Zaman ve Mekan Yolculuğunu Teoride İmkanlı Kılan Olay: Einstein Rosen Köprüsü (Solucan Deliği)
Einstein ve Nathan Rosen’in Genel Görelilik Kuramı kapsamında ortaya attığı, Solucan Deliği olarak da bilinen Einstein Rosen Köprüsü teorisine yakından bakış.
Einstein’ın genel görelilik yasalarının formüle edilişinden hemen 1 yıl sonra, 1916 yılında ludwig flamm, viyana’da einstein’ın denklemlerinin -o, bu ismi vermese de- solucan deliklerini betimleyen bir çözümünü keşfetti.
19 yıl boyunca fizikçiler flamm’ın, einstein’ın denklemlerine getirdiği bu olmayacak çözüme, solucan deliğine karşı kayıtsız kaldılar. Sonra 1935 yılında bizzat einstein ve fizikçi arkadaşı nathan rosen, flamm’ın çalışmalarından habersiz olarak flamm’ın çözümünü tekrar keşfettiler, özelliklerini buldular ve gerçek dünyadaki önemi hakkında tahminde bulundular.
Flamm‘ın çalışmalarından habersiz olan diğer fizikçiler de onun solucan deliğine “einstein-rosen köprüsü” demeye başladılar. Daha sonra teorik fizikçi john wheeler solucan deliği hakkındaki çalışmalarını yürütürken bu tanımlamayı yaparak solucan deliğine adını vermişti.
John Wheeler, elmalardaki solucanlardan yola çıkmıştı. Elmanın üzerinde yürüyen bir karınca için elmanın yüzeyi bütün evrendir. Eğer elmanın içinden bir solucan geçmişse, karıncanın yukarıdan aşağıya ulaşması için iki yol vardır: Dışarıdan dolaşmak (karınca evreni içinden gitmek) ya da solucan deliğinden aşağıya doğru gitmek. Solucan deliği yolu daha kısadır; Karıncanın evreninde bir uçtan diğer uca gitmenin kısa yolu budur.
Solucan deliğinin içinden geçtiği elmanın tatlı iç yapısı karınca evreninin bir parçası değildir; üç boyutlu bir yığın ya da hiper uzaydır. Solucan deliğinin duvarı, karınca evreninin bir parçası olarak düşünülebilir. Evrenle aynı boyutluluğa sahiptir (iki boyutludur) ve solucan deliğinin girişinde evrenle (elmanın yüzeyiyle) birleşir.
Başka bir bakış açısıyla yaklaşırsak, solucan deliğinin duvarı karınca evrenin bir parçası değildir; karıncanın kendi evreninde bir noktadan diğer noktaya ulaşma amacıyla yığının içerisinden geçmesini sağlayan kısa bir yoldur diyerek tanımlamıştır.
John Wheeler, yaptığı çalışmalarla literatüre geçmiştir ve bilim camiasına da bu adı hediye etmiştir. İnsanoğlunun bilimsel yolculuğunda solucan deliğinin adının hikayesi böyledir.
Şimdi konunun biraz da bilimsel yerlerine değinelim
Kara deliklerin en dip noktası kabul edilen yerde hacim sıfırdır ve yoğunluk ise; “m/v” formülünden dolayı sonsuzdur ve bilim adamları hacmin “0” olmasından yola çıkarak kara deliğin dibinin inanılmaz güçlü bir vakum etkisi ile her şeyi yok ettiğini düşünürler.
Yani kara deliklerin dibinde zaman ve mekan parametreleri bildiğimiz ve kabul ettiğimiz sistemin oldukça dışındadır. Bu da bizi şu soruya yöneltir:
İki kara deliğin farklı boyutlarda bağlanması ile vakum etkisinden yararlanılarak bir uzay gemisi bir kara deliğin içine girip öbür kara delikten çok kısa bir zamanda dışarıya çıkarak başka bir alt uzaya seyahat edebilir mi?
Bu sorunun cevabı ise günümüz teknolojisinde, bu kadar yüksek bir çekim gücüne karşı koyabilecek ve bu baskıya dayanabilecek düzeyde uzay araçları üretemediğimizden dolayı hayır.
Kara deliklerin bilimsel olarak renginin neden kara oldukları konusundaki temel dayanak ise sahip oldukları inanılmaz kütle, yoğunluk ve çekim kuvvetinden dolayı ışığı bile bükebilecek ve içine çekebilecek güçte olmalarıdır. Bu yüzden hiçbir ışık kara deliklerin dışına çıkamaz, bu da onlardan bize herhangi bir ışığın ulaşamaması, dolayısıyla karanlık olması anlamına gelir.
Bildiğimiz en yüksek hızın ışık hızı (yaklaşık 1.079.252.850 km/saat) olduğunu da hesaba katarsak kara deliklerin bu kadar yüksek hızlarda gidebilen ışığı engelleyebilecek ve ondan daha hızlı bir şekilde başka bir yere doğru çekebilecek güçte olmaları einstein-rosen köprüsü’nün gerçekte var olabilme olasılığını muazzam ölçüde artırmaktadır. Ve zaten solucan deliğinin mantığının temelinde de aynı şekilde ışıktan daha yüksek bir hızda boyutlar arası transfer yatmaktadır.
Bu teoriyi yıllar boyu öğrenmiş olduğumuz temel fiziğin ve onun bütün kurallarının tamamen dışarısına itmeyip bunu modern fizikle bağdaştırarak açıklayabilen nathan rosen ve albert einstein, gelecekte teknolojinin yardımıyla solucan delikleri yaratılıp uzayda istenilen noktaya şu anki teknolojiden çok daha hızlı bir şekilde ulaşılabileceğini ortaya sürmüştür.
Modern fizik aksini kanıtlayamadığı için de bu teori günümüzde hala geçerliliğini korumaktadır.
Birkaç pratik bilgi daha
Solucan delikleri iki ağız ve bu iki ağzı birbirine bağlayan bir boğazdan oluşur. bu ağızların küremsi olduğu düşünülmektedir. Bu boğaz düz streç formda olabilir, fakat aynı zamanda normal halinden daha uzun kıvrıla kıvrıla giden bir boğaz halinde de olabilir
Einstein’ın genel görelilik teorisi solucan deliklerinin varlığını öngörmektedir, fakat günümüze kadar henüz keşfedilmemiştir. Negatif kütleli bir solucan deliği kütle çekiminin ışığı geçirmesiyle keşfedilebilir.
Genel göreliliğin bazı çözümleri solucan deliklerinin her bir ağzının bir karadelik olduğu sonucunu ortaya çıkarmaktadır. Fakat doğal olarak oluşan bir karadelik bir yıldızın çökmesi sonucu oluşabilir, kendi kendine bir solucan deliği yaratamaz.
Solucan deliklerinin içi
Bilim kurgu, solucan delikleriyle seyahat hikayeleri ile doludur. Fakat gerçekte böyle bir yolculuk sanıldığından daha karmaşıktır ve henüz böyle bir şeyi tecrübe etmiş değiliz.
İlk problem büyüklüktür; ilkel bir solucan deliğinin mikroskobik seviyelerde olduğu düşünülmektedir. (yaklaşık 10–33 cm.) Fakat evrenin de genişlediğini düşünürsek, bazı solucan delikleri daha büyük boyutlara kadar genişlemiş olabilir.
Solucan deliklerinin kararsız yapıda olması ise bir diğer problemdir. Einstein-Rosen köprüsü solucan deliklerinde öngörüldüğü üzere, solucan delikleri hızla çöktüğü için (kısa ömürlü yapı) zaman yolculuğunu gerçekleştirmek mümkün değildir. Fakat son araştırmalar solucan deliklerinde bulunan egzotik maddenin solucan deliklerinin değişmeden uzun bir süre daha açık kalabileceğini ortaya çıkarmıştır.
Egzotik madde (kara madde ve anti madde ile karıştırılmamalıdır) negatif enerji ve büyük bir negatif basınç içermektedir. Böyle bir madde, kuantum alan teorisinin bir parçası olarak sadece belli vakum durumu davranışlarında görülebilir.
+ Eğer bir solucan deliği, doğal veya yapay olarak eklenmiş, yeterli miktarda egzotik madde içeriyorsa, uzayda bilgi göndermede ve yolculuk yapmada kullanılabilir.
Solucan delikleri sadece evrendeki iki farklı bölgeyi birbirine bağlamaz aynı zamanda iki farklı evreni de birbirine bağlayabilir. Benzer bir şekilde, bazı bilim adamları solucan deliğinin bir ağzı belirli bir şekilde hareket edebiliyor olsaydı zamanda yolculuğun gerçekleşebileceğini savunmaktadır. Fakat ingiliz kozmolog stephen hawking böyle bir yolculuğun gerçekleşemeyeceğini savunmuştur.
Solucan deliklerinde insanların yolculuk yapabilmesi için eklenen egzotik madde solucan deliğini açık halde tutabilme olasılığına rağmen normal madde bu portal’ın tekrardan bozulup kapanmasına neden olabilir.