Delikasap Bilim Ekibi Sunar: Yıldızlararası Filminin Bilimsel Arkaplanı
Değerli bilim insanı Doç. Dr. Kerem Cankoçak hem fizik alanındaki çalışmalarıyla hem de bilimin ve bilimsel olanın popüler alana daha fazla sirayet etmesi için başta Alfa Bilim dizisi editörlüğü olmak üzere farklı platformlarda entelektüel uğraşlar veren bir aydın. Geçtiğimiz günlerde muhafazakar “bilim insanı” Celal Şengör, Interstellar adlı bu sıradışı filme dair işkembe-i kübradan sallayınca bu filmi hakikaten bilimsel bir gözle tekrar gündeme getirmeyi düşündük.
Yıldızlararası adlı sinema filmini DeliKasap okurları için Kip Thorne’un eseri üzerinden sizlere aktarıyoruz… Keyifle okuyacağınızı düşündüğümüz bu makalede dayandığı bilimsel gerçekler açısından epey tartışma konusu olan Nolan kardeşlerin yarattığı 3 saatlik epik uzay serüveni Interstellar’ın kafalarda bıraktığı soru işaretlerine son noktayı koymayı hedeflemiş oluyoruz…
Geçtiğimiz yıllarda vizyona giren Yıldızlararası (Interstellar) filmi izleyiciler tarafından büyük beğeni aldı. Ayrıca filmin gerek içeriği gerekse görsel yapısı bilime yaptığı katkılarıyla da ses getirdi. Bu yazıda filmin kurgusuna pek dokunmadan filmin bilimsel arka planına göz atmaya çalışacağız.
Filmin bilim danışmanı (ve aynı zamanda yapımcılarından olan) Kip Thorne ünlü bir fizikçi. Filmle aynı tarihte piyasaya bir kitap çıkardı: The Science Of Interstellar (Yıldızlararası’nın Bilimi).
Alfa Bilim dizisinden basıma hazırlanan bu kitapta, filmdeki hemen her bir sahne anlatılmış ve açıklanmış. Yerimiz dar olduğundan kitaptaki önemli yerleri aktaracağımız bu yazıda mümkün olduğunca filmi anlamamız için gereken fizik alt yapısı verilmeye çalışılacak. Bu yazıdaki görsellerin bir kısmı ikisi de Alfa Bilim dizisinden çıkmış olan Stephen Hawking’in Zamanın Kısa Tarihi ve John Gribbin’in Çoklu Evrenler kitaplarından diğerleriyse Kip Thorne’un kitabından alınmıştır.
Öncelikle Kip Thorne’dan söz edelim biraz. Amerikan Bilimler Akademisi, Ulusal Bilimler Akademisi, Rus Bilimler Akademisi, Amerikan Felsefe Derneği gibi en önde gelen bilim ve felsefe gruplarına üyeliği bulunan Prof. Thorne’un aldığı birçok ödülden birisi de 2009 yılında aldığı Albert Einstein Madalyası’dır. Prof. Thorne kütleçekim ve astrofizik konularında çalışmış ve California Teknoloji Enstitüsünde 2009 yılına kadar Feynman Teorik Fizik Profesörlüğü unvanını taşımıştır. Genel Görelilik Teorisi üzerine yazdığı yüzlerce makale ve kitapla dünyanın önde gelen araştırmacılarından biri olmuştur.
Kip Thorne’un danışmanlığında kurgulanan film baştan sona bilimsel kuramlara dayanmakta. Fantezi öğeleri yok filmde. Ancak bu bilimsel kuramların hepsi aynı türden değil.
Kip Thorne Yıldızlararası’nın Bilimi kitabında bilimsel kuramları üçe ayırıyor. İlki, kanıtlanmış bilimsel gerçekler (görelilik kuramı, kuantum kuramı v.b. gibi).
İkincisiyise henüz kanıtlanmasa bile kanıtlanacağına kesin gözüyle bakılanlar (örneğin henüz Mars’a insan gönderemediysek de yakın bir zamanda göndereceğimiz kesin). Üçüncü tür bilimsel kuramlarsa diğer bilimsel kuramlarla çelişmeyen ancak henüz kanıtlanmamış kuramlar (sicim kuramları, 5 veya 11 boyutlu uzay-zaman v.b. gibi).
Bu kuramların doğrulanacağına dair bir kanıt yok elimizde. Ancak diğer kuramlarla uyum içinde olduklarından bunlara fantezi veya hayal ürünü olarak bakamayız. Belki ileride yanlışlanacaklar ve yerlerini başka kuramlara bırakacaklar ama şu anda bunları kullanarak evrene ilişkin bazı olguları açıklamaya çalışmakta bir sakınca yok. Sonuçta bu bir film. Eğlenceli ve ufuk açıcı olması gerekiyor.
Filmin önemli bir kısmı bu üçüncü türden henüz kanıtlanmamış bilimsel kuramlara dayanıyor. Bunları anlatmadan önce günümüz fiziğinin temellerini oluşturan kanıtlanmış kuramlara hızlıca bir göz atmamız gerekiyor.
Einstein’ın 1905’te ortaya koyduğu özel görelilik kuramının temel postülası fizik yasalarının serbest hareket eden tüm gözlemciler için hızları ne olursa olsun aynı olması gerektiğidir.
Aslında Newton’ın hareket yasalarında da yer olan bu fikir Einstein tarafından Maxwell’in kuramını ve ışık hızını da kapsayacak şekilde genişletildi. Buna göre tüm gözlemciler ne hızla hareket ederlerse etsinler ışık hızını aynı ölçmelidirler.
.Bu basit fikir, kütle ile enerjinin denkliği (E=mc2) gibi çığır açıcı sonuçlara yol açmıştır. Işık hızının yüzde 90’ıyla yol alan cisim durgun kütlesinin iki katına ulaşır. Cisim asla ışık hızına ulaşamaz, çünkü ulaştığında kütlesinin de sonsuz olması gerekir. Göreliliğin bir diğer önemli sonucu da uzay ve zaman hakkında tamamen yeni bir yaklaşım getirmiş olmasıdır. Eşzamanlılık diye bir kavram yoktur artık. Görelilik kuramı mutlak zaman fikrine son vermektedir. Her gözlemci kendi ölçümüne sahiptir ve farklı gözlemcilerin taşıdığı özdeş saatler aynı sonucu vermek zorunda değildir. Örneğin aynı yaştaki ikizlerden biri bir uzay gemisine binip ışık hızına yakın bir hızda başka bir gezegene gitse, dünyadaki ikizinden daha genç olarak geri gelir. Bütün bunlar deneylerle kanıtlanmış bilimsel gerçeklerdir.
Uzayda bir kaynaktan belirli bir zamanda yayılan ışık sinyali zaman geçtikçe, boyutu ve konumu kaynağın hızından bağımsız olarak bir ışık küresi biçimindedir. Işık dalgası zaman geçtikçe büyüyen bir çember şeklinde genişler. Bu durumu biri uzay (x-ekseni) diğeri zaman (y-ekseni) olmak üzere iki boyutlu bir grafikte gösterirsek sıfır noktasında (kaynakta) birleşen ve yukarıya doğru genişleyen bir üçgen elde ederiz. 4-boyutta çizemeyeceğimiz için uzay boyutunu ikiye indirip 3-boyutta çizersek bir koni elde ederiz (Şekil 1).
Koninin üst kısmına olayın gelecekteki ışık konisi adı verilir. Aynı şekilde, ışık sinyalinin şimdiki zamana ulaşmayı başardığı olayların kümesine de geçmişteki ışık konisi denir.
Evrendeki tüm olayları üç sınıfa ayırabiliriz. Şimdiki zamanda bir O olayı olmuş olsun; ışık hızında veya ışık hızının altında bir hızla hareket eden etkiler yoluyla elde edilebilen olaylar şimdiki zamanın geleceğinde yer alır. Şimdiki zaman sadece gelecekteki olayları etkileyebilir. Çünkü hiçbir şey ışıktan daha hızlı hareket edemez.
Benzer biçimde geçmişteki etkiler de ışık hızında veya ışık hızının altında hareket ederek şimdiki olaya ulaşması mümkün olan tüm olayların kümesi olarak tanımlanabilir. Şimdiki zamanın geleceği veya geçmişinde yer almayan olaylarsa O noktasının dışında bir yerde yer alan olaylardır. Bu tür olaylarda olan biten şeyler ne O’da olanları etkiler ne de O’da olanlardan etkilenir. Örneğin Güneş birden ortadan kalksaydı bu şimdiki zamanda dünyada olanları etkilemezdi. Çünkü Güneş’in ışığı veya kütleçekim etkisinin Dünya’ya erişmesi 8 dakika alır. Aslında evrene baktığımızda onu geçmişteki haliyle görüyoruz.
Aynı şekilde ışık da uzayzamanda en kısa yolu izler. Dolayısıyla bükülmüş uzayda ışık eğri bir çizgi izleyerek hareket eder. Işık kütleçekim alanları tarafından bükülür.
Einstein’ın bu öngörüsü 1919 yılındaki güneş tutulması sırasında Eddington tarafından sınanmış ve doğrulanmıştır (Şekil 3).
Genel görelilik kuramı ayrıca zamanın kütle çekime göre farklı aktığını da ortaya koyar. Tıpkı birbirine göre farklı hızlarda hareket eden sistemlerde zamanın farklı akması gibi, farklı kütle çekim etkilerine maruz kalan sistemlerde de zaman farklı akar. Örneğin zaman Dünya gibi kütleli bir cismin yakınında daha yavaş akar. Dünyaya uzak bir insan için olayların gerçekleşmesi için yakındakinden daha uzun zaman gerekir. Kullandığımız konum ölçme sistemleri (GPS’ler), Dünya yüzeyinden değişik yüksekliklerdeki saatlerin hızlarındaki farklılık ve uydulardan gelen sinyaller temelinde işleyen çok hassas navigasyon sistemleriyle çalışmaktadır. Aksi takdirde hesap edilen konum birkaç kilometre yanlış çıkar.
Filmde bu nokta çok önem kazanıyor. Uzay yolculuğundaki mürettebat çok büyük kütleli bir kara deliğin (Gargantua) yakınında bulunan bir gezegene iniş yaptıklarında tıpkı uzay gemisiyle ışık hızına yakın bir hızda seyrediyorlarmış gibi zaman yavaşlamasına maruz kalıyorlar. Ancak filmin senaryosu gereği gereken dakikada 7 yıllık zaman farkını yaratmak için Kip Thorne Gargantua’yı neredeyse ışık hızında döndürmek zorunda kalıyor. Bu çok eğlenceli ayrıntıyı Yıldızlararasının Bilimi’nde okuyabilirsiniz.
1900-1930 yılları arası Dünya’yı algılayışımızı kökten değiştirecek üç kuram ortaya çıktı: özel görelilik (1905), genel görelilik (1915) ve kuantum mekaniği (1900-1926). Kuantum fiziği, cep telefonlarından DNA’ya her şeyin nasıl çalıştığını açıklayabilse de gerçekte neden böyle olduğunun cevabını veremiyor.
Buradaki temel gizem, bir elektronun iki delikten aynı anda geçmesi (diğer bir deyişle Schrödinger’in kedisi) paradoksu. Hangi delikten geçtiğine baktığınızda elektronlar ekranda girişim deseni oluşturmaz, belli bir duruma ‘çökerler’.
Kopenhag yorumuna göre elektron gibi kuantum varlıklarının siz onlara bakmıyorken ne yaptıklarını sormak anlamsızdır. Bu yoruma göre uzaydaki bir noktada, örneğin iki delikten birinde gerçek gözlemden bağımsız olarak elektronun nesnel varlığına verilebilecek herhangi bir anlam yoktur. Elektron sadece biz onu gözlemlediğimizde varlığa kavuşur gibi görünür (Şekil 4).
Ama karadelikler için durum değişir. Kara deliklerde hem kütleçekim çok büyüktür ve hem de karadelik tekilliklerinde kuantum mekaniğinin önemli etkileri olsa gerektir.
Bu yüzden nasıl klasik fizik atomların sonsuz bir yoğunluk derecesinde çökmesi gerektiğini varsayarak kendi çöküşünü öngörüyorsa, klasik genel görelilik de karadeliklerdeki sonsuz yoğunlukta noktalar öngörerek bir anlamda kendi kendini çökertir.
Aslında kara delik fikri genel görelilikten çok daha eskidir. İngiliz fizikçi John Michell 1783 yılında yeterli ölçüde yoğun ve kütleli bir yıldızın ışığın kaçamayacağı yeğinlikte bir kütleçekim alanına sahip olacağını öngörmüştü.
Bugün bu tür cisimlere kara delik diyoruz. Çünkü bu cisimlerden hiçbir şey kaçamaz. Şüphesiz o yıllarda ışığın kütleçekimden nasıl etkilendiğine dair bir fikir yoktu. Ama 1915’te Einstein’ın genel göreliliği ortaya koymasından bu yana kütleçekimin ışığı nasıl etkilediğine ilişkin tutarlı bir kuramımız var.
Bir kara deliğin nasıl oluştuğunu anlayabilmek için öncelikle bir yıldızın yaşam döngüsüne bakmamız gerekir. Bir yıldız, kütleçekim kuvveti nedeniyle çok büyük miktarda hidrojenin kendi üzerine doğru çökmeye başladığında biçimlenir ve atomlar birbirleriyle daha sık ve daha yüksek hızlarda çarpışmaya başlayarak yıldız ısınır. Sonunda öyle sıcak bir hale gelir ki hidrojen atomları çarpıştıklarında artık birbirlerinden sekmez, bunun yerine helyumu oluşturacak şekilde kaynaşırlar.
Füzyon adı verilen bu tepkimede serbest kalan ısı, yıldızın parlamasını sağlar. Bu ısı, gazın basıncını kütleçekim etkisini dengelemeye yeterli olana dek arttırır ve gazın büzüşmesi durur. Tıpkı bir balonu üfleyerek şişirmeye başladığımızda balonu genişletmeye çalışan içerideki havanın basıncı ile balonu küçültmeye çalışan lastikteki gerilim arasındaki denge gibi, yıldız da bir süre sonra genişlemesini durdurur.
Ancak en sonunda yıldız hidrojenini tüketir ve soğumaya, dolayısıyla da büzüşmeye başlar. Bir yıldızın kütlesi Chandrasekhar sınırından azsa büzüşme durur ve beyaz cüceye dönüşür. Öte yandan Chandrasekhar sınırının üzerinde bir kütleye sahip olan yıldızlar, yakıtlarının sonuna geldiklerinde kara deliğe dönüşebilirler.
Güneş’in kütlesinin 5-10 katı kadar kütlesi olan bir yıldız düşünün. Birkaç milyar yıllık yaşam süresi boyunca hidrojeni helyuma dönüştüren yıldızın merkezinde üretilen ısı, yıldızı kendi kütleçekimine karşı desteklemeye yeterli basınç yaratacaktır. Ancak yıldız, nükleer yakıtını bitirdiğinde dışa doğru basıncı koruyacak hiçbir şey olmayacak ve yıldız kendi kütleçekimi nedeniyle çökmeye başlayacak, büzüldükçe yüzeydeki kütleçekim alanı güçlenecek ve kaçıp kurtulma hızı artacaktır. Yıldızın yarıçapı otuz kilometrenin altına inene kadar kaçıp kurtulma hızı saniyede 300.000 kilometreye, ışığın hızına kadar artmış olacaktır. Ve sonra yıldızdan yayılan herhangi bir ışık sonsuzluğa kaçamayacak, kütleçekim alanı tarafından çekilecektir.
Böylelikle yıldız, kara deliğe dönüşmüş olur. Kara deliğin sınırına olay ufku denir ki, yaklaşık on Güneş kütlesi kadar kütlesi olan bir yıldız için bu sınır yaklaşık otuz kilometredir (Şekil 6)
Roger Penrose ve Stephen Hawking’in çalışmaları genel görelilik uyarınca bir kara deliğin içerisinde sonsuz bir yoğunluğa ve uzayzaman bükülmesine sahip bir tekilliğin olmak zorunda olduğunu gösterdi. Bu Büyük Patlamadaki duruma benzer tekillikte bilimsel yasalar ve bizim geleceği öngörme becerimiz geçersizleşir. Ancak kara deliğin dışında kalan bir gözlemciye tekillikten ne ışık ne de başka bir sinyal ulaşabildiğinden bu durumdan etkilenmez.
Kara deliğin dışında kalan gözlemciler tekillikte oluşan öngörülebilirlik kırılmasının sonuçlarından korunmaktadırlar. Olay ufku, kara deliği çevrelemiş tek yönlü bir filtre gibidir. Cisimler, olay ufkundan geçerek kara deliğe düşebilir ama hiçbir şey kara delikten çıkıp olay ufkundan geçerek dışarı çıkamaz.
Kara delikler doğrudan gözlemlenemezler ama çevresindeki yıldızları içine çekerken oluşturdukları görüntüler saptanabilir. Kütleçekimsel mercek etkisi adı verilen bu durum da filmde isabetli bir şekilde veriliyor. Einstein’ın Görelilik kuramının ortaya koyduğu kara delik yapısının gerçeğe en yakın gösterimi bu filmde yapılmış. Hatta bu film için hazırlanan görseller yeni bir bilimsel keşfe bile yol açmış.
İşte filmin ana teması da aslında kara deliğin içinde neler olup bittiğini bilmememize dayanmakta. Kara deliklere ilişkin alternatif fizik modelleri vardır. Bu modellerden bazıları kuantum kuramıyla kütleçekimi birleştiren kuantum kütleçekim kuramlarıdır ki en popülerleri arasında sicim kuramları yer alır.
Sicim kuramına göre madde, titreşen sicim benzeri nesnelerden ve uzay da ekstra gizli boyutlardan oluşur. Bilinen her parçacık aslında salınan küçük bir sicimdir ve sicimler farklı şekillerde salınarak farklı parçacıkları meydana getirirler. Ufak sicimlerin yanı sıra kozmik sicimlere benzeyen çok büyük sicimlerin de olması olasıdır.
Bu kuram, doğada gözlenen sayısız temel parçacığı tek bir nicelikle, sicimle açıklayabildiği için güzel bir kuramdır. Sicimler kesin, kuantize olmuş hareketlere sahip olarak titreşir ve dönerler. Böylece her yeni kuantize durum kütle, yük ve spin gibi bir dizi fiziksel özellik ortaya çıkartır. Fotonları ya da gravitonları tanımlayan sicimlerin ufak parçaları yaklaşık olarak bir protonun çapının bir trilyonda birinden daha küçüktür ve o nedenle de günümüz teknolojileriyle saptanamazlar. Sicim kuramı kütle çekimi de açıklayabildiği için çok başarılı bir kuramdır ama henüz spekülasyon düzeyindedir, kanıtlanamamıştır.
Yine de sicim kuramı, sonsuzlukları barındırmayan bir kuantum kütleçekim kuramını otomatik olarak kapsar. Sicimin iki parçası çarpıştığında, birleştiğinde ve parçalara ayrıldığında meydana gelen olayların hesapları sonlu değerler verir. Hiçbir tekillik ya da sonsuzluk yoktur.
Bu durumu şöyle kafamızda canlandırabiliriz. İçerisinde yaşadığımız uzayın sadece iki boyutlu ve simit (torus) yüzeyi gibi olduğunu düşünün (Şekil 7). Simitin iç tarafındaysanız ve diğer taraftaki bir noktaya gitmek istiyorsanız simitin iç kısmını dolaşarak gitmeniz gerekir. Oysa üçüncü boyutta yolculuk edebiliyor olsanız, doğrudan karşıya geçerdiniz.
Yıldızlararası filminin bilim danışmanı Kip Thorne’un bilimkurguya kazandırdığı solucan deliği fikri de buna benzer. 1984’te Carl Sagan’a Mesaj romanı için verdiği solucan deliği fikri o günden bu yana bilimkurgunun vazgeçilmez unsuru haline gelmiştir. Gerek diğer bilimkurgu romanlarında ve filmlerinde gerekse Yıldızlararası’nda ışıktan hızlı seyahat için solucan deliği kullanılır.
Bir solucan deliği, yukarıdaki simit örneğinde olduğu gibi uzayzaman düzleminin bir noktasını tamamen ayrı bir bölgedeki bir diğer noktasına doğrudan bağlayan geçittir. Basitçe bir kağıdı elinize alıp, iki kenarını birbirine değecek şekilde katladığınızda, birbirine değen uçlar arasında seyahat edebilmeniz şeklinde görselleştirilebilir (Şekil 8). Şekilde görüldüğü gibi normalde 25 ışık yılı mesafedeki Vega’ya gitmemiz için bir solucan deliği kullanırsak neredeyse Vega’ya anında ulaşırız.
Elbette bizi böyle bir yolculuğa çıkartabilecek bir makine inşa etmek oldukça zordur ve bunu sağlayacak teknoloji bugün var olan her şeyden çok daha farklı olacaktır.
Ovrut, Steinhardt ve Turok bu kuramı evrenin başlangıç soruna bir çözüm olarak kullandılar ve Büyük Patlama’nın birbirine çarpan zar evrenler ile başlamış olabileceğini önerdiler. Buna göre sonsuz sayıda evren-zarlar birbirleriyle çarpıştıklarında (Şekil 9) bizim Büyük Patlama dediğimiz şey gerçekleşir ve içinde yaşadığımız evren genişlemeye başlar.
Öte yandan başka yerlerde, başka boyutlarda da sonsuz sayıda Büyük Patlama’lar gerçekleşmekte ve sonsuz sayıda başka evrenler de ortaya çıkmakta.
Bütün bu bilgilerin ışığında filmin en zor anlaşılan kısmına gelebiliriz. Kara deliğin içinde ne var? Nasıl oluyor da filmin kahramanı başka bir boyuta (ve zamana) geçebiliyor ve bizim yaşadığımız boyutu (ve zamanı) etkileyebiliyor? Şüphesiz işin bu kısmı spekülatif bilime giriyor.
Ancak bunun bilimsel bir spekülasyon olduğunu ve her ne kadar kanıtlanmasa da diğer bütün kanıtlanmış bilimsel kuramlarla uyum içinde olduğunu hatırlatalım. Uzayzamanın bükülebildiğini yukardaki paragraflarda anlatmıştık. Bu konuda kimsenin bir şüphesi yok. Ancak bu bükülme iki şekilde gerçekleşebilir. İlki içinde yaşadığımız 4-boyutlu uzayzamandan başka bir boyut yok ve bükülme uzayzamanın kendisinin bükülmesidir.
Büyük Patlamadan bu yana genişleyen evren de bütün uzayzamanın genişlemesi şeklinde gerçekleşiyor. Tıpkı bir balon gibi ama balondan başka bir şey yok. Klasik cevap bu ve bu cevap yakın zamana kadar bütün fizikçilerin ortak görüşüydü. İkincisi, ancak bir açıklama daha var ki, özellikle 1980’lerden sonra kuantum kütleçekim kuramlarının çeşitlenmesiyle birlikte sicim kuramları, M-kuramı gibi popüler kuramlar tarafından benimsenmekte.
O da şu: İçinde yaşadığımız uzay-zaman, yığın [bulk] adı verilen bir beşinci boyut (diğer tüm boyutları 5. boyut gibi düşünelim) içinde bükülmekte.
Dolayısıyla bu açıklamaya göre “evrenimiz neyin içinde genişliyor?” sorusuna verilecek yanıt: “yığının içinde ya da 5. boyutun içinde genişliyor” olacaktır. Bu yeni kuramlara göre bizim içinde yaşadığımız evren bu yığının için de bir zardır [brane] (Şekil 10).
Şekil 10: 4-boyutlu uzay zamanımızı 2-boyutta canlandırmaya çalışırsak elde edeceğimiz resim şekildeki gibi bir zar [brane] olacaktır. Yığın [bulk] ise buna dik bir 5. boyuttur. Şekildeki “dışarı-içeri” [“out-back”] yönü zardan yığına olan yöndür.
Şimdi 2-boyutta gösterdiğimiz 4 uzay zaman boyutlu zarımızdaki boyutları 1-boyuta indirelim (Kuzey-Güney) ve ortadaki kalın çizgiyle ifade edelim (Şekil 11).
. Mavi diskin içinden yayılan kütleçekim kuvvet çizgileri diskin dışına çıktıklarında Kuzey-Güney [North-south] yönüne paralel olurlar ve “dışarı-içeri” yününe gitmezler. Böylelikle Newton’ın ters kare yasası da tekrar sağlanmış olur.
Kuantum kütleçekimi anlamaya çalışan fizikçiler, ekstra boyutların mikroskobik boyutlarda olduklarını ve kendi üzerlerine katlandıklarını düşünürler. Bu da kütleçekimin çok hızlı yayılmasını engeller. Ancak Yıldızlararası filminde bir spekülatif adım daha atılmış ve bu boyutlardan en az birinin kendi üzerine katlanmadığı varsayılmış. Bunun nedeni de filmin kahramanına yer açmak. Cooper filmin sonunda teserakt adı verilen 4-boyutlu bir küpün içine düşüyor.
1999 yılında Lisa Randall ve Raman Sundrum kütleçekimin yığının içine yayılmasını önleyen bir yol buldular. Randall’ın Warped Passage [Bükülmüş Geçitler] kitabında (Alfa Bilim dizisinden basıma hazırlanmakta) anlatılan teknik detaylara değinmeden buna Anti-deSitter bükülmesi adı verildiğini söyleyelim. Özetle belirtirsek Anti-deSitter bükülmesi kuantum dalgalanmalarından kaynaklanmakta.
Bu mikroplar 1 mm. yol aldıklarında Anti-deSitter (AdS) bükülmesi nedeniyle aralarındaki mesafe 10 kat küçülür, 100 m’ye iner ve yol almaya devam ettiklerinde aralarında mesafe de küçülür. Bu küçülme nedeniyle de zarımızın dışındaki 5. boyutta kütleçekimin yayılacağı fazla bir yer kalmaz.
Bu nedenle aslında Cooper’ın teserakta gezinebileceği pek yer yoktur. Ama Kip Thorne bu problemi kendi zarımızı AdS bükülmesinin içinde bir sandviç gibi tasarlayarak çözer. Sandviçin içinde ortadaki bizimki olmak üzere üç zar vardır ve sandviçin dışında yığın bükülmüş değildir.
Dolayısıyla sandviçin dışında her türlü bilimkurgusal senaryoya izin verecek bir alan kalır. Sandviçin kalınlığının 3 santimetre olması bütün gözlemlenir evreni kapsaması için yeterlidir!
Cooper’ın içinde gezindiği 4 boyutlu küp [teserakt] hakkındaki teknik detayları Kip Thorne’un kitabında okuyabilirsiniz. Burada kütleçekim dalgalanmaları önemli bir yer tutmakta. Filmde de kütleçekim anomalileri olarak karşımıza çıkıyorlar.
Aslında kütleçekim anomalileri çok eski bir kavram. Newton kuramına uymayan Merkür’deki anomali Einstein kuramıyla halledilmişti. Daha modern bir anomali kara madde kavramını kattı bilim dünyasına. Henüz kara maddenin ne olduğu çözülebilmiş değil. 1998’de çok daha çığır açıcı bir anomali evrenin hızlanarak genişlediğini göstererek kara enerji ismini aldı. Kara enerjinin de ne olduğunu bilmiyoruz. Filmdeki anomalilerse zaten varlığını bildiğimiz gelgitsel kütleçekimdeki açıklanamayan farklılıklar. NASA’daki profesör bunlara 5. boyuttakilerin yol açtığından şüpheleniyor. 5. boyuttaki yığın alanının böylesine gelgitsel kütleçekim anomalilerine yol açması mümkün.
Kuantum dalgalanmalarını bir kenara bırakırsak Einstein’ın çok iyi anlaşılmış görelilik yasalarını elde ederiz. Bu yasalar uzayzamanın örneğin bir kara delik etrafında nasıl büküldüğünü betimler.
Ancak kuantum dalgalanmalarını işin içine katmadan doğru bir kuantum kütleçekim kuramı elde etmek de mümkün değildir.
Çünkü Einstein yasaları Büyük Patlamanın başlangıcı ya da kara deliğin içi gibi yerlerde çalışmaz. Tekillik, uzayın ve zamanın bükülmesinin sınırsız olduğu yerdir.
1990’lardan bu yana fizikçiler kara delikler hakkında daha çok şey bildiklerini düşünüyorlar. Her ne kadar bu kuramlar doğrudan deneylerle veya gözlemlerle kanıtlanmamış olsa da, diğer kuramlar ve gözlemlerle uyum içindeler. Eskiden sadece BKL tipi tekillikler bilinirdi. Belinsky, Khalatnikov, ve Lifshitz isimli Rus fizikçilerin adını verdiği BKL tipi tekillikler yüksek düzeyde kaotiktir.
Böyle bir kara deliğin içine girmeniz tavsiye edilmez. Eğer kazara böyle bir kara deliğin içine düşerseniz atomlarınıza ayrılırsınız. Rus fizikçiler kara deliğe düşen birinin kaderini öngörebiliyorlar ancak tek bir konuyu bilemiyorlar: atomların kaderi. Ne onlar ne de başka hiç kimse günümüzde kara deliğe düşüp de parçalanan bir cismin atomlarının ne olacağını öngöremiyor.
1991 yılında Eric Poisson ve Werner Israel, Einstein denklemleri üzerine çalışırken ikinci tipte bir tekillik keşfettiler. Bu tekillik kara delik yaşlandıkça büyüyordu. Nedeniyse kara deliğin içinde zamanın olağanüstü yaşlanmasıydı. Eğer Gargantua gibi kara deliğin içine düşerseniz, sizinle birlikte gaz, toz, ışık vb gibi birçok başka şey de girer. Bütün bunların kara deliğe girmesi, dışarıdan bakan bir gözlemci için milyarlarca yıl alır. Ama kara deliğin içindeki biri için bir saniyeden kısa bir süredir bu. Dolayısıyla böyle bir kara deliğin içine girerseniz bütün bu maddelerin ışık hızına yakın bir hızla ince bir tabaka halinde üzerinize doğru düştüğünü görürsünüz.
Gelgit kuvvetleri bir yandan çekip bir yandan sıkıştırdığından tekilliğe ulaştığınızda net kuvvet sonsuz değil sonlu olur ve hayatta kalma şansınız olabilir (Şekil 17).
2012’de Donald Marolf ve Amos Ori üçüncü tipte bir tekillik keşfettiler. Sizden önce kara deliğe düzen gaz, toz, ışık, kütleçekim dalgaları ve benzeri gibi şeylerin yarattığı “dışarı doğru tekillik” adı verilen bu tekillik de kara delik yaşlandıkça büyür.
Bunların küçük bir bölümü kara deliğin içindeki uzay ve zaman bükülmeleri sonucu size doğru yansır. Bu yansıma, zaman yavaşlaması yüzünden bir şok cephesi gibi sıkıştırılmıştır. Yine gelgit kuvvetleri oluşturur ve sonsuzluğa doğru büyüyerek tekillik oluştururlar. Ama bu defa söz konusu olan “dışarı doğru tekillik”tir. Bu tür bir tekillik içinde de sağ kalma şansınız vardır (Şekil 18).
Sonuç olarak, filmin kahramanı yarattığı “dışarı doğru tekillik” tipindeki bir tekillik içine düşerek dört boyutlu küp olan teserakta girer ve kütle çekim anomalileri yaratarak geçmişe haber gönderir. Bütün bunlar fantezi değil şu anki bilimsel bilgilerimizle olası senaryolar. Ama şüphesiz kanıtlanmış bilgiler değil bunlar. Filmden zevk almanız dileğiyle.