Medeniyetin Sınıfları

İnsanlık, konakladığı gezegende pek çok değişime ve hatta geri dönülemez etkilere yol açtı. Hatta öyle ki bilim insanları bu devasa denilebilecek değişimi yeni bir jeolojik çağın başlangıcı olarak ilan etti: Anthropocene, yani insan çağı. Medeniyetin evrimi için önemli bir adım olarak görülen bu çağ, bize gelecekte ne gibi değişimlerin olabileceğini ve medeniyetimizin hangi noktalara kadar gidebileceğini işaret ediyor.

Kabaca elli ila kırk bin yıl öncesine kadar Dünya üzerinde pek çok insan (homo) türünün yaşadığına dair önemli kanıtlar var. Homo sapiensis (anatomik olarak modern insan, biz), Homo neanderthalensis (Homo sapiensler yüzünden soyları tükendiği düşünülüyor) ve takma adı hobbitler olan Homo floresiensis (ortalama 1 metre boyundalar) bunlardan birkaçını oluşturuyor. Fakat yaklaşık iki milyon yıl öncesinden başlayıp elli bin yıl öncesine kadar uzanan süreçte, insan cinsine ait bu türlerden yalnızca modern insan, yani homo sapiens evrimini sürdürerek hayatta kalabildi.

Diğer insan türlerinin iklim değişikliği, ormanlık alandan savanaya çıkma veya volkanik patlamalar gibi sebeplerle ortadan kalktığı düşünülüyor ancak bildiğimiz kadarıyla Neandertallerin soylarının tükenmesine sebep olan olaylar zinciri biraz daha karmaşık. Modern insanın Afrika’dan çıkıp dünyaya yayıldığı dönemde Neandertallerle karşılaşmış oldukları (ve hatta çiftleştikleri) biliniyor ve durum, hastalıklar, rekabet ve diğer sebeplerle bu insan türünü ortadan kaldırmış olabilir.

Elbette tüm suçu türümüze atmak son derece doğru değil. Neandertallere ilişkin bilgimiz, bize bu türle ilgili çok daha fazla şey söylüyor. Örneğin, modern insana kıyasla ormanlık alanlarda daha iyi avcı olan Neandertaller, Avrupa’da meydana gelen iklim değişikliklerinden etkilenmiş ve ormanlık alanların küçülmesiyle yeteri kadar avlanamamış olabilirler. Bunun yanı sıra, Bournemouth University’den John Stewart’a göre modern insanların, baskı altındayken Neandertallere kıyasla yapabilecekleri çok daha fazla şey var gibi görünüyor. Bu yenilik yapma ve uyum sağlama yeteneğinin, bizleri evrimsel süreçte avantajlı konuma getirmiş olabileceği aşikâr.

Modern insanlar ve Neandertaller arasında fark yaratan bu özellikleri çoğaltmamız mümkün; ancak konumuz bu olmadığı için daha fazla uzatmayacağız. Burada kısaca anlatmak istediğimiz, medeniyetimize giden yolda, mihenk taşı denilebilecek pek çok köşeyi geçmiş ve evrimsel olarak ilerlemiş olduğumuzdur. Bizler, yani modern insanlar, artık doğadaki av değil apeks bir avcı türüz. Gezegenin her yerine yayılarak kendi içerisinde tek tür olarak varlığımızı sürdürmeyi ve dünyanın en uzak bölgelerinde dahi üreyebilmeyi başardık. Bunu yaparken, biyolojik değil; jeolojik başarılarımızı kullandık. Kendimize ev aramak yerine evlerimizi yaptık, hastalıklardan kaçınmak yerine onları iyileştirmeyi öğrendik. Ve nihayetinde teknolojimiz ve ileri uygarlığımız sayesinde dünyadaki tüm canlılar üzerinde baskın tür olmayı başarabildik. Bunun sonucunda ise gezegenimizi yaşanamaz bir yer haline getirmeye başladık.

'Proceedings of the National Academy of Sciences' adlı dergide yayımlanan araştırmaya göre insanlar, yeryüzünde yaşayan tüm canlıların yüzde 0,01’ini oluşturmasına rağmen gezegendeki vahşi hayvanların yüzde 83’ünün, bitkilerin ise yarısının yok olmasına sebep oldu. Guardian gazetesinde yer alan habere göre, bakteriler dünyadaki biyokütlenin yüzde 13'ünü oluştururken bitkiler ise yüzde 82 ile en kalabalık grup. (BBC)

İnsan evrimine dair yazdığımız bu uzunca girişten sonra artık medeniyetlerin evrimine geçebiliriz. Bunu anlayabilmemiz içinse öncelikle medeniyetleri Tip I, Tip II ve Tip III olarak sınıflandıran ve 1964 yılında Nikolai Kardashev tarafından yazılan Kardashev Cetveli’nden bahsetmemiz gerekiyor.

Kardashev Cetveli

Nikolai Kardashev, olası Dünya dışı medeniyetleri ürettikleri enerji miktarına göre sınıflandırmış ve ondan sonra gelen bilim insanları da bu medeniyet tipleri üzerinde çeşitli düzenlemeler yapmıştı. Kardashev Cetveli olarak anılan bu sınıflandırmanın ilk basamağında yer alan Tip I medeniyetler ve sahip olabilecekleri teknolojiler yazı dizimizin de ilk basamağını oluşturuyor.

Endüstriyel devrimin öncüsü olan James Watt’ın modern buhar makinesini icadından bugüne çeyrek milenyum geçti. İlk buharlı tren 1804 yılında icat edildi, ilk uçak 147 yıl önce uçtu (11 saniye sürdü) ve radyo dalgaları kullanılarak yapılan ilk iletişim 1898 yılında gerçekleşti. Bilimsel gelişim her ne kadar insanlık tarihinin binlerce yıllık birikimi sayesinde yavaş yavaş ilerlemiş olsa bile, son yirmi yılda yaşanan gelişmeler, bundan önceki yüz yılda yaşananlardan kat be kat fazla! İlk cep telefonunun 1983 yılında üretildiğini düşünürseniz, ilk akıllı telefonlardan günümüze geçen süredeki gelişimin hızını rahatlıkla kavrayabilirsiniz. İşte bu, bilimsel gelişimin gittikçe hızlandığının en göz önündeki göstergelerinden birisi. Peki bizden 100 yıl sonra ya da birkaç bin yıl sonra insan uygarlığı hangi seviyelere gelecek?

Elbette insanlığın geleceğine (tabii bir geleceği var ise) ya da olası uzaylı medeniyetlere dair üreteceğimiz bilginin bir kısmı bilim kurgudan ibaret olabilir. Fakat Genel Görelilik, Kuantum Alan Teorisi vb. fizik kanunları sayesinde fikirlerimize alt ve üst limitler getirebiliyoruz. Çünkü keşfedeceğimiz medeniyetlerin gelişmişlik seviyeleri ne olursa olsun içinde yaşadığımız üç boyutlu evrenin fizik kanunlarına bağlı olacaklar.

Sınıflandırma

Sınıflandırma yaparken elbette hayal gücümüzün sınırlarını zorlamaya çalışmalıyız ancak dediğimiz gibi, hepimiz için işleyen fizik yasaları çerçevesinde bu fikirleri sınırlandırmak zorundayız. Öncelikle termodinamik yasalarını ele alalım.

Termodinamik yasaları gereği, evrendeki herhangi bir gelişmiş medeniyet, teknolojik gelişimleri ne seviyede olursa olsun yoktan enerji var edemez ya da enerjiyi yok edemezler. Bu enerjinin korunumu yasası gereğidir. Bir diğer gerçekçi limitimiz ise maddenin yapı taşlarıyla alakalıdır. Uygarlıkların enerji seviyelerini, tüm maddelerin yapı taşı olan atomlar ve moleküller belirler.

Son olarak medeniyetlerin yaşam alanlarından bahsetmekte fayda var. Ne biz insanlar ne de başka türler hiçbir zaman en yıkıcı güç olamayız. Yeryüzündeki ilk canlılar ortaya çıktığından beri türlerin yüzde 99’u tamamen yok olmuştur. Büyük bir volkanik patlama, buzul çağları, meteor yağmuru (hatta yeterli büyüklükteki tek bir göktaşı dahi), süpernovalar (yıldız patlamaları) ve gamma ışını patlamaları gibi doğal tehlikeler Tip II seviyesindeki bir medeniyeti dahi rahatlıkla ortadan kaldırabilir. Yani yavaş gelişen ve kendisini bu tip doğal olaylardan koruyamayacak düzeydeki tüm canlıların ortadan kalkma ihtimali her an vardır.

Peki bu parametreler neden bu kadar önemlidir? Önemlidir, çünkü bu parametreler bizlere her medeniyetin gelişimi için belirli bir zaman aralığına sahip olduğunu ve bu zaman aralığının ise düşündüğümüzden çok daha kısa olduğunu gösterir (Dünyanın 4,5 milyar yıl önce var olmaya başladığını fakat ilk canlılığın sadece 3,8 milyar yıl önce ortaya çıktığını unutmayın. İnsanlık ise sadece 300 bin yıldır var).

Kardashev Cetveli ve İnsanlığın Yeri

Orijinal Kardashev cetveli oldukça basittir. Buna göre;

Tip I (Gezegensel) Uygarlıklar, Dünya’daki enerji seviyemize yakındır

Tip II (Yıldızsal) Uygarlıklar, yıldızların saçtığı enerjinin ciddi bir bölümünü kullanırlar.

Tip III (Galaktik) Uygarlıklar ise içinde bulunduğu galaksideki enerjinin ciddi bir bölümünü kullanırlar.

Kardashev Cetveli, görüldüğü gibi medeniyetleri oldukça kaba bir şekilde sınıflandırmıştır. Örneğin bir uygarlık yüzlerce yıldız sistemine yayılmış olsa fakat bir yıldızın enerjisinin yalnızca küçük bir kısmını kullanabiliyorsa Tip I Medeniyet mi sayılacaktır? Öte yandan yıldız sistemini terk etmemiş fakat yıldızının neredeyse tüm enerjisini kullanabilen bir uygarlık Tip II mi olacaktır? Bu gibi sorunlar nedeniyle Kardashev’den sonraki bilim insanları bu cetveli modernize etmiştir.

Örneğin Carl Sagan, uygarlık tiplerinin arasındaki sınırları, medeniyetlerin kullandıkları enerjiye esnetmiştir. Buna göre Tip I Uygarlıkların 10^16 Watt, Tip II Uygarlıkların 10^26 Watt ve Tip III Uygarlıkların 10^36 Watt enerji kullanmaktadır.

"2012 yılında Dünya’nın ortalama enerji tüketimi yaklaşık olarak 10’12 Watt olarak gerçekleşmiştir. Bu ise bizi Tip 0,7 yapmaktadır."

Michio Kaku, “Geleceğin Fiziği” isimli kitabında bu tanımlamaları daha da detaylandırmış ve Tip I medeniyetler seviyesine gelebilmek için bir gezegene vuran güneş ışığını ve gezegenin sahip olduğu enerji potansiyelini kullanmayı, volkanlardan, havadan ve hatta depremlerden enerji elde edebilmeyi ve okyanuslara şehirler kurabilmeyi ölçüt olarak vermiştir.

Kardashev Cetveli’nin uzatılmış versiyonunda çok daha ekstrem olan Tip IV ve V de eklenmiştir. Tip IV, içerisindeki evrenin bütün enerji kaynaklarından faydalanabilen medeniyettir. Tip V ise bulunduğu evren ve diğer evrenlerin bütün enerji kaynaklarından yararlanabilen tiptir. Fakat böyle bir medeniyetin varlığı bile mümkün değildir. Var olmalarını geçtik, varlıklarını kanıtlamak imkansızdır. Zira onların aktiviteleri bizim uzay/zaman algımızın üstünde olacaktır.

Başka Dünyaları Sömürgeleştirmek

Diğer türlere nazaran, içinde bulunduğumuz dünyanın kaynaklarını tüketme noktasında oldukça endişe verici bir yerdeyiz. Bir taraftan teknolojimizi ve olanaklarımızı geliştirirken diğer taraftan dünyanın kaynaklarını, kendilerini yenileyebilecekleri hızın çok üzerinde kullanıyoruz. Bunun en temel nedeni son birkaç yüzyılda sağladığımız ilerlemelerin, evrimin ve adaptasyonun hızının çok üstünde gerçekleşmesidir. Bilimsel ve teknolojik gelişimin ihtiyaç duyduğu enerji talebi doğanın verebileceğinin üzerinde gerçekleştiğinden doğal denge git gide sarsılmaya devam ediyor.

Dolayısıyla biz istesek de istemesek de insan kaynaklı ya da insan dışı bir felaketle yok olmadığımız sürece başka gezegenlere yerleşecek ve bu gezegenlerin kaynaklarını kullanmaya başlayacağız. Ancak ve ancak teknolojimizi yeterli düzeyde geliştirebildiğimiz ve temiz enerji kaynaklarını verimli kullanmaya başladığımız zaman kömür ve petrol gibi ilkel fosil yakıtlara olan bağımlılığımızdan kurtulacak ve çevreye verdiğimiz zararı engelleyebileceğiz.

Bize En Yakın Olanlar: Tip I

Hala çok büyük bir yüzdeyle fosil yakıtlara bağımlıyız ve bu tip yakıtlar Tip I uygarlıklar seviyesine erişmemiz için gereken enerji yoğunluğunu sağlamaktan çok uzaktalar. Peki neden fosil yakıtları kullanıyoruz? Bağımlılığın en büyük sebebi bu yakıtların düşük teknoloji gerektirmesi ve bol bulunabilir olmasıdır. Ayrıca, füzyon enerjisi ya da yenilenebilir enerji gibi alternatif kaynakların geliştirilebilmesi için gerekli olan yüksek teknoloji, başlangıçta fosil yakıt kullanımı ile yapılan üretimler ve nükleer fisyon sayesinde mümkün olmuştur.

Tip I uygarlık seviyesine erişebilmemiz için günümüzde kullanabileceğimiz veya yakın ve uzak gelecekte kullanabileceğimizi düşündüğümüz bazı enerji kaynaklarından bahsedeceğiz. Her ne kadar Tip I uygarlığa çok daha yakın olsak da buradaki bazı fikirler bizim ötemizde olacaktır. Tip II ve Tip III uygarlık teknolojileri ise bariz enerji uçurumu sebebiyle hayal etmesi çok zor teknolojilerdir.

"Michio Kaku’ya göre insan türü 100-200 yıl içerisinde Tip I, 3000-4000 yıl içerisinde Tip II ve 100.000-1.000.000 yıl içerisinde Tip III sınıfına girebilecek."

Rüzgâr Enerjisi

Günümüz rüzgâr türbinleri büyük metropollerin ve sanayi bölgelerinin enerji ihtiyacını karşılayabilecek yapıda değildirler. Ayrıca kapladıkları alan ve bakım maliyetleri düşünülünce, ürettikleri enerjiden çok daha fazla maliyet gerektirdikleri için bugün dahi tartışmalara konu olmaktadırlar. Buna ek olarak yaygın kullanımda rüzgârdan daha fazla enerji çalacakları için kaçınılmaz şekilde çevreye etkide bulunacaklardır.

Bulundukları bölgedeki canlılar için ölümcül olmaları, rüzgârın yönünü değiştirmeleri ve sürekli enerji sağlayamamaları gibi sebeplerle rüzgâr türbinlerinin kullanım alanı daima sınırlı olacaktır.

Yüksek İrtifa Rüzgâr Enerjisi

Jet rüzgarları (Jet Stream) yerden 9-16 kilometre yüksekliğindeki irtifalarda bulunan ve farklı yoğunluk ve sıcaklıklardaki hava kümelerinin kesiştiği yerlerde, hızları saatte iki yüz kilometreye varabilen rüzgarlardır. Bu güçlü rüzgarlardan enerji elde edilmesi şu anda araştırılmakta ve birçok tartışmaya sebep olmaktadır. İyimser yaklaşımlar, jet rüzgarlarından elde edilebilecek enerji ile iklime hissedilir bir etkide bulunmadan dünyanın şu anki bütün enerji ihtiyacının karşılanabileceğini söylemektedir.

Bu rüzgarlardan faydalanmak için sağlam kablolara bağlı uçurtma ve/veya helyum balonu benzeri araçlara bağlı rüzgâr türbinlerini bu irtifalara çıkarmak gerekmektedir. Günümüzde de bunun için birçok deneme ve test yapılmakta olduğundan, yakın gelecekte yüksek-irtifa türbinlerinin ilk örneklerini görebiliriz.

Güneş Enerjisi

Güneşin enerji kaynağı, merkezindeki füzyon reaksiyonlarıdır. Füzyon kısaca, iki atom çekirdeğinin birleşerek yeni bir atom çekirdeği oluşturmasıdır. Füzyon, proton-proton birleşmesinden oluşur ve bu birleşmenin olabilmesi için protonların çarpışması gerekir. Güneşin merkezindeki yüksek sıcaklık ve basınç bu çarpışmayı mümkün kılmaktadır. Yüksek sıcaklıkta hidrojen, elektronlarını kaybeder ve elektronlarını kaybeden hidrojen atomları birbirleri ile çarpışarak helyum oluşumunu sağlar. Helyum oluşumu sırasında yaşanan kütle kaybı ise enerji olarak açığa çıkar.

Biz bu enerjiyi günümüzde güneş ışığını odaklayarak ısı ile buhar türbinlerinde elektriğe çeviren termal santraller ve enerjiyi direkt olarak elektriğe çeviren fotovoltik elektrik panelleri aracılığı ile faydalanmaktayız. Ne kadar yüksek ve neredeyse sonsuz bir enerji kaynağı olsa da çok düşük verimlilik alabilmekteyiz. Güneş enerjisi de görece kurak ve az bulutlu bölgelerde en yüksek verimliliğe ulaşabilir, teorik olarak bu bölgeler, özellikle çöllere inşa edilecek santraller ile günümüz enerji açığını karşılayabilir.

Dünya’da kullandığımız en verimli ticari fotovoltik paneller yaklaşık yüzde 21,5 verimliliğe sahiptir. Yakın gelecekte verimliliği yüzde 50’ye kadar çıkartacak paneller için çalışmalar yapılmaktadır. Tip I sınıfına kadar gelişmiş ve bizden yüzlerce yıl ileride bir uygarlığın kullanacağı fotovoltik panellerin nanoteknoloji ve materyal bilimlerindeki gelişmeler ile termodinamik verimlilik limiti olan yüzde 95’e ulaşmaları teorik olarak mümkündür.

Böylesi bir uygarlık, gezegenin en fazla ışık alan bölgelerini güneş panelleri ile kaplayıp elde ettiği enerjiyi süper iletkenlerle gezegenin tümüne iletebilir. Burada önemli olan, üretilen enerjinin panellerin bakımı, geri dönüştürülmesi vb. maliyetlerinden fazla olması gerektiğidir.

Güneş enerjisi kullanımının en uç örneği, Güneş gibi bir yıldızın çevresine binlerce kilometre çapında bir panel inşa ederek (Dyson küresi) yıldızın yaydığı enerjiyi büyük oranda kullanabilecek bir yapının oluşturulmasıdır. Bu yapı Tip I Medeniyetler seviyesine gelebilmek için gerekli olan enerjiyi üretebilir.

Jeotermal Enerji

Dünya’nın çekirdeğinden yüzeyine doğru neredeyse eşit olarak radyojenik ısınma ve radyoaktif bozunum kaynakları sonucu yaklaşık olarak 47 terawattlık bir enerji akımı transfer olmaktadır. Bu enerji, tektonik plaka hareketlerinden ve dolayısı ile depremlerden de sorumludur.

Sadece yer kabuğunun derinlerindeki basınçtan veya çeşitli seviyelerdeki ısı farklılığından elde edilecek enerji, bugün kullandığımız toplam enerjinin kat be kat fazlası olacaktır. Ancak böyle bir enerjiyi üretebilmek için bu seviyelerdeki basınca dayanacak materyallerin üretimi ve yerin alt katmanlarına doğru kurulacak santrallerin bakımı gibi problemleri çözmemiz gerekiyor.

Okyanus Termal Enerji Dönüşümü (OTEC)

OTEC Yöntemi, okyanusların derinliklerindeki soğuk su ve okyanus yüzeylerindeki sıcak suların ısı farklılıklarını bir ısı motoru yardımıyla enerjiye çevirir. Bu işlem sırasında elektrik üretiminin yanı sıra birçok deniz ürünü ve yüksek miktarda içme suyu elde edilebilir. Ayrıca derinlerdeki çökmüş organik kalıntıların ve besin değeri artmış su kütlesinin yüzey suyuna karıştırması canlı nüfusu için pozitif bir etkiye neden olacaktır.

Şu an bu yöntemi kullanan bazı test istasyonları mevcuttur ve ilk demo santral, ABD enerji şebekesine bağlanan ve 2015’in ağustos ayında Hawaii’de hizmete girmiş olan 105 kilowattlık bir elektrik santralidir.

Füzyon

Termonükleer füzyon enerjisi, yıldızların çekirdeğinde üretilen enerjidir. Füzyon reaksiyonları, hafif elementlerin Coulomb gücü denen birbirlerini itme eğiliminin, güçlü nükleer kuvvet ile aşılarak bir araya gelmeleri ve başka bir atom çekirdeği oluşturmaları ile olur. Bu reaksiyon, bazen nötron ve çok yüksek miktarda enerji açığa çıkarmaktadır.

Doğanın 4 ana kuvvetinden birisi olan nükleer kuvvetin, atom çekirdeklerini birbirinden uzak tutan elektriksel itmeye üstün gelmesi için atom çekirdeklerinin ısı ve/veya basınç etkisi ile birbirlerine oldukça yakınlaşmaları gerekmektedir. Yıldızlarda bu gücü yaratan şey kütle çekimi etkisi ile son derece sıkıştırılmış olan ve yıldızın merkezinde yer alan çekirdekteki kuvvettir. Bu etkiyi füzyon santrallerinde yaratabilmek ise günümüz teknolojisi ile pek mümkün (verimli) değil.

Yeterince gelişmiş medeniyetler daha karmaşık teknolojiler gerektiren termonükleer füzyon enerjisine yöneleceklerdir. Muhtemelen bizim gibi evrende bolca bulunan ve/veya üretilebilen, düşük enerji girdisine ihtiyaç duyan döteryum-trityum ya da döteryum-döteryum yakıt çiftlerinden başlayıp teknolojileri geliştikçe proton-boron-11, helyum-helyum ve döteryum-lityum-6 gibi çok daha muazzam enerji açığa çıkaran reaksiyonlara yöneleceklerdir. Sadece dünyadaki mevcut yakıtların, füzyon altyapısını binlerce yıl destekleyebilecek olması er ya da geç füzyonun bu gezegenin ve yeterince yakıt bulunduran diğer gezegenlerin başlıca güvenli ve temiz enerji üretim yöntemi olacağı anlamına gelir.

Antimadde

Maddeyi oluşturan atomun çekirdeğinde, nükleüs denilen pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronlar bulunur. Nükleüs çevresinde ise negatif yüklü elektron veya elektronlar, sahip oldukları enerjiye göre çeşitli yörüngelerde yer alırlar. Antimaddede ise antiprotonlar negatif yüklüdür, pozitron denen antielektronlar ise pozitif yüklüdür.

Antimadde Dünya üzerindeki en nadir, üretimi en zor ve en pahalı materyaldir. Altın ve elmas gibi nadir ve değerli materyaller, antimadde yanında ancak çakıl taşı kadar değerlidirler. Üretim zorluğu ve yavaşlığı sebebiyle 1 gram antimaddenin şu anki değeri yaklaşık 62,5 trilyon dolara denk gelir. Antimaddeyi ikinci olarak gramı 27 milyon dolar ile Californium-252 elementi takip etmektedir. Bu nedenle şu an için enerji üretiminde tercih edilebilecek bir yapıya sahip değildir.

Ancak antimadde üretiminin sürdürülebilir ve ekonomik bir yöntemini bulan herhangi bir medeniyet için madde-antimadde reaksiyonları başlıca enerji üretim yöntemi olacaktır. Bunun sebebi, güçlü bir altyapı ve teknoloji gerektiren madde-antimadde reaksiyonlarının Einstein’ın E=mc^2 denklemine bağlı olarak maddenin tamamen enerjiye dönüşümüne olanak sağlaması ve en yüksek enerji potansiyelini temsil etmesidir. Fakat bu reaksiyonlarda enerjinin büyük bir bölümünün gamma ışınları olarak açığa çıkması büyük bir problemdir ve enerji üretiminin verimini düşürür. Yine de bizden binlerce yıl daha gelişmiş bir medeniyetin gamma ışınlarını da kullanılabilir enerjiye dönüştürebileceklerini hayal edebiliriz.

Tip I Medeniyetler ve Ötesi

Bahsi geçen enerji kaynaklarından yalnızca birine yoğunlaşmanın ve aşırı kullanımının çevre üzerinde olumsuz etkileri olacaktır. Bu nedenle tüm kaynakların dengeli kullanımı ve tüm yöntemlerin verimli şekilde planlanması ile Tip I medeniyetler seviyesine erişilebilir. Elbette Tip I Medeniyetler seviyesine erişmek gerçek anlamda uygar olmanın bir göstergesi değildir. Bir medeniyetin huzur içinde yaşayabilmesi için gıda, eğitim ve işsizlik sorunlarını da çözmesi gerekir, bunun içinse nüfus planlaması ve eşitlikçi bir ekonomik/politik düzen şarttır.

Tip I medeniyetler gezegenlerindeki yenilenebilir kaynaklardan optimum şekilde faydalanabilir, uzay asansörleri inşa edebilir ve çevre gezegenlere yayılabilirler. Bu seviyede bir medeniyet dünyalarını tehdit edebilecek doğal felaketlerin çoğunu aşabilir, buzul çağlarının önüne geçebilir ve sahip olacakları teknolojilerle yakın yıldızlara bile ulaşabilirler.

Tip I seviyesinden Tip II seviyesine uzanan yol çok daha zorludur ve radikal enerji kaynaklarına ihtiyaç duyar. Bu tip bir medeniyet yıldızları enerji kaynağı olarak kullanabilir ve yakınlardaki yıldız sistemlerini kolonileştirebilir. Ayrıca yıldızları bir füzyon reaktörü olarak kullanmakla kalmayıp onların kontrolünü dahi sağlayabilirler.

Tip III seviyesi ise çok daha muazzam bir enerjiyi açığa çıkarır. Bu tip bir medeniyetin üreteceği enerji, Tip II uygarlığın yaklaşık 10 milyar katı kadardır. Yıldızlararası uzayda gezebilirler, galaksinin tümüne yayılabilirler, kendi kendini kopyalayan robotlara ve insanüstü özelliklere sahip olabilirler. Tip III seviyesindeki bir canlı sibernetik (hem biyolojik hem robot) özelliklere ve bilgisayar/internet destekli bir beyne sahip olacaktır. Ayrıca nanoteknolojik araçlar sayesinde hastalıklara yakalanmayacaktır.

Michio Kaku, Robert Zubrin ve Carl Sagan gibi popüler isimler, Tip IV ve Tip V medeniyetlerini de tanımlamışlardır. Tanımlamalara göre Tip IV medeniyetler seviyesinde uzay-zamanı kontrol etme ve Tip V seviyesinde uzay-zamanın dışına çıkarak çoklu evrenler arasında dolaşma gibi güç ve yetenekler kazanılmıştır.

İnsanlık ne yazık ki henüz Tip I medeniyetler seviyesinde bile değildir ve buraya ulaşmamız –o zamana dek kendimize bir zarar vermezsek– 100-200 yıl arasında bir zaman alacaktır. Tip I medeniyetler seviyesine ve oradan ötesine ulaşmaya çalışıyorsak, öncelikli olarak yapmamız gereken şey evimizi (doğayı) korumak sonrasında ise dünya üzerindeki tüm canlılar ve insanlar için adaletli bir sistem kurarak herkesin bilgiye özgürce ulaşabildiği bir dünyada bilimsel keşifleri desteklemeye devam etmektir.

Kaynaklar

Kozmik Anafor - Tip 1 Medeniyetler

Bilimkurgu Kulübü - Medeniyet Sınıfları

Evrim Ağacı - İnsanlar ve Yakın Akrabalarının Taksonomik Sınıflandırması

Evrim Ağacı - Taksonomi ile İlgili Temel Kavramlar

Evrim Ağacı - Bir Zamanlar Yalnız Değildik

Bilim Fili - Neden Dünyada Bir Tek İnsan Türü Kaldı

BBC

Bu yazının kısa versiyonu, MMO İstanbul Şubesi tarafından her ay yayınlanan Makina Bülten'in Kasım 2018 sayısı için hazırlanmıştır.

Albert Einstein vs. Isaac Newton

Yüzyılın dehası Albert Einstein ve üç önceki yüzyılın dehası Isaac Newton... Birisi, Genel Görelilik Kuramı sayesinde evrene bakışımızı değiştiren, büyük keşifler yapmamızı sağlayan ve kendisinden önceki fizik anlayışını yerle bir eden bir bilim insanı; diğeri ise cahilliğin ve büyücülüğün hakim olduğu bir dünyada -ki kendisi de dindar bir insandır- doğduğu halde, klasik fiziğin kurucusu olabilmeyi ve bugün ürettiğimiz tüm mühendislik harikalarının temelini atabilmeyi başarmış bir deha.

Peki, Einstein ve Newton kavga etseler ne olur? Bu programda, Einstein zamanı geriye çevirip Newton'ı daha bebekken kundaklayabilir mi (bebek kundaklamak nedir yahu) ya da Newton kütle çekimi dalgalarını kullanarak, Einstein'ın yutmaya çalıştığı elmayı yemek borusuna dizip onu öldürebilir mi, bunları öğreneceğiz.

Kısaca Sir Isaac Newton'ın Hayatı

Bilim ve matematik tarihinin en önemli isimlerinden birisi olan Isaac Newton, 25 Aralık 1642’de İngiltere’de doğdu. Çocukluk dönemleri boyunca oyun oynamamış, zamanını yel değirmeni ve araba modelleri yaparak ve üvey babasının kütüphanesindeki kitapları okuyarak geçirmiştir.

Üniversite eğitimi için Cambridge Trinity College’a gitti. Maddi olarak zor durumda olduğundan çeşitli işlerde çalışarak okulunu devam ettirebildi. Okulda öğretilen Aristo’ya ilgi duymayıp, Descartes, Galileo ve Kepler gibi düşünürlerin izini takip etti. Üstelik kendi evinde yaptığı bilimsel çalışmalar ile yıllar sonra bilimi ve dünyayı tamamen değiştirdi.

Newton tarihin en iyi matematikçilerinden birisidir. Üstelik matematiğin doğa bilimlerinde başarıyla uygulanabileceğini gösteren ve matematik ile fiziği birleştiren kişi Newton’dur. Newton’un ‘Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri’ kitabı, klasik mekaniğin, fiziğin temel teorisini oluşturur. Newton’un klasik fiziği sayesinde bugün yararlandığımız bütün teknolojiyi inşa ettik.

Kısaca Albert Einstein'ın Hayatı

20. yüzyılın dehası olarak kabul edilen ve başta astronomi bilimi olmak üzere birçok bilim dalının önünü açan Albert Einstein, 14 Mart 1879’da Almanya’nın Ulm kentinde doğdu. Kız kardeşinin anlattığına göre, küçükken yapbozlar ve bulmacalarla zaman geçirmeyi seven Einstein, sanıldığının aksine hiçbir zaman kötü bir öğrenci olmadı. Özellikle doğa ve matematik bilimlerinde oldukça iyi notlar alıyordu.

Mezun olduktan sonra iki yılını öğretmenlik işi bulmak için harcadıysa da bir süre Bern’deki bir patent ofisinde asistan müfettiş olarak iş buldu. O zamanlar bir taraftan patent ofisindeki işlerini yaparken diğer taraftan da çeşitli araştırmalar yapıyor ve makaleler yazıyordu. Halen enstitüde memurluk yaparken, 1905 yılında, ışığın ‘fotonlardan’ oluşan paketçikler olduğunu açıkladığı bir makale kaleme aldı.

Bundan iki sene sonra, ‘İzafiyet Teorisi’ni yayınladı. Bu teoriyi oluştururken küçük bir düşünce deneyi yapmıştı: Bern’deki bir saat kulesinin önünden otobüse binen Einstein, ‘Acaba otobüste arkaya doğru bakarak ışık hızında gitsek ne olur?’ sorusunu sordu. Bu durumda, saat kulesinin üzerindeki akrep ve yelkovan duruyor gözükecekti. Buradan yola çıkarak boşlukta ne kadar hızlı ilerlersek zamanın o kadar yavaş ilerleyeceği sonucuna ulaştı.

Newton'ın Evrene Bakışı

Newton denilince, akla ilk olarak başına elma düşünce kütle çekimini keşfeden bilim insanı gelir ancak bu doğru değildir; Newton elmayı sadece bir metafor olarak kullandı ve cisimlerin yere doğru hareketi, onun dünya üzerindeki hareketlerin nedenini sorgulamasını sağladı. Bizim için ağaçtan düşen bir elma Newton’un gözünde F= G*(m*M)/r üzeri 2 olarak canlandı. Bu, çok basit, çok zarif ve oldukça yüzeysel bir denklemdir: İki cismin kütlelerinin çarpımı ile bir G sabitinin çarpımının, kütleler arası mesafenin karesine bölünmesiyle iki cisim arasındaki çekim kuvvetinin hesaplanmasını sağlar. Bu denklem günlük yaşamda karşılaştığımız sıradan şeyleri açıklamaya yetse bile evrendeki işleyişi açıklamaktan uzaktır. Zaten asırlar sonra Einstein’ın Görelilik İlkesi, bu açıklamayı ortadan kaldırmıştır.

Einstein'ın Evrene Bakışı

Bilimi sorgulamaya ‘zaman’ olgusuyla başlayan Albert Einstein’a göre; zaman, mekân ve hareket gözlemciye göre değişir. İşte bu, Newton’un ‘zaman, evrenin her yerinde aynı işler’ tezini çürütüyordu. Einstein aynı zamanda, ışığın hızının gözlemciler için aynı olduğunu ve evrendeki hiçbir şeyin ışıktan hızlı hareket edemeyeceğini de söyledi.

Einstein’ın bulguları, o güne dek doğru bilinen yanlışları göstermiş ve evrenin dinamiklerini daha iyi anlamamızı sağlamıştı. Elbette Albert Einstein burada durmayacaktı. 1905 yılında yayınladığı ve daha sonra bazı düzeltmeler yaparak değiştirdiği ‘Özel Görelilik Teorisi’ne ivmelenmeyi dahil etmek için 10 yıl uğraştı ve 1915’te ‘Genel Görelilik Kuramı’nı yayımladı.

Newton'ın Kütle Çekimi Açıklamaları

Newton, kütle çekimi ve cisimlerin hareketi ile ilgili yaptığı açıklamalarda uzayı ‘boş’ ‘mutlak’ ve ‘sabit’ gibi kavramlarla tanımlamıştı. Yani Newton’a göre uzay denilen yer sabit ve hareketsizdi. Aynı şekilde Newton, zamanı ve uzayı birbirinden ayrı olgular olarak ele almıştı ve zamanın, uzayın her yanında ‘aynı’ olduğu sonucuna varıyordu. Bugün, bu düşüncenin doğru olmadığını, uzayın 3 değil; 4 boyutlu olduğunu ve 4. boyutu ise zamanın oluşturduğunu biliyoruz. Aynı şekilde, zamanın ‘göreli’ olduğunu; yani uzaydaki birçok farklı noktada zamanın birbirinden farklı şekilde akabileceğini biliyoruz.

Bugün, aynı zamanda, Newton’un kütle çekimine dair yaptığı açıklamaların da benzer hatalar içerdiğini biliyoruz. Newton’a göre kütle çekimi, kütleli iki cismin birbirlerine uyguladıkları doğrusal (vektöre) bir kuvvettir. Ancak asırlar sonra Einstein, bunun böyle olmadığını, kütle çekiminin bükülen uzay-zaman dokusunun bir sonucu olduğuna işaret etmiştir. Bu nedenle uzaydaki cisimler doğrudan birbirleri üzerine ‘düşmek’ yerine; birbirlerini yörüngesel bir düzlemde çekerler. Böylelikle uzunca süreler içinde yörüngede kalabilirler; aksi halde bu oldukça zor olurdu!

Einstein'ın Kütle Çekimi Açıklamaları

Öncesinde, Newton’un yaptığı açıklamalar kütle çekimini vektörel bir kuvvet olarak alıyordu. Yani çekim kuvveti cisimlerin kendi içlerinden kaynaklı olmalıydı ve ayrıca belirli bir uzaklığa kadar etki edebilirdi. Einstein ise kütle çekimini uzay-zaman dokusunun bükülmesi olarak açıkladı. Tıpkı gergin bir kumaşın üzerine bırakılan ağır bir güllenin, kumaşın yüzeyini içe doğru bükmesi gibi kütleli cisimler de uzay-zaman dokusunu büküyorlardı. Peki ya bu gergin kumaşın üzerine küçük bir gülle daha bırakırsanız ne olur? Elbette büyük kütleli cisme doğru ivmelenerek ve daireler çizerek yaklaşır. İşte bu, uzaydaki kütle çekiminin ve yörüngelerin oluşumunun basit bir tarifiydi!

Konuyu daha iyi tariflemek için şu örneği de verebiliriz: Dünya üzerindeki tüm uydular aslında serbest düşme hareketi yapmaktadırlar. Ancak kütle çekimi Newton’un söylediği gibi çizgisel tek bir kuvvet olmadığı; uzay-zamanın büküldüğü yörüngesel bir düzlemde gerçekleştiği için ‘serbest düşme’ gezegenin yörüngesinde çok uzun süreler boyunca gerçekleşir.

Einstein’a göre uzay ve zaman iç içe örülüydü ve Newton’un söylediklerinin aksine zaman, evrenin her yerinde sabit akıyor olamazdı. Yani uzayın dokusu zamanı ve zaman ise uzayı etkiliyordu. Bu durumda, büyük kütleli cisimler ile ışık hızına yakın hareket eden cisimler zamanı etkileyebilirdi. Her iki durumda da zamanın akışı yavaşlamalıydı! Daha sonradan yapılan gözlem ve deneylerle de Einstein’ın ortaya attığı bu teori defalarca kez kanıtlandı ve bizi evreni anlamaya daha fazla yaklaştırdı.

Her ne kadar, Isaac Newton 17. yy'nin büyük bir kaşifi, dehası ve bilim insanı kabul edilse de, evrene ve zamana ilişkin bulgularının geçersiz olduğu ve bizi daha ileriye taşıyamayacağı anlaşılmıştır. Einstein ise gerek evrenin dokusunu açıklama biçimiyle gerekse zaman olgusunu ele alışıyla bizleri kendisine hayran bırakmış, bilimsel gelişmelerin ve uzay çalışmalarının önünü açmıştır.

Sonuç: Bilim yığılarak değil; birikerek ilerler. Yüzyıllar önce Newton tarafından ortaya atılan formüller sayesinde bugünkü teknolojiyi (otomobil, uçak, uzay gemisi vb.) üretebildik; ancak Klasik Fizik ile çok daha ileriye gidemedik. Einstein geldi ve bize evrenin dokusunu, kara delikleri, kütle çekimini ve ışık hızını öğretti. Artık çok daha ileri gidebiliyoruz. Fakat belki bir gün, bir başkası gelecek ve Einstein'ın ön gördüğü pek çok şeyin yerine yenisini koyacak. Ve biz, ilerlemeye devam edeceğiz.

Yaşasın bilimsel düşünce!