30 yılda 47 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir mesafe nasıl uçulur?
İçsel bilgimizden, ışık hızında hareket etse bile, sadece birkaç on yıl içinde, yalnızca onlarca ışık yılı uzağa uçabilir. Öyleyse Samanyolu'ndan kısa sürede uçmak imkansız mı? Durum böyle değil, İnsanlar görelilik etkisini yaşamları boyunca yıldızlararası yolculuğu gerçekleştirmek için kullanabilirler. Bu hızlanmaya bağlıdır. İnsanlar çok kırılgan yaratıklardır ve çok fazla ivmeye dayanamazlar. İvme uzun süre 1g'den fazla olursa insan vücudunun çeşitli sağlık riskleri olacaktır. 10 g'ı aşarsa, ölüme neden olma olasılığı yüksektir.
Uzayı keşfetmek istiyorsak ilk yarıda hızlanıp ikinci yarıda yavaşlamamız gerekiyor. Dayanabildiğimiz ivme çok büyük olmasa da, göreliliğin zaman uzatma etkisiyle yıldızlararası yolculuk gerçekleştirebiliriz. Özel görelilik teorisine göre, uzay aracının hızı ışık hızına yaklaştığında, uzay aracının iç süresi yavaşlayacak, böylece sınırlı bir sürede uzak yerlere uçabiliyoruz.
Uzay aracının ivmesi 1.5g ise ilk yarıda bu ivme ile hızlanacak ve ikinci yarıda aynı hızlanma ile yavaşlayacaktır. Aşağıdaki verileri alabiliriz:
Buradan da anlaşılıyor ki, 50 ışık yılı uzaktaki yerlere ulaşmak istiyorsanız, görelilik teorisinin çok büyük bir avantajı var. Bu etki, 1.000 ışık yılını aşan yerlerde daha da belirgindir. Teoride, uzay aracı bir ömür boyu 1.5 g hızlanma ile Samanyolu'ndan galaktik ötesindeki uzak bir galaksiye uçabilir. Ve uzay aracının tüm görünür uzayda seyahat etmesi ve 47 milyar ışıkyılı uzaklıkta evrenin sonuna ulaşması sadece 30 yıl sürüyor.
Bununla birlikte, bu tür bir yıldızlararası seyahatin başarılması zordur ve önünde iki büyük sorun vardır.
İlk olarak, uzay yolcuları dünyaya döndüklerinde, dünya zaten değişimlerle doludur. Örneğin, 1.5g'lik bir ivmeyle, Orion'daki Betelgeuse'a uçup Dünya'ya geri dönerek, uzay aracındaki insanlar yalnızca 18 yıl yaşayacaklar ve uzay aracı Dünya'ya döndüğünde 1300 yıl sonra gelecekteki Dünya'ya varacaklar.
İkincisi, bu daha doğrudan ve pratik bir konudur. Uzay aracını yeterince yüksek bir hıza çıkarmak için çok büyük miktarda enerji gerekiyor. Örneğin, Yengeç Bulutsusu'na uçmak, beklenen ivmeyi elde etmek için uzay aracının kilogramı başına 7 × 10 ^ 20 J enerji kaynağı gerektirir. Evrende enerji sıkıntısı olmamasına rağmen aslında elde edilmesi zordur. Güneş tarafından her saniye salınan enerji 3 × 10 ^ 26 J'dir, bu nedenle teoride, oldukça büyük bir uzay aracının ideal hıza ulaşmasını sağlamak için yalnızca birkaç saniye güneş enerjisi toplanabilir. Tabii ki, bu adımı gerçekleştirmekten hala çok uzaktayız.
