Universe Sandbox: oynanışı ve oyundaki gerçek yerçekimi, çarpışma bilimi

Universe Sandbox, Seattle merkezli Giant Army'nin geliştirdiği fizik tabanlı bir uzay simülatörü. Ortada bir hikâye, puan ya da bitiş çizgisi yok: elinizde yıldızlar, gezegenler, uydular ve kara delikler var, tek kural bunların birbirini çekim kuvvetiyle etkilemesi. Güneş Sistemi'ne ikinci bir yıldız ekleyip gezegenlerin yörüngelerinden nasıl koptuğunu izleyebilir, Dünya'yı Güneş'e yaklaştırıp okyanusların buharlaştığını görebilir ya da iki gezegeni çarpıştırıp ortaya çıkan enkazı seyredebilirsiniz. Resmî tanıtımda oyun, yerçekimi, iklim, çarpışma ve malzeme etkileşimlerini bir araya getiren bir simülatör olarak anlatılıyor.

Oyuna "oyun" demek biraz zor; daha çok bir laboratuvar masası. Kerbal Space Program roket kurmayı öğretiyorsa, Universe Sandbox Güneş Sistemi'nin ve komşu yıldız sistemlerinin nasıl işlediğini "ya şöyle olsaydı?" sorularıyla gösteriyor.

Nasıl oynanır?

Oyun hazır bir sistemle ya da boş bir uzayla başlar. Güneş Sistemi hazır gelir; isterseniz yalnızca bir yıldız koyup üstüne tek tek gezegen, uydu, halka, kuyruklu yıldız ve kara delik ekleyebilirsiniz. Eklediğiniz her cisim için kütle, yarıçap, dönme süresi ve bileşim gibi özellikleri değiştirebilirsiniz. Cisimlerin birbirini çekimi simülasyon çalışırken sürekli hesaplanır; zamanı hızlandırıp yılları ve çağları geçebilir, istediğiniz an durdurup bir cismi başka bir yöne itebilirsiniz.

Oyunun belirgin yönlerinden biri bilgiyi görselleştirmesi. Bir gezegenin yüzey sıcaklığını, sıvı derinliğini ya da bileşimini haritalar ve paneller üzerinden izleyebilirsiniz. Resmî tanıtıma göre gezegenleri su, oksijen ve karbondioksit dahil 12 malzemeyle kurabilir, okyanus ve dağ şekillendirebilirsiniz. Yıldızlar çarpıştırılabilir, kütleleri artırılıp süpernovaya zorlanabilir; pulsarlar, yıldız patlamaları ve ışığı büken kara delikler de oyunun parçasıdır.

Yönlendirilmiş bir deneyim isteyenler için tarihî olaylar var: Juno ve New Horizons uzay araçlarının yolculuğuna eşlik edebilir, bir tam Güneş tutulmasını izleyebilirsiniz. Steam Atölyesi sayesinde başkalarının kurduğu sistemleri indirebilir, kendi senaryonuzu paylaşabilirsiniz. Oyun tek oyunculudur ve sanal gerçeklik gözlüklerle de oynanabilir.

Oyundaki bilim

Universe Sandbox'ın temel iddiası "gerçek fizik, süper bilgisayar gerektirmeden". Bu iddianın neresi sağlam, neresi bilerek yumuşatılmış, birlikte bakalım.

Yerçekimi ve N-cisim problemi

Resmî site, oyunun Newton mekaniğiyle çalışan bir N-cisim simülasyonu kullandığını söyler. "N-cisim", her cismin ötekilerin tümünü çektiği ve bu yüzden her birinin hareketinin ötekilere bağlı olduğu sistem demektir. İki cisim için çözüm kapalı bir formülle yazılabilir; Kepler yasaları bunun sonucudur. Üç cisim olduğunda ise genel bir kapalı çözüm yoktur. Henri Poincaré'nin 1889 tarihli çalışması bu zorluğu ortaya koymuş; bugün çoğu başlangıç koşulunda sistemin kaotik davrandığı ve ancak sayısal yöntemlerle izlenebildiği biliniyor. Universe Sandbox'ın yaptığı da bu: adım adım sayısal hesap. Bu yüzden bir yıldız eklediğinizde gezegenlerin dağılması gerçek fizikte de beklenen bir sonuçtur. Ama kaotik bir sistemde başlangıç değerlerindeki küçücük bir değişiklik sonucu bütünüyle değiştirebilir; ekranda izlediğiniz, olası yollardan biridir, bir kehanet değildir.

Newton temelli olmanın bilinen bir sınırı da var. Merkür'ün yörüngesindeki günberi kayması yüzyılda yaklaşık 574 yay saniyesidir; bunun 43 yay saniyelik kısmı Newton'la açıklanamaz ve Einstein'ın genel görelilik kuramını gerektirir. Newton mekaniğiyle çalışan bir simülatörün bu tür ince etkileri aynen yansıtmasını beklemek doğru olmaz.

Çarpışmalar ve Ay'ın doğuşu

Oyunun en gösterişli yanı gezegen çarpışmaları. Gerçek bilimdeki karşılığı, Ay'ın oluşumu için önerilen "dev çarpışma" hipotezidir: yaklaşık 4,5 milyar yıl önce Mars büyüklüğünde bir cismin (Theia) genç Dünya'ya çarptığı, savrulan malzemenin de Ay'ı oluşturduğu düşünülür. Önerilen çarpma hızı saniyede 9 kilometrenin üzerindedir. Hipotezi Apollo örneklerindeki izotop oranları, Ay'ın küçük demir çekirdeği ve Dünya-Ay sisteminin yüksek açısal momentumu destekler. Sorunsuz da değildir: Ay ile Dünya'nın oksijen izotop oranlarının neredeyse aynı çıkması, Theia ayrı bir cisimse şaşırtıcıdır; bu yüzden "synestia" gibi alternatif modeller önerilmiştir. Oyunda bir gezegeni Dünya'ya çarptırdığınızda gördüğünüz, bu tür bir olayın görsel bir yorumudur, bilimsel bir sonuç değildir. Gerçek çarpma hesapları çok daha fazla ayrıntı ister; bir ev bilgisayarında gerçek zamanlı çalışan bir oyun bu ayrıntıdan bir ölçüde vazgeçmek zorundadır.

Roche sınırı ve halkalar

Oyunda bir uyduyu gezegene fazla yaklaştırırsanız parçalanır. Bu, Édouard Roche'un 1848'de hesapladığı Roche sınırının sonucudur: yalnızca kendi çekimiyle bir arada duran bir cisim, gelgit kuvvetleri bu çekimi aşınca dağılır. Çoğu gezegen halkası bu sınırın içinde yer alır. Gerçek örnek: Shoemaker-Levy 9 kuyruklu yıldızı 1992'de Jüpiter'in Roche sınırına girip parçalanmış, 1994'te gezegene çarpmıştı (ayrıntısı Shoemaker-Levy 9 sayfasında).

İklim: eksen eğikliği ve yaşanabilir bölge

Oyun, mevsimleri gezegenin eksen eğikliğine bağlar: eğikliği değiştirdiğinizde deniz buzunun mevsimsel büyüyüp küçülmesi de değişir. Gerçek Dünya'da eğiklik şu anda 23,4 derece dolayındadır ve yaklaşık 41.000 yıllık bir döngüyle 22,1 ile 24,5 derece arasında gidip gelir. Milutin Milanković'in adını taşıyan bu döngüler, buzul çağlarının zamanlamasını açıklamada temel alınır.

Dünya'yı Güneş'e yaklaştırıp okyanusların buharlaşmasını izlemek ise yaşanabilir bölge fikrine dayanır: bir yıldızın çevresinde yüzeyde sıvı suyun var olabileceği mesafe aralığı. Sık anılan Kasting ve arkadaşlarının 1993 modeli Güneş için bu aralığı yaklaşık 0,95-1,37 astronomik birim olarak verir; ama sınırlar atmosfer varsayımlarına göre çok değişir. Oyun bu karmaşık atmosfer bilimini sıcaklık ve malzeme modelleriyle yaklaşık olarak gösterir; gerçekte bir gezegenin kaderini bulutlar, gazlar ve ısı akışı birlikte belirler.

Yıldızlar, süpernovalar ve Güneş'in geleceği

İki yıldızı çarpıştırıp ya da kütlelerini artırıp süpernova üretebilirsiniz. Gerçekte süpernovanın iki ana yolu vardır: Chandrasekhar sınırına (yaklaşık 1,4 Güneş kütlesi) yaklaşan bir beyaz cücenin termonükleer patlaması (Tip Ia) ve yaklaşık 8-9 Güneş kütlesinden büyük yıldızların çekirdek çökmesi. Tipik bir süpernova yaklaşık 10 üzeri 44 joule enerji salar; geride nötron yıldızı ya da kara delik kalabilir. Samanyolu'nda yüzyılda yalnızca 1-5 süpernova beklenir, bu yüzden oyunda saniyeler içinde "patlattığınız" yıldızın gerçek hayattaki karşılığı çok nadir bir olaydır.

Oyunda Güneş'i de yaşlandırabilirsiniz. NASA'ya göre Güneş yaklaşık 4,6 milyar yaşında ve ömrünün yarısından biraz azını geride bırakmış durumda; yaklaşık 5 milyar yıl sonra şişip bir kırmızı deve dönüşecek, Merkür'ü, Venüs'ü ve muhtemelen Dünya'yı yutacak, sonra beyaz cüce olacak. Güneş'in süpernova olmadığını da hatırlatalım: bu kaderi yalnızca çok daha kütleli yıldızlar yaşar. Ayrıntılar için Güneş'in geleceği sayfasına bakabilirsiniz.

Oyundaki gerçek görevler

Oyundaki Juno yolculuğu, NASA'nın 5 Ağustos 2011'de fırlattığı ve 4 Temmuz 2016'da Jüpiter'e ulaşan aracını temel alır. Juno, gezegenin iç yapısını, manyetik alanını ve atmosferini incelemek için kutuplardan geçen bir yörüngede döner; Jüpiter'de Dünya'ya düşen ışığın yalnızca yüzde 4'ünü aldığı için, o uzaklıkta çalışan ilk güneş enerjili uzay aracıdır. NASA'nın aktardığı bulgulara göre Jüpiter'in çekirdeği beklenenden daha büyük ve daha dağınık, manyetik alanı Dünya'nınkinden 15-50 kat şiddetli. Daha fazlası için Jüpiter'e giden görevler sayfasına bakın.

New Horizons ise 19 Ocak 2006'da fırlatıldı ve 14 Temmuz 2015'te Plüton'a yaklaşık 7.800 kilometre mesafeden geçti. Plüton'da Sputnik Planitia adlı kalp biçimli azot buzulunu ve beklenenden fazla süren jeolojik etkinliği gösterdi; 1 Ocak 2019'da da Arrokoth'un yanından geçti. Oyundaki görev anlatımı bu gerçek yolculuklara dayanır, ama bunlar bilimsel veri yerine görsel yeniden canlandırmalardır.

Geliştirme hikâyesi

Oyunun yaratıcısı, programcı ve sanatçı Dan Dixon. Anlattığına göre ortaokulda babası ona bir yerçekimi simülatörü tanıtmış; lisede kendi simülatörünü yazmaya başlamış, 2007'de tekrar işe koyulup bırakmamış. İlk sürüm 2008 Mayıs'ında yayımlandı, büyük bir güncelleme 2010'da geldi. Eski sürüm 29 Nisan 2011'de Steam'e çıktı; Dixon aynı yıl Giant Army'yi kurarak yeniden yazılmış bir sürüm olan Universe Sandbox²'nin geliştirmesine başladı. Bu yeni sürüm 24 Ağustos 2015'te Steam'de erken erişime açıldı, sanal gerçeklik desteği 5 Nisan 2016'da ücretsiz bir güncellemeyle geldi. Steam Atölyesi desteği 15 Kasım 2018'de eklendi; aynı yılın sonunda eski oyun "Universe Sandbox Legacy" adını aldı, ² sürümü de yalnızca "Universe Sandbox" oldu.

Dixon, ekibine bir astronom ve bir iklim bilimci kattığını anlatmıştı. Giant Army'nin resmî tanıtımında bugün astrofizik uzmanı ve bilim yazarı olan bir ekipten söz ediliyor. Yani oyunun bilimsel zemini tek kişinin merakından, uzman danışmanlığıyla desteklenen bir ekip çalışmasına dönüşmüş.

Etkisi ve ödülleri

Oyun, Metacritic'te 83/100 ortalamaya sahip; PC Gamer'ın İngiltere sürümü 84/100 verdi. Wired'ın eleştirmeni oyunu, sıradan astronomi yazılımlarından çok daha etkileşimli güçlü bir yerçekimi simülatörü olarak nitelendirdi. Giant Army ayrıca 2019'da, 6.500 başvuru arasından seçilen 30 yapımcıdan biri olarak Magic Leap'in bağımsız yapımcı programına alındı.

Hangi platformlarda var, Türkçe mi?

Oyun bilgisayarda Windows ve macOS için Steam'de bulunur. Resmî site Steam dışında Epic Games Store, GOG, Humble Store, Microsoft Store ve itch.io gibi mağazaları da sayar; resmî sitede Linux de anılır, ancak Steam sayfası şu anda Windows ve macOS'u işaretliyor. Oyun ücretlidir.

Türkçe desteği vardır. Steam'in desteklenen diller listesinde, aralarında İngilizce, Fransızca, Almanca, Japonca ve Türkçenin bulunduğu 29 dil yer alıyor. Resmî tanıtım da 20'den fazla dil desteğinden söz eder. Oyun hikâye anlatmadığı için asıl önem taşıyan şey arayüz ve bilgi panelleridir.

Kimlere uygun, benzer oyunlar

Universe Sandbox, merak edip deneyerek öğrenmeyi seven herkese uygun: öğrenciler, öğretmenler, astronomi meraklıları ve "Ay'ı Dünya'ya çarptırsam ne olur?" diye düşünenler. Görev, puan ya da hedef arayanlar çabuk sıkılabilir; oyunun hikâyesini siz yazarsınız. Gerçek bir uzay aracını yörüngeye çıkarmak isterseniz Kerbal Space Program, gerçek yörünge mekaniğine daha teknik bir bakış için Orbiter daha uygundur. Bilimle buluşan diğer oyunların seçkisi için en iyi uzay oyunları yazımıza bakabilirsiniz.

Fragman

Oyunun resmî kanalındaki oynanış videosu: