücülerinin genel görelilikte somut bir tanımı vardır ve ilk olarak Alcubierre ışıktan daha hızlı seyahati destekleyen bir uzay-zaman metriği önermiştir” diyor.
Gerçekten bir warp sürücüsü yapmanın önünde açık bilimsel engeller var. Ancak bir tanesinin nasıl çalışacağını ve bir arıza durumunda yerçekimsel dalgalar yoluyla nasıl tespit edilebileceğini simüle etmek mümkün. Warp sürücüleri, tıpkı kara delikler ve nötron yıldızları gibi kompakt nesnelerin ikili birleşmeleri gibi uzayzamanın kendisini deforme eder. Teorik olarak, birleşmelerle aynı şekilde bir yerçekimsel dalga sinyali yaymaları mümkündür.
Yazarlar, “Bu tür sinyalleri aramak ve ölçülen verilerde doğru bir şekilde tanımlamak için, fenomenolojilerini ve özelliklerini anlamak önemlidir” açıklamasında bulunuyor.
Warp sürücülerinin nasıl çalıştığını anlamak için fiziğin derinliklerine inilmeli.
Her şey warp sürücülerinin nasıl çalışabileceğini anlamakla başlıyor ve bunun için de fiziğin derinliklerine inilmesi gerekiyor.
“Bir warp sürücüsünün arkasındaki temel fikir, Lorentz değişmezliğini ihlal edecek şekilde doğrudan yerel bir referans çerçevesinde ışık hızını aşmak yerine, bir ‘warp baloncuğunun’ önündeki uzayzamanı daraltarak ve arkasındaki uzayzamanı genişleterek (uzaktaki bir gözlemci tarafından ölçülen) ışık hızından daha hızlı mesafeleri kat edebilmesidir.”
İlk engel, warp sürücülerinin Boş Enerji Koşulu (NEC) gerektirmesidir. Fizik, bir uzay bölgesinin negatif enerji yoğunluğuna sahip olamayacağını belirtiyor. Bunun için teorik geçici çözümler var ancak şimdilik hiçbiri pratik değil.
Yazarlar, “Warp sürücüsü metriğiyle ilgili diğer sorunlar arasında kapalı zaman benzeri eğriler potansiyeli ve daha pratik bir bakış açısıyla, gemidekiler için baloncuğu kontrol etme ve devre dışı bırakma zorlukları yer alıyor” diye açıklıyor.
Bunun nedeni mürettebatın geminin ön tarafına sinyal göndermesinin mümkün olmamasıdır. Balonun içindeki olayların warp balonunun dışındaki olayları etkilemesi zordur.
Einstein Denklemi kullanılarak bir warp baloncuğu başlatabilecek.
Yazarlar, “Warp sürücüsünü dinamik olarak simüle etme perspektifinden bakıldığında, temel zorluk istikrardır” açıklamasında bulunuyor. Denklemler, Alcubierre Sürücüsünün Einstein Denklemini kullanarak bir warp baloncuğu başlatabileceğini gösteriyor ancak bilinen hiçbir denklem bunu sürdüremiyor.
“Bildiğimiz kadarıyla, warp tahrik metriğini zaman içinde kararlı bir konfigürasyonda tutacak bilinen bir durum denklemi yoktur. Bu nedenle, başlangıçta warp kabarcığının sabit olması gerekebilirken, bu durumdan hızla uzaklaşacak ve çoğu durumda warp sıvısı ve uzay-zaman deformasyonları dağılacak veya merkezi bir noktaya çökecektir.”
Kararsızlık warp sürücülerinin önündeki başlıca engel olsa da, aynı zamanda onları tespit edilebilir kılan şeydir. Eğer bir Alcubierre Sürücüsü sabit bir hıza ulaşırsa, tespit edilemez. Yerçekimi dalgaları üretmez ve ADM kütlesi yoktur. ADM, Arnowitt-Deser-Misner’in kısaltmasıdır ve üç fizikçinin adını taşır. ADM kütlesi hakkında daha fazla bilgi edinmeyi meraklı okuyuculara bırakıyorum.
Ancak warp sürücüsü sadece sabit ve kararlı ise tespit edilemez. Bir kez bozulduğunda, hızlandığında ya da yavaşladığında tespit edilebilir. Yazarlar çalışmalarında, warp sürücüsü balonunun çökmesine izin veriyorlar.
“Fiziksel olarak bu, warp sonrası uygarlığın (muhtemelen) warp balonunu çökmeye karşı desteklemek için kullandığı çevreleme alanındaki bir bozulmayla ilgili olabilir.”
Warp kabarcığı ve içindeki warp sıvısı önemli.
Formülasyonlarında geminin doğası önemli değil. Sadece warp kabarcığı ve içindeki warp sıvısı önemli. Araştırmacılar warp balonunun çöküşünü simüle ettiler. Çöküşün, birleşmeler tarafından üretilenlerden farklı özelliklere sahip yerçekimsel dalgalar ürettiğini buldular.
“Sinyal, başlangıçta yerçekimsel dalga içeriği olmayan bir patlama olarak geliyor, ardından 1/[R] mertebesinde karakteristik bir frekansa sahip bir salınım periyodu geliyor” diye yazıyorlar. “Genel olarak sinyal, yerçekimsel dalga dedektörleri tarafından gözlemlenen tipik kompakt ikili birleşmelerden çok farklıdır ve kararsız bir nötron yıldızının çökmesi veya iki kara deliğin kafa kafaya çarpışması gibi olaylara daha çok benzemektedir.”
Yazarlar, warp sürücüsünün bir GW sinyali yaratmasına rağmen, bunun mevcut yer tabanlı dedektörlerimizin frekans aralığının dışında olduğuna dikkat çekiyorlar.
“Daha yüksek frekanslı dedektörler için teklifler yapılmıştır, bu nedenle gelecekte bu tür sinyallerin varlığına sınırlar getirilebilir” diye açıklıyorlar. Geminin kendisi de bir tür çoklu-gönderici sinyali gönderebilir ancak geminin maddesinin normal madde ile nasıl etkileşime gireceğini bilmek zordur.
Araştırmacılar, “Warp gemisini inşa etmek için kullanılan maddenin türünü bilmediğimizden, evrende yayılırken normal maddeyle (yerçekimi dışında) etkileşime girip girmeyeceğini bilmiyoruz.”
Bu bir düşünce deneyi
Bu eğlenceli bir düşünce deneyi. Uzak gelecekte bir gün FTL seyahati için bir tür geçici çözümün var olması mümkündür. Eğer olursa, bu karanlık madde ve karanlık enerjinin daha iyi anlaşılmasıyla ilgili olabilir. Eğer herhangi bir ETI varsa, Evren hakkında henüz sahip olmadığımız temel bilgileri kullanabilecek bir konumda olabilirler.
Tüm imkânsızlıklarına rağmen bir warp sürücüsünü nasıl inşa edeceklerini ve kullanacaklarını bulmuşlarsa, faaliyetleri gelecekteki gözlemevlerimizin diğer galaksilerde bile tespit edebileceği yerçekimi dalgaları yaratabilir. Ama şimdilik bunların hepsi teorik.
Yazarlar sonuç bölümünde, “Elde edilen dalga biçimlerinin, Giriş bölümünde tartışıldığı gibi, bilinen bazı teorik problemleri olan kullanılan modele oldukça özgü olabileceği konusunda uyarıyoruz” diye açıklıyor. “İmzaların ne kadar genel olduğunu anlamak ve tespit edilebilirliklerini doğru bir şekilde karakterize etmek için daha fazla çalışma yapılması gerekecektir.”
Kaynak: sciencealert.com