Doctor Who Fiziği – 0 (Giriş)
14/09/2015 Bedir Halcı
Guinness Rekorlar Kitabı tarafından dünyanın en uzun süren bilim kurgu
televizyon programı olarak listelenen dizi aynı zamanda İngiliz popüler
kültürünün de önemli bir parçasıdır. Dizi iyi planlanmış hikâyeleri, ilk
yayınlandığı dönemdeki düşük bütçeli yaratıcı özel efektleri ve elektronik
müzik kullanımındaki önderliği ile tanınır…
Uzun bir aradan sonra Doctor Who dizisi yeni sezonu ile 19.09.2015 yani bu
Cumartesi başlayacak. Hem sezona yönelik verilen fragmanlar hem de ilk bölüm
olan “The Magician’s Apprentice” (PS: Bu bölüm, sezonun ilk hikayenin ilk
parçası olacak. Bir sonraki hafta verilecek olan “The Witch’s Familiar” adlı
bölüm ise devamı niteliğinde olacak.) için verilmiş olan fragman, Whovian (PS:
Doctor Who dizisinin fanlarına verilen isimdir.) kitlesini meraklandırmış
durumda. Diziyi severek izliyoruz fakat Doctor Who sadece bir diziden mi
ibarettir?
Yakınlarda bir yerlerde tanıdığınız bir Whovian varsa gidip ona Doctor Who
deyince aklına gelen beş şey nedir diye sorun. Eğer belirli dönemlere takılıp
kalmış bir izleyici değilse vereceği cevap büyük ihtimalle şu olur: “TARDIS,
Sonic Screwdriver, Daleks, Cybermen ve Missy (Master)” Bu beş cevabı veren
kişi hemen peşi sıra ilgili olaylar ve çeşitli sorular ile devam edecektir
konuşmasına…
Doctor Who dizisinin temel soruları vardır. Her Whovian (hatta olmayan kişiler
de dahil) hep şöyle sorular sorar:
* Yakın ya da uzak geçmişe gidemez miyiz?
* Uzak geleceğe gidemez miyiz?
* TARDIS gibi içi dışından daha büyük bir aygıt yapılabilir mi?
* Sonic Screwdriver benzeri bir aygıt yapmak mümkün mü?
* Uzaylılar var mıdır?
* Daleks ve Cybermen tipi yarı organik yarı sibernetik bir ırk oluşturulabilir
mi?
Gelebilecek her tür soruyu belli başlı beş kategoriden birine sokabiliriz
(benim yapacağım da bu) ve bu soruların temelinde yatan fiziği gün yüzüne
çıkarabiliriz. Şimdilik kafamdaki kategoriler; Uzay-Zamansal Sorular, Boyutsal
Sorular, Etkileşimsel Sorular, Paradoksal Sorular ve Alt Alan Soruları.
Etrafımdan, forumlardan ve kitaplardan bulduğum uygun soruları uygun
kategorilere ayırıyorum ve içlerindeki fiziği araştırmalar, veriler ve
deneyler ile gün yüzüne çıkarmaya çalışıyorum.
Eğer popüler fizik sorularını düşünen ya da kafa yoran biri iseniz bu yazı
dizilerini kaçırmayın. Bir sonraki yazıda Uzay-Zamansal Sorular ile birlikte
olacağız…
Doctor Who Fiziği – 1 (Uzay-Zaman)
-> Uzay-zaman yolculuğu?
->Uzayda yolculuk?
->Zamanda yolculuk?
Doctor Who deyip de, TARDIS’in kullanım alanı olan uzay-zamandan bahsetmemek
yanlış olur. Doktor, TARDIS’i kullanarak uzayda istediği yere ve zamanda
istediği ana gider. Peki uzay-zaman tam olarak nedir?
Uzay ve zaman, içinde bulunduğumuz evrenin kendisi olan koordinatlar
sistemidir. Öylesine koordinatlardırki; içinde bulundurdukları madde ve
enerjiye bağlı olarak değişime dahi uğrarlar. Bu ikili birbirinden ayrı olarak
dilimizde yer ediniyor olsa da, aslında bir bütündürler. Şöyle bir örnek
verelim: Eğer bir arkadaşınıza “Saat üçte buluşalım” derseniz “Nerede” diye
sorar. Ya da “Bowling oynamaya gidelim” derseniz bu seferde “Ne zaman” der.
Sadece uzayı ya da zamanı bildirerek tam bir söylem yerine getirmeniz oldukça
zordur. (PS: Tabi aranızda önceden kararlaştırılmış bir durum yoksa.) Bu
sebeple adı uzay-zaman olan yapıdan bahsetmemiz gerekir.
Uzay-zaman normalde dört boyuttan (PS: 3 uzaysal ve 1 zamansal boyut) meydana
gelir. Lakin hayal etmesi zor olduğundan genelde iki veya üç boyutta
gösterilir. İki boyutlu gösterimde tüm uzaysal boyutların hepsi bir boyuta
indirgenir, zaman ise kendi başına bırakılır. Bu tip gösterimler basit
olayların anlatımında kullanıldığı gibi, karmaşık olayların
basitleştirilmesinde de önemli rol oynar.
Yukarıdaki diyagramda da gösterildiği gibi ışık hızının üstünde bir hız
olmadığı gibi ışık hızı da sabittir. Bu sabitliği kullanarak yapılan üç
boyutlu uzay zaman diyagramları ise genel göreliliğin (PS: Einstein’ın
gravitasyonu açıkladığı teorem) modellenmesinde kullanılır. Bu modelleme bize
Whovian’ların şimdilik pek sevmeyeceği bir şey söyler: Işık hızının üstüne
çıkamadıkça geçmişe gidemezsin; eğer kütleli isen zaten ışık hızına bile
çıkamazsın!
Bu bizim için konulmuş bir kural hatta belki de bir sınır olabilir ama hile
yapmamızı önleyecek kurallar yok…
Hemen üst görseldeki yeşil ve kırmızı koniler o bölgedeki ışık konilerini yani
olası gidilebilecek yerleri göstermekte. Fark ettti iseniz ortada bulunan
çukurumsu bölgeye doğru yaklaştıkça koniler eğriliyor. İşte bu eğrilme
elimizdeki birinci hile…
Uzay-zaman kütle yoğunluğu (yahut enerji yoğunluğu) olan yerlerde bükülür.
Öyleki, bu bükülme karadeliklerin olay ufku adı verilen bölgelerinde öyle bir
hal alır ki; uzay-zaman diyagramında önceden bize kapalı olan bölge artık
açılmış olur. İşte bu açıklık TARDIS’in kalbinde bulunan Eye of Hamony adlı
karadeliğe dönüşmekte olan fakat dondurulumuş bir yıldızda da vardır elbettte.
Zaten TARDIS’in zamansal yolculuklarının olabilirliğini sağlayan da budur.
Peki TARDIS uzaysal boyuttaki hareketini nasıl sağlamaktadır? Bildiğimiz üzere
TARDIS’in içi dışından daha büyüktür. İçeri giren herkes buna şaşırmaktadır.
Fakat çok önemli bir şey hep göz ardı edilmektedir. TARDIS’in içi hakikaten
kendi içinde midir? İşte burası solucan deliklerine ve tabii ki ikinci
hilemize yürüdüğümüz nokta…
Solucan delikleri uzay-zaman koordinatları içerisinde bulunan iki noktayı
birbirine bağlayan kısa yollardır. İşte TARDIS’te olan da budur. O mavi polis
telefon kulübesi ile içinde gördüğümüz ana konsol aslında iç içe değildir.
TARDIS aslında hiç yerinden hareket etmez, yerinden hareket eden şey kulübedir
ve o kulübe aslında bir solucan deliğidir.
Merak edenler varsa aşağıdaki çizim on birinci doktorun kullandığı TARDIS’in
gerçel boyutlu ölçeklendirilmiş çizimidir…
Bir sonraki yazıda Boyutsal Sorular ve Etkileşimsel Sorular üzerinde
duracağız…
Doctor Who Fiziği – 2 (Boyut Kavramı ve Etkileşimler)
Boyut?
Kaç Boyut?
Etkileşim?
Uzaylılar?
Dalek?
Cybermen?
Doctor Who Fiziği yazı dizisinin uzay-zaman adlı bölümünü okuduysanız eğer
(okumadıysanız da cümlenin devamındaki söylemi biliyor olmanız muhtemel)
TARDIS’in uzay-zaman kompleksinin dört boyutunda rahatça etkileşim noktaları
kurduğunu bilirsiniz. Dört boyut diyoruz hep uzay-zaman için ama, Doctor Who
evreni asli manası ile de dört boyutlu mudur? Ya da daha ilgi çekici ve
temelden bir soru sorarsak; Boyut nedir?
Sizden başka hiçbir şeyin olmadığı bir yerde bulunduğunuzu hayal edin. Öyleki
siz de olmasanız tam manası ile bir boşluk olacak. O an durgun mu yoksa
hareket halinde m olduğunuzu anlamanızın bir yolu var mı? Aslında yok. Hatta
siz bu yazıyı okurken bile durgun mu yoksa hareket halinde mi olduğunuzu
kanıtlayabileceğiniz bir yöntem dahi yok. (Eğer bir önceki cümleyi okuduktan
sonra biraz hareket edip tekrar yazıyı okumaya döndü iseniz söyleyeyim; ya
henüz izafiyet diye bir şey duymadınız ya da o anlık aklınıza gelmedi.)
İzafiyet çok güzel bir şeyden bahseder. Asli referans noktası diye bir şey
yoktur. Herkes referansını istediği yerden alabilir. Eğer elimde telefon ile
yürüyorsam dışarıdan bakan biri için telefon hareket ediyordur ama benim için
sabittir. Referans ve hareket birbiri ile bağlantılı olarak varlık
belirtirler. Paragrafın başında belirttiğim o hayali bölgeye geri dönersek
sizden başka bir şey olmadığından dolayı referans olarak alınabilecek tek şey
sizsinizdir. Bu bakımdan hareket edemeyeceğiniz yani durgun olduğunuz sonucuna
varırız. Lakin herhangi bir kemiğinizi bağlı olduğu bir ekleme göre
oynatırsanız bu sizin hareket ediyor olmanız sonucunu çıkartır. (Bkz. Açısal
Momentum) Hareket algısı referansa göredir ama bu eklemsel hareket fiziğin
kuralları ile doğrudan ilişkilidir.
Peki, bir referans kullanmamız durumundan boyut kavramına nasıl geleceğiz
diyorsanız, sabırla okumaya devam edin. Referans noktasına göre (nokta
boyutsuz olduğundan burada kullanmam bir sıkıntı doğurmaz) hareketiniz için üç
bilgi çıkartabilirsiniz. Bunlar; hareket doğrultusu, hareket yönü ve hareket
şiddetidir. Farkında olmadan az önce vektörü icat etmiş olduk. Vektörler, bir
referans noktasına göre doğrultusu, yönü ve şiddeti olan eylemsel
bağlantılardır. İşte bu bağlantılardan aynı doğrultuda olanlarının birlikte
oluşturdukları bileşkeye boyut diyebiliriz. Aynı mantıkla sonsuz tane boyuttan
bahsedebiliriz ve bunun için hiçbir engel yoktur. Fakat ağır abi olan Fizik
işin içine dahil olana kadar sözü Geometri söyler.
Fizik işleri kolaylaştırmak ve somutlaştırmak için vardır. Geometrinin temel
verileri olan boyut ve vektörü gündelik hayatımıza göre yorumlayan Fizik bize
sonuç olarak üç adet metrik boyut vermiştir. Neden üç diyenler için şunu
belirtmekte fayda var; bir şeyi ne kadar basitçe tanımlayabiliyorsanız işleri
o kadar kolay bir şekilde geliştirirsiniz. Fiziğin yaptığı da budur. Tam şu
anda bulunduğunuz yeri belirtmek için bile bir meridyen, bir paralel ve bir
rakım yetecektir deyip geçmek isterdim ama hayır, 24 belirtecin gerektiği bir
durum var. GPS!
GPS 24 uydunun koordine çalışması ile sizin yerinizi bulur. Peki neden üç
tanesi yetmez? Yazının başında bahsi geçmiş olan referans sıkıntısı yüzünden.
Dünya üzerinde Greenwich, Ekvator ve Deniz adı verdiğimiz üç adet referans
var. Ama uyduların bulunduğu bölgede böyle bir şey yok. Bu yüzden bizim Dünya
üzerinde deprem merkezini belirlemede kullandığımız bir yöntemi kullanıyorlar.
Kesişen Küreler Tekniği. Her uydu merkezi kendisi olan bir küre çizer. Kürenin
yarıçapı GPS cihazı ile uydu arasındaki mesafe (elektromanyetik sinyal alış
verişi ile hesaplanır) olarak belirlenir. 24 uydudan en az 4 tanesi bu işlemi
gerçekleştirdiğinde kürelerin sadece ve sadece bir noktada tam kesişim
gerçekleştirdikleri gözlemlenir. Ve bu nokta aracılığıyla GPS konumunuzu
belirler.
Öyle ya da böyle net bir boyut sayısı belirtimi mümkün olmamakla birlikte bir
sınır konulması da olağan değildir. Doctor Who evreni için söyleyebileceğimiz
şey en az 3+1 boyutlu (3 metrik ve 1 zaman boyutu) olduğudur. Ama önemli olan
şudur; bu boyutların içinde ikamet eden tek ırk biz olabilir miyiz?
Evrende yalnız mıyız sorusu neredeyse tarihin başlangıcından beri sorulan bir
sorudur. Öyleki felsefeden, dine; sanattan, bilime her beşeri mantıklaşma bu
soruya bir cevap aramıştır ve bu arayış halen devam etmektedir. Bu arayış
sürecinde en büyük matematiksel adım ise Frank Drake tarafından atılmıştır.
1930 doğumlu olup halen yaşamakta ve SETI de çalışmakta olan Drake,
kariyerinin ilk dönemlerinde bir denklem ortaya atmıştır. Günümüzde de kendi
adıyla anılmakta olan denklem ufak bir düzeltme ile şöyledir.
Denklemde bulunan şeylerin anlamları:
1 Olası uzaylı ırkları sayısı
2 Yıl başına oluşan yıldız sayısı
3 Bir yıldızın etrafında gezegen olma olasılığı
4 Yıldız sisteminde yaşamın oluşmasına uygun bölgede bulunan ortalama gezegen
sayısı
5 O gezegenlerin yaşam oluşturma olasılığı
6 Oluşan yaşamın zeki varlıklar oluşturma olasılığı
7 İletişim kurabilecek uygarlıkların oluşma olasılığı
8 Uygarlığın diğer uygarlıklarca duyulabilecek sinyali gönderme süresi
(uygarlığın ortalama aktif verici yaşam süreci)
9 Dalek benzeri kötü uzaylı ırklarının saldırılarından kurtulabilme olasılığı
İşin aslı bu 9. Değişken olan dalek değişkeni işin şakasıdır. Orijinal denklem
mantıken olabileceği kadar kusursuzdur. Bu denklemi, mantıklı bir şekilde
çözelim ve cevaba bakalım.
Sorumuzun cevabını bulmak için; yıl başına oluşan yıldız sayısı, gözlemlerimiz
sonucu elde ettiğimiz bilgilerce (NASA ve ESA) yıl başına 7 yıldızdır. Bir
yıldızın etrafında gezegen olma olasılığı ise yine gözlemlerimizce (NASA ve
ESA) yaklaşık olarak 1 dir. Yaşama elverişli bölgedeki ortalama gezegen sayısı
da yine gözlemlerimizce (NASA ve ESA) 4.2 dir. Bu gezegenlerin yaşam oluşturma
olasılığı (PS: Artık denklemin sarı bölümündeyiz; bu ve bundan sonraki
değerleri net olarak bilmiyoruz ama mantıklı bir sayı vererek ilerlemeye
çalışacağız.) bilimsel gelişmelerden yapacağım yorumlama sonucu yaklaşık
olarak 0.5 tir. Öyle ya Kepler sistemleri, Dünya’ya benzer yeni gezegenler…
Bunları hesaba katmak lazım. Oluşan yaşamın zeki varlıklar oluşturma olasılığı
(ki bu evrimsel sürecin zorluğu ile bağlantılıdır) zannımca 0.17 yakınlarında
bir değerdir. Bu zeki varlıkların iletişim kurabilecek düzeye kadar
gelişebilmeleri ise doğal felaketlerce hep zorlanacağı da göz önüne alınarak
yine zannımca yaklaşık olarak 0.14 tür. Bu uygarlıkların sinyallerini
yaymaları için kullanabilecekleri ortalama süreçte yıldızlarının ölüm sürecine
geçmesine kadar olan bölüm olarak alınırsa ortalama değerde yine zannımca
1000000 olacaktır. (PS: Tabi adamlar cevap gelmiyor diye sıkılmazlarsa!)
Yazdığımız değerlerin bize vereceği uygarlık sayısı 349860 olur! Ki bu sayı da
çok maksimum alınan değerler ile gelmemiştir. Bu da Doctor Who dizisinin
uzaylı dolu evreninin olabilirliğini göstermeye yeter.
Peki ama bu uzaylıların içinde Dalek ve Cybermen benzeri yarı organik yarı
sibernetik ırklar da olabilir mi?
asdfas
asfcvfdvGünümüzde biyoloji profesörlerinin bir bölümü bunun olabilirliği
üzerine çalışmalar yapıyorlar. Bir robotun içine fare nöronları koyup
(yukarıda fotoğrafı olan GORDON) hareket ettirmeden, 3d yazıcılar tarafından
üretilen sibernetik uzuvların farklı canlılara monte edilmesi (yine yukarıda
robotik elin insan sinirlerine bağlanması ile oluşturulmuş ilkel CybOrg)
matığına kadar hepsi denenmektedir. Deneyler olumlu sonuçlar verdiğine göre
şunu söyleyebilirim ki Dalek ve Cybermen benzeri uzaylıların olma olasılığı da
göz ardı edilemeyecek değerlere yakındır.
Bir sonraki yazı ile Doctor Who Fiziği adlı yazı dizisi sona erecek, hem de
paradokslar ve alt alanlar ile…