Neden kara delikler kütleyi enerjiye dönüştürmenin en etkili yoludur? Nükleer enerji tesisleri vs kara delikler

Başlamadan önce: E eşittir mc kare ne demektir?

Fizikte, kütle-enerji denkliği, kütle ile her şeyin eşit miktarda bir enerjiye sahip olduğunu ve ayrıca, Albert Einstein’ın ünlü formülü ile doğrudan ilgili olan bu temel miktarlarla bulunduğunu e = mc² belirtir.

Yani, kütleye sahip bir şey, büyük miktarda enerjiye sahiptir.

Kara delikler neden en etkili yol? - Nükleer enerji tesisleri vs kara delikler

Nükleer fisyon tesisleri, kullanılan kütlenin potansiyel enerjisinin sadece % 0,08’ini üretir - ya da daha azını. Enerjiyi kullanmak için dönen bir kara delik kullansaydık, aynı miktarda kütle ile 500 kat daha fazla enerji üretecekti.

Çok az miktarda kütle bile çok fazla enerji üretebilir.

Aslında, kütleden enerji elde etmek son derece zordur. Bunun için birkaç yöntem var, ama bize nükleer fisyon veya füzyon gibi son derece güçlü görünenler bile, potansiyel kütlenin sadece küçük bir kısmını (sırasıyla % .08 ve % 7) dönüştürüyorlar.

Evrende son derece nadir olan antimadde kullanmanın dışında, kütlenin enerjisini temizlemenin en etkili yolu kütleyi bir kara deliğe indirmektir. Kara delikler çok küçüktür. Ancak, inanılmaz bir yerçekimi kuvveti içerir. Kara delikten bir şey çıkabilir mi? Hayır, sanmıyorum. Kara delik, bir tür güçlü çekimsel etkiler sergileyen uzay-zaman dilimi - parçacıklar ve ışık gibi elektromanyetik radyasyon yoluyla bile hiçbir şey kaçamaz. Dünya atmosferine giren bir meteor düşünün - bir enerji açığa çıkarak girişi hızlandırdığı için yanar. Şimdi bu nesnenin katlanarak gittikçe daha hızlı ilerlediğini hayal edin, enerjiyi evrende sonsuza dek karanlığa düşmeden bırakın.

Bu yöntemi döndürmeyen bir kara delik ile kullanarak, bir nesnenin kütlesinin % 6’sı enerjiye dönüştürülür. Ama daha iyisini yapabiliriz. Uzay-zamanın kumaşını büken kara delikler ile, nesneler düşmeden önce olay ufkuna çok daha yakın bir yörünge oluşturabilirler, böylece enerjilerinin daha fazlasını serbest bırakırlar - % 42’ye kadar.

Hiçbiri, Dünya’da nükleer fisyon gibi verimsiz yöntemler kullanarak maddeden çıktığımız yerlerde hiçbir anlam ifade etmez.

Kara deliklerden enerji çekmenin olası yolları: Kara deliğin içinden kütle enerjisinin çıkartılması

Wikimedia Commons: Dyson Küresi

• Dyson küresi. Bir Dyson küresi, bir yıldızı tamamen çevreleyen ve güç çıkışının büyük bir yüzdesini yakalayan varsayımsal bir mega yapıdır. Bu kavram, bir uzay gemisinin sadece kendi kaynaklarından elde edilebilecek değerleri aştığı zaman bir uzay gemisinin enerji ihtiyacını nasıl karşıladığını açıklamaya çalışan bir düşünce denemesidir. Bir yıldızın enerji tahliyesinin sadece bir kısmı, herhangi bir yörüngedeki gezegenin yüzeyine ulaşır. Bu yıldızı çevreleyen yapıları ancak çok daha fazla enerjiye sahip bir uygarlık sağlayabilir. Bu yüzden Dyson küresi mantıklı bir seçim olabilir.

• Dönme enerjisi. Bir kara delikten enerji elde etmenin etkili yolu, dönme enerjisini çıkarmaktır. Bir (döner) karadeliğin kütle enerjisinin % 20’si dönüş enerjisi şeklindedir. Bu enerji kara deliğin içinde saklanmaz, aksine kara deliğin (Ergosfer’de) dışındaki alanın girdabında depolanır. Bu enerjiyi, kara delikten manyetik dolu çizgiler geçirerek çıkarabiliriz. Alanın girdapı manyetik alanları döndürür ve bu girdap akımı yaratır. Akım alan hatları boyunca akar ve toplanabilir.

Kurzgesagt – In a Nutshell

• Kara delik bombası. Enerjisini kullanmak için bir yıldızın etrafında bir Dyson küresi inşa edildiği gibi, teorik olarak bir kara delik içeren dev bir ayna topu kurulabilir. Daha sonra, aynanın bir parçasını kaldırarak, elektromanyetik dalgaları içeri çekerek ve bir süre içerisinde döngü yaptırarak başarabilirsiniz. Bu bir bomba değil :) - Bu bombayı neredeyse sonsuz bir güç kaynağı olarak kullanabilirsiniz.