Varsayımsal Bir Kara Deliğin Gücünden Yararlanmak Çılgın Bir Bomba Yaratabilir
Kara delikler güçlü yerçekimsel motorlardır. Dolayısıyla, fırsat verildiğinde onlardan enerji elde etmenin bir yolu olması gerektiğini düşünebilirsiniz ve haklı da olursunuz.
Elbette, bir kara deliğin yığılma diski ve jetlerinin tüm ısı ve kinetik enerjisinden faydalanabiliriz, ancak elinizdeki tek şey boş uzayda bir kara delik olsa bile, Penrose süreci olarak bilinen bir numaradan yine de enerji elde edebilirsiniz.
İlk olarak 1971 yılında Roger Penrose tarafından önerilen bu yöntem, bir kara delikten dönme enerjisi elde etmenin bir yoludur. Çerçeve sürüklemesi olarak bilinen bir etkiyi kullanır; dönen bir cisim yakındaki uzayı, cisme doğru düşen bir nesnenin dönüş yolu boyunca hafifçe sürükleneceği şekilde büker.
Çok küçük olsa da bu etkiyi Dünya yakınlarında gözlemledik. Dönen bir kara deliğin yakınında bu etki çok büyük olabilir. O kadar güçlüdür ki, ergosfer olarak bilinen bir bölgede nesneler kara deliğin etrafında serbest uzaydaki ışıktan daha yüksek hızlarda sürüklenebilir.
Kabaca Penrose süreci, hızla dönen bir kara deliğin ergosferine uçmak ve ardından kara deliğe bir miktar kütle veya radyasyon salmaktır. Ortaya çıkan dönme tekmesi sizi kara delikten, ona yaklaştığınızdan daha hızlı uzaklaştırır. Elde ettiğiniz ekstra enerji, kara deliğin dönüşünü yavaşlatarak dengelenir.
Bu süreç teorik olarak kara deliğin kütle enerjisinin yüzde 20’sine kadarını çıkarabilir ki bu çok büyük bir rakamdır. Karşılaştırmak gerekirse, hidrojeni helyuma dönüştürmek kütle enerjisinin sadece yüzde 1’ini verir.
Elbette teorik fizikçiler asla tatmin olmazlar. Eğer bir kara delikten kütle enerjisinin yüzde 20’sini elde edebiliyorsanız, neden daha fazlasını elde etmeyesiniz?
Bu, yeni bir makalenin odak noktasıdır, ancak evrende gördüğümüzden daha soyut bir kara delik fikrine odaklandığını belirtmek gerekir.
Basit kara delikler üç şeyle karakterize edilebilir: kütle, dönüş ve elektrik yükü. Gözlemlediğimiz kara delikler ilk ikisine sahiptir, ancak madde elektriksel olarak nötr olduğu için üçüncüsüne sahip değildir. Bu makale yüklü kara deliklere odaklanmaktadır.
Evrenimiz de genişlemektedir ve kabaca Einstein’ın de Sitter uzayı olarak bilinen denklemlerinin bir çözümü ile tanımlanabilir. Pozitif kozmolojik sabiti olan boş bir evreni tanımlar. Anti-de Sitter uzayı (AdS) ise negatif kozmolojik sabite sahip bir evren olacaktır.
AdS evrenimizi tanımlamasa da, teorisyenlerin sevdiği birkaç matematiksel hileye izin verir, bu nedenle genellikle genel göreliliğin sınırlarını keşfetmek için kullanılır. Bu makale özellikle anti-de Sitter uzayında yüklü bir kara deliği incelemektedir.
Bu çalışma tamamen varsayımsal olsa da, bir “ya olursa” senaryosu olarak ilginçtir. Yazarlar, bir kara deliğin dönüşünden enerji elde etmek yerine, Bañados-Silk-West (BSW) etkisini kullanarak parçacık bozunması yoluyla enerjinin nasıl elde edileceğine bakıyorlar.
Bir tür elektromanyetik veya fiziksel hapsetme aynası kullanılarak, parçacıklar olay ufkunun yakınında ileri geri yansıtılabilir ve kullanılabilir enerji olarak bozunana kadar kara delikten enerji kazanabilirler.
Yazarların gösterdiği gibi bu fikirle ilgili sorun, parçacık enerjisinin geri besleme görünümünde parçacık enerjisini yükselttiği ve kara delik bombası olarak bilinen şeye yol açan kaçak bir etkiye yol açabilmesidir. Dolayısıyla, kendinizi anti-de Sitter evreninde yüklü bir kara deliğin yakınında bir enerji santrali inşa ederken bulursanız, dikkatli olun.
Ancak daha da ilginci, yazarların boş bir anti-de Sitter evreninde yüklü bir kara delik durumunu da incelemiş olmalarıdır. Bu durumda da enerji kara delikten çekilecektir.
Aynalar yerine, uzay-zaman yapısının kendisi bir tür hapsetme odası olarak hareket edecektir. Böylece yüklü kara delik kendi enerjisini serbest bırakacaktır. Bu Hawking radyasyonuna benzer, ancak bu durumda kuantum yerçekimine dayanmaz. Yazarlar ayrıca bu durumun bir kara delik bombasına yol açmadığını da bulmuşlardır.
Daha önce de belirtildiği gibi, bunların hiçbiri evrenimizdeki gerçek kara delikler için geçerli değildir. Bildiğimiz kadarıyla, Penrose süreci gerçekten yapabileceğimizin en iyisi.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Varsayımsal Bir Kara Deliğin Gücünden Yararlanmak Çılgın Bir Bomba Yaratabilir