Fizik

Fizik Yasalarının İzin Verebileceği 5 İmkansız Şey

Bilim kurgu romanları ve filmleri, genellikle bilim veya teknolojide gelecekteki eğilimleri tahmin etmeye yönelik bir girişimden ziyade izleyicilerin dikkatini çekme amaçlı çekilir. Bu nedenle her gördüğünüz şeyin gerçeğe dönüşmesi mümkün değildir. Ancak fizik yasaları bazen ilginç şeylere müsaade eder. Örneğin Einstein’ın genel görelilik teorisi, uzay ve zamanın farklı bölgelerini birbirine bağlayarak zamanda yolculuğu mümkün kılan kestirmeler olan solucan deliklerini öngörür. Henüz varlığı kimse tarafından gözlemlenmemiş olsa da fizikçiler varlığını araştırmakta ve bu konu ile ilgili çalışmalarına devam etmektedir. Fizik yasalarının izin verdiği ilginç fenomen sadece solucan delikleri değildir. Aşağıda teorik olarak mümkün olan bazı diğer fiziksel olanaksızlıklara bir göz atalım.

Devridaim makinesi (Perpetual motion)

Leonardo da Vinci’nin konu ile ilgili yaptığı çalışmalar

Devridaim makinesi, harici enerji takviyesi yapmadan asla durmayan, sürekli hareket eden bir makinedir. Bir çok anlamda bizlere fayda sağlayacak bu tip bir cihazın var olması fikri yüzyıllar boyunca bazı ünlü isimleri cezbetmiştir. Leonardo da Vinci, bu cihaza ait, dönen ağırlıklar içeren bazı tasarımlar üzerinde çalışmıştır. Robert Boyle, kendi kendini besleyen bir havalandırma kanalı hayal etmiştir. Konu ile ilgili çalışmalar yapan Blaise Pascal sonunda vazgeçip, onun yerine rulet tekerleğini icat etmişti.

Böyle bir olası makinede sürtünmeyi ve ısı nedeniyle sürekli enerji kaybını önlemek için iki hareketli parça birbirine temas etmemelidir. Ancak bu bildiğimiz fizik kurallarına uygun bir durum değildir. Büyük ölçekte devridaim makineleri sadece termodinamik yasalarını değil, bütün fizik yasalarını ihlal eder. Ancak bu durum yine de fizikçileri durdurmuyor.

2012 yılında Nobel ödüllü teorikçi Frank Wilczek’in zaman kristalleri (harici enerji kaynağı olmadan zamanda sonsuza kadar hareketini devam ettirebilen malzemeler) sayesinde geçtiğimiz yıllarda bunun mümkün olduğunu dile getirmişti. Bu konu yakın zaman önce yeniden gündeme geldi. Polonyalı ve Alman fizikçiler, magnonlardan yapılmış zaman kristallerinin salınımlarını kayıt altına aldı. Bu ilerlemenin Devridaim makinesi yapımı konusunda bize bir avantaj sağlayıp sağlamayacağını ise henüz bilmiyoruz.

Işınlanma Cihazları

“Işınla beni Scotty!” Bu alıntı, her bilim kurgu severin bildiği bir şeydir. Belli bir cihazın nesneleri ve insanları birkaç saniye içinde bir yerden bir yere ışınlayabilmesi fikri gerçekten büyüleyicidir. İlke, taşıyıcının maddeyi enerjiye ayırmasıdır. Enerji daha sonra bir hedefe taşınır ve tekrar maddede birleştirilir. Böylesine dahiyane bir şey gerçekte mümkün olabilir mi? Yeterince tuhaf olsa da, bunun gerçekleşmesini engelleyecek hiç bir fizik yasası bulunmamakta. Ancak Fizikçi Michio Kaku, 2008 yılında yazdığı Physics of the Impossible (İmkansızın Fiziği) isimli kitabında; ışınlanmadan “1. Sınıf İmkansızlık” diye bahseder. Yani teknoloji teorik olarak mümkündür. Ancak yaşadığımız süre içerisinde gerçekleşme ihtimali yoktur.

Aslında, ışınlanma cihazları insanlar için olmasa bile, atom altı parçacıklar için halihazırda mevcut. Albert Einstein’ın “hayaletimsi etki” olarak adlandırdığı kuantum dolanıklık, bilginin ve kuantum durumlarının uzayda, görünüşe bakılırsa anında iletilmesine olanak sağlıyor. 1997 yılında yapılan ilk kuantum ışınlanma deneyleri, tek bir fotonun kuantum durumlarının, onlarca santimetre uzaktaki bir diğer fotona iletilmesini içeriyordu. Günümüzde ise kuantum ışınlanmaya ait dünya rekoru,100 kilometrenin üzerinde.

Görünmezlik Pelerinleri

Harry Potter’ın görünmezlik pelerinini anımsarsınız. Giyince göz önünden kaybolmanızı sağlayan sihirli bir kıyafete sahip olmak gerçekten eğlenceli olabilirdi. Görünen o ki, yakın gelecekte görünmezlik pelerinine gerçekten sahip olabiliriz. Bilim insanları ve özel şirketler bu teknoloji üzerine son hızla çalışmalarına devam ediyorlar. Metamalzemeler ile ilgili ilerlemeler görünmezliğin de yolunu açıyor gibi. 2000 yılında, laboratuvarda ilk metamalzemeler yapıldı. Bunu da basit gizlenme cihazlarına ait ilk örnekler takip etti.

Ancak görünmezlik pelerini elde etmek elbette kolay bir süreç değil. Bunu başarmak için, bir kişinin veya nesnenin etrafındaki ışığı her yönden bükmenin bir yolunu bulmamız gerek. Birçok şirket görünmezlik için farklı araştırmalar yapıyor. En pratik görünmezlik teknolojilerinden bazıları HyperStealth Biyoteknoloji şirketi tarafından geliştirildi. Görünmezlik pelerinleri yalnızca nesneleri insan gözünden gizlemekle kalmıyor, aynı zamanda bu nesneleri kızılötesi ve ultraviyole görüntüleyicilerden de gizleyebiliyor. Kendi “görünmezlik pelerinimizi” geliştirmeden önce hâlâ gitmemiz gereken yollar ve aşmamız gereken engeller var. Bununla birlikte teknolojinin yardımıyla gelecekte hepimizin bir pelerini olma ihtimali oldukça yüksek.

Negatif Sıcaklıklar

Eğer evrende yaşamak istiyorsanız, kurallarına uymanız gerekir. Işıktan hızlı hareket edemezsiniz, herhangi bir sayıyı sıfıra bölemezsiniz ve hiç bir cismi mutlak sıfır sıcaklığının altına kadar soğutamazsınız. Mutlak sıfır sıcaklığı (yaklaşık -273 °C veya 0 °K), atomların hareketinin durduğu sıcaklığı temsil eder. Dolayısıyla fizikçiler bu sıcaklığın altına inemeyeceğimizden emin gibi. Ancak 2013 yılında Ludwig Maximillian Üniversitesi’ndeki fizikçiler bir grup atomu düzenleyerek, neredeyse mutlak sıfıra kadar soğuttular. Sonucunda teknik açıdan mutlak sıfırın altında bir sıcaklığı meydana getirdiler. Bu elbette pratikte bize bir kolaylık sağlamadı. Zaten amaçlanan pratik de işe yaramasından ziyade negatif sıcaklığa sahip olduğu düşünülen gizemli varlık olan karanlık enerjiyi araştırmaktı.

Zaman Makinesi

zamanda yolculuk

Zaman makinesi kavramı, karakterlerin geri dönüp tarihin gidişatını iyi ya da kötü yönde değiştirmesine izin veren en önemli bilimkurgu araçlarından biridir. Ancak bu kaçınılmaz olarak bazı mantıksal paradoksları gündeme getirir. Birçok insan zaman yolculuğunun gerçek dünyada imkansız olduğunu varsayar. Ancak fizik yasaları bu konuda aynı şeyi söylemez. Einstein’ın genel görelilik kuramı bize zamanda geriye gitmenin mümkün olduğunu gösterir. Bu kuram, uzay ve zamanı “uzay-zaman sürekliliğinin” bir parçası olarak ele alır ve ikisi ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu durumda zaman çarpıtılabilir veya bükülebilir. Bazen o kadar bükülebilir ki, bilim insanlarının “kapalı zaman-benzeri eğri” olarak adlandırdıkları şekilde kendi üzerine katlanabilir. Bu olay, bir başka deyişle zaman makinesi olarak da adlandırılır.

Geleceğe doğru yapacağımız bir yolculuk ise mühendislik sınırları nedeniyle şu anda imkansızdır. Sonuçta zamanda yolculuk yapabilmemiz için belli ki bir tür zaman makinesi yapmamız gerekiyor. Şimdiye kadar yaratılmış en hızlı uzay aracı olan Parker Solar Probe ışık hızının yalnızca yüzde 0.00067’sini erişebildi. Ayrıca başka sorun ise bir geminin bu kadar hızlı gitmesi için gerekli muazzam miktarda enerjiyi nasıl elde edeceğimizdir. Ancak yine de şimdilik sadece kağıt üzerinde olsa da bir zaman makinesi yapabiliyoruz.

Kaynak ve İleri Okuma:

  • Gilead Amit; 5 impossible things the laws of physics might actually allow; Yayınlanma tarihi: 3 Mayıs 2017; Yayınlandığı Yer: Newscientist ; Bağlantı:  https://www.newscientist.com/
  •  Donovan Alexander; Invisibility Cloaks Are No Longer Just Science Fiction; Yayınlanma tarihi: 19 Şubat 2021; Yayınlandığı Yer: Interestingengineering ; Bağlantı: https://interestingengineering.com/
  • Andrew May ; 5 sci-fi concepts that are possible (in theory); Yayınlanma tarihi: 10 Ekim 2021; Yayınlandığı Yer: Livescience; Bağlantı: https://www.livescience.com/sci-fi-concepts-real-life

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu