Star Trek, Star Wars, Battlestar Galactica, 2001: A Space Odyssey gibi popüler bilim kurgu dizi ve filmlerinde dikkat ettiyseniz sonsuz uzay boşluğunda dolanan uzay araçlarının içindeki insanlar sanki Dünya’da bir yerdeymiş gibi yere sağlam bir şekilde basıyorlar. Gerçek uzay görevlerindeki astronotları izlediğimiz zaman ise aracın içinde, boşlukta süzüldüklerini görüyoruz. Çünkü yapay yerçekimi, kurgusal bir yapı.
Yapay yerçekimi oluşturmak teorik olarak mümkün. Temel fizik kuralları, böyle bir yapının oluşturulabileceğini söylüyor. Ancak pratik fizik, bu konuda o kadar da kolay uygulanabilir bir tablo çizmiyor. Yapay yerçekimini oluşturacak merkezcil kuvveti oluşturmak için yepyeni ve kocaman uzay araçları inşa etmemiz gerekiyor. Üstelik yapay yerçekimi, tüm uzay görevlerinde gerekli olan bir yapı da değil.
Yapay yerçekimi nedir?
Uzay araçları, Dünya’dan uzaklaştıkça gezegenimizin yerçekimi etkisinden sıyrılırlar. Başka bir uzay cisminin yerçekimi etkisine girmek ise hareket halinde bir araç için mümkün değildir. Yerçekimsiz, ağırlıksız ortamda kalan uzay aracındaki insanlar; alışık olmadıkları bu durum nedeniyle pek çok sağlık sorunu ile karşı karşıya kalabilirler.
Yapay yerçekimi, uzay aracında Dünya yerçekiminden uzak kalmış insanların sağlık sorunları yaşamaması için oluşturulabilecek bir yapıdır. Bu yapı sayesinde araçtaki insanlar, Dünya yerçekimine benzer bir ortam içinde seyahat edebilirler. Böylece yerçekimsiz ortam nedeniyle oluşacak sorunlar en aza indirilir.
Yapay yerçekimine neden ihtiyacımız var?
Aslında yapay yerçekimine şu an için ihtiyacımız yok. Yıllardır başarıyla gerçekleştirilen uzay görevleri, bu durumu kanıtlıyor. Ancak bu uzay görevleri, görece kısa süreli uzay seyahatleridir. Yapay yerçekimine ihtiyaç duyulmamasının nedeni budur.
Bir gün Mars’a ya da çok daha uzak gezegenlere yolculuk yapacağımız zaman ya da oralara yerleşeceğimiz zaman ise yapay yerçekimi gerçek anlamda hayat kurtarıcı olacaktır. Çünkü yerçekimi olmadan o kadar uzun süre sağlıklı kalmamız, hatta yaşamamız mümkün değil.
Yapay yerçekimi ihtiyacımızın en önemli nedeni kan akışımızdır. Yerçekimi olmadığı zaman kan beynimize toplanabilir. Aynı şekilde kaslarımız ve kemiklerimiz boşlukta süzüldüğümüz için bir süre sonra olur olmadık sorunlar ortaya çıkarabilirler. Dünya bizim için muhteşem yaşam şartlarına sahip. Bu yaşam şartları bozuldukça, yaşam kalitemiz de azalır. Bu nedenle yapay yerçekimine ihtiyacımız var.
Yapay yerçekimi oluşturmak mümkün mü?
Evet, yapay yerçekimi oluşturmak mümkün. Hatta fizik kuralları çerçevesinde incelediğimiz zaman teorik olarak yapay yerçekimi oluşturmak oldukça kolay. Yalnızca söz konusu uzay aracının dairesel bir döngü izlemesi ve bu döngü sonucu ortaya merkezcil bir kuvvet çıkması yeterli. Alın size yapay yerçekimi.
Biz farkında olmasak bile Dünyamız, her an bize bir kuvvet uyguluyor. Bu kuvvet sonucu yaşıyor ve ayaklarımızı yere sağlam basıyoruz. Dünya’nın uyguladığı kuvveti, basit bir döngü sonucu elde edeceğimiz merkezcil kuvvet ile taklit etmemiz mümkün. Yeter ki uzay aracımız bu döngü sonucu kuvvet oluşturacak kadar büyük olsun.
Neden yapay yerçekimi oluşturmuyoruz?
Değil mi, madem o kadar kolay neden yapmıyoruz? Maalesef yapay yerçekimi oluşturmak yalnızca teorik olarak kolay. Pratiğe geldiğimizde ise işler biraz karışıyor. Çünkü merkezcil kuvvet oluşturmak için gerekli dairesel döngüye girecek uzay aracının böyle bir kuvvet oluşturması için bugüne kadar inşa edilenlerden çok daha büyük olması gerekiyor.
IBAN versinler, bir şeyler ateşleyelim de büyük uzay aracı yapsınlar derseniz bu da pek mantıklı değil. Sonuçta kim arka sokaktaki markete gitmek için taksiye biner? Yapay yerçekimi oluşturmak için gerekli o büyük uzay aracının yapım maliyeti, kısa uzay görevleri için son derece gereksiz.
Her şeye rağmen bir gün Mars’a ya da çok daha uzak bir gezegene gideceğimiz zaman böyle bir uzay aracı maliyetine değecek bir görev yapabilir. Belki 2001: A Space Odyssey filminde olduğu gibi böyle büyük bir geminin merkezinde dönen bir santrifüj ile yapay yerçekimi sağlamak bile mümkün olabilir.
Yapay yerçekimi oluşturmanın başka bir yolu yok mu?
Şu an için teoride bile soru işaretleri yaratsa da evet, yapay yerçekimi oluşturmanın bir yolu daha var. Üstelik bilim insanları Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN’de bu konu üzerine çalışmalar yürütüyorlar. Çalışmanın odağında ise tüm evrenin sırrını sakladığını düşündüğümüz antimadde var.
Yerçekimi kuvveti çeker. Temel bir fizik kuralıdır. Bu çekim gücüne ters bir tepki verecek yani bu gücü itecek kuvvet ise antimaddede gizli olabilir. Bir uzay aracında yapay da olsa yerçekimi oluşturmak için hep tabanda bir çekim kuvveti bekliyoruz, bunun yerine tavandan bir itim kuvveti olsa nasıl olur?
Araç, uzay boşluğunun ortasında olsa bile az da olsa bir yerçekimi kuvveti etkisi altındadır. Hatta bu kuvveti bizzat hareket halindeki aracın kendisi bile uygulamaktadır. CERN’de yapılan çalışmalar sonucunda bu yerçekiminin nereden geldiği tespit edilirse bir antimadde alanı oluşturulabilir. Bu antimadde alanının uyguladığı itim gücü sonucu ortaya hiç de alışık olmadığımız bir yapay yerçekimi çıkabilir.
Bir gün popüler bilim kurgu eserlerinde olduğu gibi uzay araçlarında yere sağlam basmamızı sağlayacak yapay yerçekimi nedir, oluşturmak mümkün mü gibi merak edilen soruları yanıtladık ve böyle bir yapının oluşturulması için gerekli fizik kurallarından bahsettik.