E?er wormhole’lar varsa, bunlar küresel ?ekilde ortaya çykarlar. Evrenin çok uzaktaki di?er bölümüne açylyrlar. Buna göre Newyork Time Square’daki biri tek bir adymla Sahara çölüne gidebilir. Buna kar?yn böyle bir wormhole fizik kurallaryny altüst edememi?tir. Bunun için negatif enerjinin gerçekdy?y gücüne ihtiyaç vardyr.
Uzayda bir bölge hiçbir?eyden daha az bir ?ey baryndyrabilir mi? Ço?unuz “hayyr” diyeceksiniz. Bir kysmynyz “o bölgede ne varsa radyasyon dahil yok ederim sadece bo?luk kalyr” diyeceksiniz. Fakat kuantum fizi?inin bununla ilgili gerçek yetenekleri var ve açyklanabilirli?i yok. Uzayda bir yerde hiçbir?eyden daha az ?ey olabilir. Her ünitedeki hacim ve yo?unluk 0’yn altynda olabilir.
Olayyn saçma oldu?unu söylemeye gerek yoktur. Einstein’in yerçekimi yani genel izafiyet teorisine göre madde ve enerji warplarynyn varly?y uzay ve zamanyn geometrik tanymlamasyny olu?turur.[ Çetin Bal: Bir nevi madde ve enerji uzay/zaman geometrisinin kayna?ydyr.Daha anla?ylyr bir dille zaman ve mekan diye ayry ayry kaplardan bahsedemeyiz.Zaman ve mekan kendi ba?yna soyut ?eyler gibi dü?ünülemez.Zaman ve mekan maddenin ve enerji warplarynyn varolu?uyla izafi hale gelirler.]Yerçekiminden anlady?ymyz normal, pozitif enerjiyle veya kütleyle uzay/zaman'yn saptyrylmasy. Uzay/zamanyn e?rilmesiyle tüp geçitler gibi fenomenlerin gerçekle?mesi mümkündür. Wormhole’lar ba?ka bir boyutta sanki tünel gibi açylyrlar. Warp drive’lar ise y?yk hyzyndan daha hyzlydyrlar. Zaman makineleri ise geçmi?e gitmeye olanak sa?larlar. Negatif enerjiler sürekli çaly?an zaman makineleri yapymynda kullanylabilirler. Ya da kara deliklerin yokedilmesinde de kullanylabilirler.
Fizikçiler için bunlar alarm zillerinin kollara ayrylmasydyr(???). zaman yolculu?unun geri dönük potansiyel paradoxlary vardyr. Mesela geçmi?e gidip babanyzyn tohumlaryny atmadan dedenizi öldürmeniz ne gibi sorunlara yol açar. Burada çok önemli bir soru devreye giriyor; fizik kurallary negatif enerjiye kendi synyrlaryny koyuyor mu? Biz ve di?erleri, büyük ve süreli negatif enerjiye zorla tabii kysytlamalar gidilmesinin, in?a edilen wormhole’lerin ve warp drive’laryn düzgün çaly?mamasyna sebep olaca?yny farkettik.
Double (çift, iki, benzer, e?, iki misli, kyvyrmak) Negatif
Bu konuyla ilgili daha ileri gitmeden önce okuyuculara negatif enerjinin ne olmady?yny anlatmamyz gerekir. Pozitif enerjisi olan anti maddelerle kary?tyrylmamalydyr. Elektron ve anti zerrecikleri (antiparticle) pozitif elektonlarla çarpy?tyklarynda yok oluyorlar. Son çarpymlarda pozitif enerji ta?yyan gamma y?ynlary ortaya çykyyor. Anti zerrecikler negatif enerjiden olu?uyorsa, böyle bir etkile?im syfyryn nihai enerjisinde meydana gelir. Ayryca negatif enerjiyi evrenin sabitli?inde ve kainatyn bilinen modellerinde bulunan enerjiyle kary?tyrmamak gerekir. (Lawrence M. Krauss’un Scientific American’daki Cosmological Antigravity’i okuyun. ) Böyle bir dire?im negatif basyncy simgeler, fakat pozitif enerji olarak. (bazy yazarlar bunu egzotik madde olarak söylerler. Fakat biz ona negatif enerji yo?unlu?u diyoruz.)
Negatif enerji tamamen de bir fantezi de?ildir. Bazy olu?umlary laboratuvar ortamynda üretilebilmektedir. Herhangi bir elektri?in enerji yo?unlu?una, manyetik veya di?er rastgele ini? çyky? (manyetiksel) alanlaryna ihtiyaç duyan Heisenberg’in belirsizlik ilkelerinden ortaya çykarmaktadyrlar. Hatta enerji yo?unlu?u 0 ortalama düzeyinde ve bo?lukta inip çykar. Bu yüzden kuantum bo?lu?u klasik anlamynda hiçbir zaman bo? kalamaz. Bu sanal parçacyklaryn içte ve dy?ta kendili?inden kabacyklar çykardy?y bulanyk denizdir. (bak: Philip Yam: Syfyr Noktasyndaki Enerjinin Serüveni(scientific american) 1997) Kuantum teorisinde syfyr enerji mevhumu tüm bu dalgalanmalarla birlikte vakuma kar?ylyk gelir.Biri bu dalgalanmalary daha aza indirmeyi -dü?ürmeyi- ba?arabilirse bu vakum normalden daha az yani syfyr enerjisinin altynda bir enerjiye sahip olacaktyr.
Uzayyn de?i?ik noktalarynda y?yk dalgalary, pozitif veya syfyr enerji yo?unlu?una sahip olur. Syky?tyrylmy? vaziyetteki enerji yo?unlu?u, zamanda belirli bir anda ayny noktada pozitif hale gelebilir. Bunu kar?ylayabilmek için uçtaki pozitif yo?unluk mutlaka yükselmelidir.
Örnek: kuantumu inceleyen ara?tyrmacylar, bo?luk dalgalanmalaryny engelleyip gizleyen yykycy özel alanlary yarattylar. Bu bildik syky?my? bo?luklar negatif enerjiyle ili?kilidir. Yani pozitif ve negatif enerjinin yer de?i?tirmesiyle ilgilidir. Syky?my? bo?luk ba?ka bir noktada pozitif enerji de?erinde negatif enerji üretir. tipik bir deneyde laser y?yk demeti do?rusal olmayan optiksel materyaller üzerinden geçer. [see "Squeezed Light," by Richart E. Slusher and Bernard Yurke; SCIENTIFIC AMERICAN, May 1988]. ?iddetli lazer y?yklary, nicem (kuanta) ve foton (photon) y?yklaryna neden olmaktadyr. Bu fotonlar bo?luk dalgalanmalaryny positif ve negatif alanlara yönlendirirken gizleyebilir ve daha iyi hale getirebilir.
Negatif enerjiyi yaratmadaki di?er method uzayda geometrik synyrlar meydana getirir. 1948’de Alman fizikçi Hendrik B.G. Casimir, birbirlerine ba?ly olan bo?luk dalgalanmalaryny de?i?tiren ?arjsyz iki adet paralel metal plakayy buldu. Plakalar arasyndaki enerji yo?unlu?u negtif olarak ölçüldü. Plakalar, birbiri arasyndaki dalgalanmayy azaltty. Bu durum plakalary birbirine çeken negatif enerji ve basynç meydana getirdi. Dar bo?luklar, daha fazla negatif enerji ve basynç, ve de daha güçlü çekici güç. Casimir’in elde etti?i bulgular son zamanlarda Los Alamos Ulusal Laboratuvary’ndan Steve K. Lamorreaux, California Üniversitesi’den Umar Mahideen ve meslekta?y Anustiree Roy tarafyndan da incelemeye alynmy?tyr. Buna benzer ?ekilde 1970lerde Poul C. W. Davies and Stephen A. Fulling, Londra Üniversitesindeki King kolejinde camlaryn hareket etmesi gibi synyrlaryn hareket etmesinin de negatif enerjinin de?i?mesini sa?layabilece?ini bulmu?lardy. Casimir’in bulgulary ve syky?tyrma halleriyle ilgili olarak ara?tyrmacylar negatif enerjinin sadece dolayly sonuçlary ölçebilmi?lerdir.
Direkt sonuçlary bulmak aslynda gerçekten de zordur fakat atomal döngüyü kullanarak bulunmasy da muhtemeldir. Bunu savunanlar da British home office’den Peter O. Grove, Oxford üniversitesinden Adran C. Ottewill ve bizin gruptan biri (Ford).
Yerçekimi ve Çekimsizliksizlik (levity)
Negatif enerjinin konsepti modern fizi?in de?i?ik dallarynda ortaya çykmaktadyr. Kara deliklerle ba?lantysy olan gizemli objeler vardyr, bunlaryn yerçekimsel alanlary o kadar kuvvetlidir ki bundan kurtulmak mümkün de?ildir (ufuk olayy). 1974’de Cambridge Üniversitesi’nden Stephen W. Hawking, ünlü kehanetinde karadeliklerin radyasyon göndererek-yayarak- buharla?abilece?inden (ya da yok olaca?yny) bahseder. (bak. "The Quantum Mechanics of Black Holes," by Stephen W. Hawking; SCIENTIFIC AMERICAN, January 1977]. Karadelikler kütleleriyle ters orantyly olarak enerji yayarlar. Buna kar?yn sadece kara deliklerin atomdan küçük olanlarynyn buharla?ma (yok olma) oranlary büyüktür. Bu da kara delik kurallarynyn termodinamik kurallaryyla bir ba?ynty olu?turmasyna sebep olur. Hawking’in enerji yayylmasy, kara deliklerin termal çevreleriyle dengeye gelmesine olanak tanyr.
Ylk baky?ta, buharla?ma (yok olma) çeli?kili gibi gözüküyor. Ufuk tek yönlü yol gibidir. Enerji sadece içine do?ru akar. O zaman nasyl oluyor da oluyor, kara delikler dy?aryya enerji yayabiliyorlar. Çünkü enerji, pozitif enerjinin olu?umu syrasynda korunmalydyr, Hawking’in enerji yayylmasy negatif enerjinin kara delikten içeriye do?ru yayylmasyna e?lik eder. Burada negatif enerji deli?in yanyndaki bo?luk dalgalanmalaryny bozan a?yry uzay zamany e?rili?inden olu?maktadyr. Bu yönde, termodinamikle kara deli?in bütünle?me yo?unlu?unun negatif enerjiye ihtiyacy vardyr. Negatif enerjinin göründü?ü uzay zamanynyn e?rilmi? bölgeleri sadece kara delikler de?ildir. Solucan delikleri de vardyr (worm hole) . Uzayda herhangi bir bölge veya zamandan di?er bir bölge veya zamana açylan tünel varsayymlarydyr. Fizikçiler wormhole’laryn içe ve dy?a (kara deli?in di?er tarafy) kabaryp sadece çok kysa mesafelerde var oldu?unu dü?ünürlerdi. [see "Quantum Gravity, by Bryce S. DeWitt; SCIENTIFIC AMERICAN, December 1983].
1960laryn ba?larynda Robert Fuller ve John A. Wheeler adly fizikçiler, büyük wormhole’laryn kendi yerçekimleri tarafyndan çok hyzly bir ?ekilde çökertilece?ini, ve y?y?yn bile bu wormhole’ler üzerinden zaman yolculu?unu gerçekle?tirecek yeterli zamany bulamayaca?y ny belirtmi?lerdi. Fakat 1980lerin sonlaryna do?ru bazy ara?tyrmacylar özellikle Michael S. Morris ve Kip S. Thorne (Kaliforniya teknoloji enstitüsü ) Matt Visse (Va?ington üniversitesi) ba?ka bir ?ey buldular. Belirli wormhole’lar insan veya uzay gemisi için yeterli büyüklükte olabilir. Herhangi biri wormhole’ün dünyadaki a?zyndan içeri girip biraz yürüdükten sonra öteki a?zyndan (tarafyndan) Andromeda galaksisine geçebilir. Buradaki önemli nokta, wormhole’laryn negatif enerjiye ihtiyaç duymasydyr. Çünkü negatif enerji yerçekimsel açydan iticidir. Bu sayede wormhole’un çökmesini engeller.
Wormhole’un geçilebilir olmasy için sinyalleri (en dü?ük bo?lukta) y?yn olarak sa?lamasy gerekir. I?ynlar wormhole’un a?zyna girerek orada bir noktada birle?ir. Fakat öteki a?yzdan birle?ik halinden ayrylarak çykmasy gerekir. Bunun için negatif enerji gerekir. Syradan bir cismin yerçekimsel alany tarafyndan ortaya çykarylan uzayyn e?rili?i bir noktada toplayan lens görevi görürken, negatif enerji de uzakla?tyran (ayyran) lens görevi görüyor.
I?yk dalgalary, uzayyn farkly yerlerinde genellikle pozitif veya syfyr enerji yo?unlu?undadyrlar. Fakat bilindi?i gibi syky?yk haldeyken belli bir andaki enerji yo?unlu?u bazy yerlerde negatif olabilir. bunu telafi etmek için uç noktadaki pozitif enerjiyi arttyrmak gerekir.
Dilithium’a Yhtiyaç Yok
Böyle bir uzay/zaman bükülmesi bir ba?ka bilim kurgu olayynyn varly?yna olanak sa?lyyor: I?yktan hyzly seyahat etmek. 1994’de Miquel Alcubierre Moya Cardiff’teki Wales üniversitesinde Einstein’in “warp drive” la ilgili pek çok özelli?i ortaya çykaracak olan denkleminin çözümünü buldu. Bu bir yyldyzgemisini(starship) kendi dy?yndaki bir gözlemciye göre göreceli olarak çok yüksek de?i?ken hyzlara ta?yyabilen bir uzay/zaman baloncu?unu tanymlar. Hesaplamalar gösteriyor ki negatif enerjiye ihtiyaç vardyr. Warp drive Einstein’in izafiyet teorisini çürütebilir. Fakat özel izafiyet’e göre ayny yönde y?yktan önde gitmek mümkün de?ildir. Zaman e?rili?i meydana geldi?inde ba?ka bir yoldan veya kestirmeden giderek y?y?y geçmek mümkündür. Balonun önünde uzay zamanynyn küçülmesi balonun arkasynda da geni?lemesi kestirme yol yaratyr.
Uzay zamany balonu, modern fizikteki “warp drive”a bilim kurguda daha yakyndyr. Bu, bir uzay gemisini istenen hyzda ta?yyabilir. Uzay zamany balonun ön kysmynda durarak, hedefe olan uzakly?yn azalmasyny sa?lyyor. Ve ba?langyçtan da uzakla?yyor. Gemi hala uzayda göreli olarak duruyor. mürettebat ise hyzlanmayy hyssetmiyor. Negatif enerji’ye (mavi) balonun yan taraflarynda ihtiyaç duyuluyor.
Astronomik Ara?tyrma Merkezi’nden (St. Petersburg yakynyndaki Pulkovo) Sergei V. Krasnikof’un ortaya çykardy?y Alcubierre’nin orijinal modelindeki bir problem, e?rilik balonunun içi, önde bulunan a?yzla kopukluk ya?amaktadyr. Uzay gemisi kaptany içeride balonu kumanda edemez, açamaz veya kapayamaz. Bunu harici ki?ilerin önceden kurmasy gerekir. Bu sorunu çözmek için Krasnikov, dünya ile uzak yyldyzlary birbirine ba?layan uzay zamanynda bir çe?it tüp(tünel) olan “süperlüminal metro (altgeçit)” fikrini ileri sürmü?tür. Bu tüpte tek yönlü seyahat mümkündür. I?yk hyzynyn altynda seyreden bir yolculuk boyunca böyle bir tüpü gemi mürettebaty yapabilir. Dönü? yolculu?u da warp hyzy üzerinden olur. Warp (e?rilik) balonlary gibi bu alt geçit de negatif enerji doludur. Tufts Üniversitesi’nden Ken D. Olum ve Visser, Oxford’dan Bruce Bassett ve Uluslararasy Geli?me Çaly?malary Okulu’ndan Stefano Liberti’nin çaly?malary gösteriyor ki her ne olursa olsun y?yk hyzyndan daha hyzly giden bir ?eyin negatif enerjiye ihtiyacy vardyr.
Wormhole’laryn ve warp drive’laryn yapylmasyyla zaman yolculu?u gerçekle?ebilir. Bu i? ara?tyrmacylaryn hyzyna ba?lydyr. Dünyada ya?ayan biri uzay gemisiyle y?yk hyzyna yakyn bir hyzla yolculuk ederse, döndü?ünde o zaman zarfynda dünyada kalan bir ki?iden daha az ya?lanmy? olacaktyr. e?er yolcu y?yk hyzyndan daha hyzly bir ?ekilde yolculuk ederse ve bunu bir de wormhole ya da warp bubble (warp e?rili?inden do?an warp baloncu?u - e?ri uzay/zaman kavisi-) gibi kysa yollar üzerinden gerçekle?tirirse, dünyaya kendisi dünyayy terketmeden önce dönecektir. Caltech’den Morris Thorne ve Ulvi Yurtsever, 1988de wormhole zaman makinesi planladylar. Bu fikirleri son on yyldaki ara?tyrma ve çaly?malardan daha çok yol kaydetti.
1992’de Hawking, zaman makinesi yapymynda son nokta olarak uzay zamanynyn negatif enerjiye ihtiyacy oldu?unu ispatlady. Negatif enerji o kadar de?i?ik bir enerjidir ki bazy fizik kurallaryna uymaz.
I?yktan hyzly giden bir geminin içinden bakyldy?ynda yyldyzlar kayar gibi gözükür.
Geminin hyzy arttykça geminin ön kysmynyn rengi maviye döner. Geminin arka kysmy ise kyrmyzy bir hal alyr ve sanki yokmu? gibi gözükür. Yyldyzlaryn y?yklary geminin altyna veya üstüne etkilenmemi? olarak gelir.
Negatif enerji o kadar de?i?ik bir enerjidir ki bazy fizik kurallaryna uymaz. Negatif ve pozitif enerjinin bo? uzayda yaratylmalaryndan önceki ve sonraki e? de?erlerinin toplam enerjisi 0’dyr. Bu yüzden enerjinin muhafaza edilmesi (ya da saklanmasy) belli bir kural dahilindedir. Fakat gerçekte dünyada enerjinin muhafazasy bazy fenomenlere göre henüz mümkün de?ildir. Kyrylan bir cam tekrar onarylamaz ve ysy kendili?inden so?uktan syca?a geçemez. Böyle sonuçlar termodinami?in ikinci kuraly tarafyndan yasaklanmy?tyr. Genel ilkeler do?rultusunda sistemin düzensiz derecesi (yani entropi) enerji giri?i olmadan kendili?inden azalamaz. Bu yüzden içindeki so?uk havayy sycak olarak dy?ary pompalayan buzdolaplary’nyn harici enerji kayna?yna ihtiyacy vardyr. Benzer ?ekilde ikinci kanun, ysynyn tam dönü?ümünü yasaklar. Negatif enerji potansiyel olarak ikinci kanunla çaky?yr. Negatif enerjiden gitmeye hazyr y?yn yaratan bir egzotik lazer dü?ünün. Enerji korumasynyn bir cihaz tarafyndan yapylacak pozitif enerjinin sa?lam aky?yna ihtiyacy vardyr.
Görünen o ki hiç tükenmeyen bir enerji ile tükenmeyen - hareket makinasy yapylabilir. O suretle de ikinci kanun çi?nenmi? olur. E?er y?yn demeti bir bardak suda kullanylyyor olsaydy, pozitif enerjiyi güce dönü?türen buzdolaby motoru suyu harici bir güce gerek olmadan so?uturdu. Bu tür sorunlar negatif enerjiden dolayy kaynaklanmyyor. Ama negatif ve pozitif enerjinin synyrlandyrylmamy? ?ekilde ayyrylmasyndan kaynaklanyyor.
Kontrol altyna tutulmayan negatif enerji ayryca kara delikler için etkileyici sonuçlar do?urabiliyor. Bir kara delik formlary sönmü? yyldyzlar yüzünden çökünce, yerçekimsel gücün en güçlü oldu?u bölgede genel izafiyet teorisi, formun tekilli?ini (singularity= kara delik gibi yerlerdeki yo?unlu?un sonsuz oldu?u noktalar.) önceden gösterir. Bu noktada genel izafiyet teorisi ve fizi?in bilinen bütün kurallary bir sonraki adymyn veya olacaklaryn ne olaca?y hakkynda bir ?ey söyleyemez. Bu yetersizliklikler, do?anyn önemli ba?arysyzly?ynyn günümüz matemati?indeki betimlemesidir. Tekillik “event horizon”’un (karadelik olay ufkunun) içinde çok uzun zaman sakly kalabilir ama zarary synyrlydyr. Do?anyn tanymynda ufkun dy?yndaki heryer do?aldyr. Bu sebepten Oxford’dan Roger Penrose kozmik sansür hipotezini ortaya atmy?tyr. ''Olay ufku'' tarafyndan korunmayan çyplak tekillikler olamaz.
Kara deliklerin bazy çe?itlerindeki –ki bunlara extrem kara delikler denir – ve hatta enerji yüklenmesinde veya dönmesindeki en ufak bir arty? ya da kütlesindeki bir azaly? ilke olarak ufku yok eder ve deli?i de çyplak e?sizli?e döndürür. Kara deliklerin enerjilerini de?i?tirmeye kaky?mak ya da döndürmeye çaly?mak ba?arysyzly?yn normal sonuçlarydyr. Bir olasylykla negatif enerji yerine y?ynyn parlamasyny sa?layarak ve enerjisini ve dönü?ünü de?i?tirmeden kütlesini azaltmaya çaly?mak kozmik sansürün çökmesine neden olur.
Bir ihtimal hareket eden ayna kullanylarak y?yn yaratylabilir. Ylke olarak ekstrem bir kara delikde heyecan veren bir de?i?iklik için negatif enerjinin çok küçük bir de?erine ihtiyaç vardyr. Bu yüzden gözle görülebilecek etkiler için negatif enerji kullanylabilir.
