Bir kara deliğin gücünü kullanabilir miyiz? - Fabio Pacucci

Tam dersi görüntülemek için: https://ed.ted.com/lessons/could-we-harness-the-power-of-a-black-hole-fabio-pacucci

İnsanların Dünya'nın ötesine ulaştığı, binlerce ışık yılı uzaktaki gezegenlerde şehirler oluşturduğu, galaktik bir ticaret ve ulaşım ağını sürdürdüğü uzak bir gelecek hayal edin. Bu sıçramayı yapmak için ne gerekir? Bu medeniyete güç sağlamak için yeterli enerjiyi nereden elde ederiz? Fabio Pacucci, galaktik bir medeniyete güç sağlamak için bir kara delikten gelen enerjiden yararlanma olasılığını araştırıyor.

Ders Fabio Pacucci, animasyon TOTEM Studio tarafından yapılmıştır.

İnsanların soluk mavi noktamızın
ötesine ulaştığı,

binlerce ışık yılı uzaktaki gezegenlerde
şehirler oluşturduğu,

galaktik bir ticaret ve ulaşım ağını
sürdürdüğü uzak bir gelecek hayal edin.

Medeniyetimizin bu sıçramayı
yapması için ne gerekir?

Dikkate alınması gereken çok şey var,
nasıl iletişim kurardık?

Galaktik bir hükümet neye benzeyebilir?

En önemlisi de:

Bu uygarlığın endüstrisi, dünyevileştirme
operasyonları ve yıldız gemilerine

güç sağlamak için yeterli
enerjiyi nereden elde ederiz?

Nikolai Kardashev adlı bir gökbilimci,
gelişen bir medeniyetin

artan enerji ihtiyaçlarını ölçmek için
bir ölçek önerdi.

Şu anda içinde bulunduğumuz
ilk evrim aşamasında,

fosil yakıtlar, güneş panelleri
ve nükleer santraller gibi

gezegene dayalı yakıt kaynakları

muhtemelen kendi güneş sistemimizdeki
diğer gezegenlere yerleşmek için yeterli

ancak bunun ötesine geçmiyor.

Üçüncü ve son aşamadaki
bir medeniyet için,

galaktik ölçekte genişleme, güneşimizin
her saniye saldığı tam 385 yottajoule'dan

yaklaşık 100 milyar kat
daha fazla enerji gerektirir.

Egzotik fizikteki bir gelişmeyi engelleyen

tek bir enerji kaynağı yeterli olabilir:

Süper kütleli bir kara delik.

Kara delikleri enerji kaynakları olarak
düşünmek mantığa aykırı,

ancak toplama diskleri sayesinde
tam olarak öyleler:

Olay ufkuna düşen maddenin oluşturduğu
dairesel, düz yapılar.

Açısal momentumun korunumu nedeniyle,

oradaki parçacıklar doğrudan
kara deliğe düşmezler.

Bunun yerine yavaşça dönerler.

Kara deliğin yoğun yer çekimi alanı
nedeniyle,

bu parçacıklar olay ufkuna yaklaştıkça
potansiyel enerjilerini

kinetik enerjiye dönüştürür.

Parçacık etkileşimleri,
bu kinetik enerjinin

şaşırtıcı bir maddeden
enerji verimliliğiyle

uzaya yayılmasına olanak tanır:

Dönmeyen kara delikler için %6 ve dönen
kara delikler için %32'ye kadar.

Bu, şu anda kütleden enerji
elde etmek için mevcut

en verimli ve yaygın mekanizma olan
nükleer fisyonu

büyük ölçüde gölgede bırakıyor.

Fisyon, bir Uranyum atomunun yalnızca
%0,08'ini enerjiye dönüştürür.

Bu gücü kullanmanın anahtarı,
Dyson küresi ile de bilinen

fizikçi Freeman Dyson tarafından
tasarlanan bir yapıda olabilir.

1960'larda Dyson, gelişmiş bir
gezegen medeniyetinin,

ihtiyaçlarını karşılamak için yayılan
tüm enerjiyi yakalayarak

ana yıldızlarının etrafında yapay bir
küre oluşturabileceğini öne sürdü.

Çok daha karmaşık olmasına rağmen
benzer bir tasarım

teorik olarak kara deliklere
uygulanabilir.

Enerji üretmek için, kara deliklerin
sürekli olarak beslenmesi gerekir.

Bu yüzden onu bir küre ile tamamen
örtmek istemeyiz.

Bunu yapsak bile, birçok süper
kütleli kara deliğin kutuplarından

ateş eden plazma jetleri,

herhangi bir yapıyı paramparça edecek
şekilde ateş ederdi.

Bunun yerine, devasa, uzaktan kumandalı

toplayıcılardan yapılmış bir çeşit
Dyson halkası tasarlayabiliriz.

Bir kara deliğin etrafındaki
bir yörüngede,

belki de birikme diskinin düzleminde,
ama daha uzakta toplanırlardı.

Bu araçlar, toplanan enerjiyi
bir elektrik santraline

veya depolama amacıyla
bir bataryaya iletmek için

ayna benzeri paneller kullanabilir.

Bu toplayıcıların doğru yarıçapta inşa
edildiğinden emin olmamız gerekiyor,

çok yakın olurlarsa
yayılan enerjiden erirler.

Çok uzaktaysa, mevcut enerjinin
yalnızca küçük bir kısmını toplarlar

ve kara deliğin yörüngesinde dönen
yıldızlar tarafından bozulabilirler.

Tüm sistemi inşa etmek için
büyük olasılıkla hematit gibi

birçok Dünya değerinde yüksek
derecede yansıtıcı malzeme artı

inşaat robotlarından lejyon yapmak için
parçalanmış gezegenler gerekecek.

Dyson halkası inşa edildiğinde,
galaksinin her koluna yayılmış

bir uygarlığa güç veren teknolojik
bir şaheser olacaktı.

Bunların hepsi vahşi bir spekülasyon
gibi görünebilir.

Ama şimdi bile, mevcut enerji krizimizde,

gezegenimizin sınırlı kaynakları ile
karşı karşıyayız.

Özellikle insan türü hayatta kalmak
ve teknolojik ilerleme için çalıştıkça,

sürdürülebilir enerji üretiminin
yeni yollarına

her zaman ihtiyaç duyulacak.

Belki de bu astronomik devleri fetheden

bir medeniyet çoktan var olabilir.

Onların kara deliklerinden gelen ışığın

periyodik olarak söndüğünü görerek
Dyson halkasının

parçalarının aramızdan geçtiğini
bile söyleyebiliriz.

Ya da belki bu üst yapılar, teori alanında
kalmaya mahkum.

Sadece zaman ve bilimsel yaratıcılığımız
doğruyu gösterecek.