Yakın zamanda uzayın derinliklerinde güneş kütlesinin 33 katı olan en büyük yıldız kara deliği keşfedildi. Dünyadan yalnızca 2 bin ışık yılı uzaklıkta patlayan bir yıldızın ardından oluşan ve şu ana kadar bulunan en büyük yıldız kara deliği olarak belirlendi.

Bu, galaksimizdeki en büyük yıldız kökenli kara delik ve şimdiye kadar keşfedilen en yakın ikinci kara delik konumunda yer alıyor. Yıldız kara delikleri, büyük kütleli yıldızların yaşamlarının sonunda çökmesiyle oluşuyor.

Kara delik nedir?

Araştırmacılar bu kara deliği Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia misyonu kapsamında tespit ederken, 2013 yılında fırlatılan Gaia ile gözlemleri yaptı. Galaksilerde kara delikler çarpıştığında oluşan yer çekim dalgaları, uzay-zamandaki dalgalanmalarla ortaya çıkan bir kara delik, onu yaratan yıldız da dahil olmak üzere tüm maddeyi, tüm enerjiyi, tüm ışıltıyı içine çeker. Işık bile ulaşılabilecek bir noktaya ulaştığında kaçamaz.

Kara delik evrende bir sıkışma yaratır ve kendi etrafında sıkıca katlar. Yalnızca etkileriyle bilinebilir; olağanüstü çekim alanı ve yarattığı uzay-zamanın bozulması veya merceklenmesi…

Kara deliklerin keşfi

Einstein, çağdaş kütle çekim teorilerinin temel taşı olmaya devam eden genel görelilik teorisini 1916’da tanıttı. Reissner ve Nordström, ekstrem çözümün belirli bir matematiksel çözümü temsil ettiği yüklü kara delikleri tanımlamak için Einstein’ın denklemlerini çözdü. Bu aşırı mikro kara deliklerin benzersiz özellikler sergilediğini ve bu özelliklerin onları olağanüstü güçlü piller için ideal adaylar haline getirdiğini gösterdi ve Einstein’ın teorisi anlam buldu. Stephen Hawking ve daha az tanınan fizikçi Markov, 1960’ların sonlarından 1970’lerin başlarına kadar mikro kara deliklerin varlığını öne süren ilk kişilerdi.

Teknoloji geleceği yeniden şekillendiriyor

Temiz enerji devrimiyle birlikte, güneş ve rüzgar enerjisi gibi birçok enerji üretim yöntemi, oldukça önemli hale geldi. Ancak enerji tüketiminin değişkenliği sebebiyle verimli enerji depolaması gelecek için çok önemli. Bu bağlamda pil verimliliğinin teorik sınırları enerji yoğunluğu açısından en çok araştırılan konular arasında yer alıyor.

Kara delikle çalışan bir pil nihai temiz enerji çözümü olabilir

Einstein’ın alan denklemlerine veya genel görelilik teorisi ile bağlantılı olarak kara deliklerin gücünden temiz enerji üretmek için yararlanılabilir.

Potansiyel bir çözüm, mikro kara deliklerden oluşan bir hücresel pili içerebilir. Geleceğin ileri teknolojisinin kara deliklerin oluşumunu engelleyebileceği, pil olarak depolamada kullanılabileceği ve daha büyük bir kara deliğe dönüşmeden, elektromanyetik itmenin, yerçekimi kuvveti ile tam olarak dengeleneceği düşünülüyor.

Hiçbir şey bir kara delikten kaçamasa da, mikro düzeyde küçük bir kara delik diğerini yok edebilir ve bu da belli miktarda enerji açığa çıkarabilir. Bir kilogram ağırlığındaki bir pil, en verimli haliyle 200 kilogramlık bir lityum pilin 470 milyon katı kadar enerji üretebilir. Bir mikro kara delik pilinin bir aileye nesiller boyu yetecek enerjiyi sağlayabileceğini rahatlıkla söyleyebiliriz.

Şu anda bu teknolojik bir sıçrama olarak kabul edilirken, diğer taraftan araştırmacılar, lityum yerine magnezyumla çalışan kağıt bazlı bir pil geliştirdiler. Yani çevre dostu olmayan lityumun yerine yenisini bulmak için de bir çaba var. Pil depolama ve üretim kapasitesi yükseliş eğilimi göstererek fiyatların düşmesine neden olsa bile, bu enerjinin nasıl depolanacağı ve talep üzerine elektrik şebekesine nasıl bırakılacağı büyük bir zorluk olmaya devam ediyor.

Araştırmacılar ayrıca pil teknolojisinin bilgisayar teknolojisine benzer bir yol izleyebileceğini düşünüyor ve bu alanın açılmasıyla aynı hızda ilerleme kaydedilebileceğini belirtiyor.

Mikro kara deliği bir pil olarak bir arada depolamak mümkün olabilir mi?

“Mikro bir kara delik etrafındaki tüm maddeyi emip her şeyi yok ederek büyük bir kara deliğe dönüşmez mi?” sorusu fizikçiler arasında yoğun şekilde tartışılıyor.

Bazı fizikçiler büyük yıkıma neden olabilecek bir mikro kara delik yaratma olasılığından endişe etse de, birçok araştırmacı, bu tür iki kara deliğin yükünün, eğer aynı işarete sahipse, yerçekimi kuvvetini tam olarak dengeleyebileceğine dikkat çekiyor. Bu anlamda kara deliklerinin yan yana yerleştirilebileceği veya her bir mikro kara deliğin bir pil hücresi olarak görülebildiği küreler gibi bir araya toplanabileceğini düşünebiliriz.

Kara delikler arasındaki yer çekimi ve elektriksel itmenin birbirini dengelediği öne sürülürken iki ekstrem kara delik arasında net bir kuvvetin olmaması, bu nesnelerden bir kısmını rastgele bir yere koyabileceğimizi ve onların orada öylece duracaklarını gösteriyor.

Mikro kara delikten enerji elde etmek mümkün mü?

Çoğu zaman hiçbir şeyin kara delikten kaçamayacağı varsayılırken, bunun istisnaları da vardır. Örneğin, iki kara delik birleştiğinde, kütlenin önemli bir miktarının enerji olarak salınmasıyla sonuçlanacağı tahmin ediliyor.

Son yıllarda, ikili kara delik birleşmelerinden kaynaklanan yer çekimi dalgalarının, kara delik birleşmelerindeki birleşik kütlenin yüzde 5 ila yüzde 10’unun muhtemelen yer çekim enerjisi olarak salındığı hesaplanmıştır.

Zıt yüklere sahip çok sayıda aşırı mikro kara deliğin olduğu bir senaryoda pozitif yüklü bir kara delik diğer bir pozitif yüklü deliğin yanında, negatif yüklü her kara delik ise negatif yüklü bir kara deliğin yanında konumlandırılır. Yerçekimi kuvveti şarjı hassas bir şekilde dengeler ve pili enerji açığa çıkarmadan sabit tutar. Ancak negatif yüklü ve pozitif yüklü kara deliklerin bir kısmının bir araya getirilmesiyle yerçekimi ve yük arasındaki denge bozulabilir ve artık karşılıklı olarak çekici hale galebilirler. Bu, mikro kara deliklerin birleşmesine neden olabilir ve daha sonra muhtemel kütlelerinin en az yüzde 5’ini enerji biçiminde serbest bırakabilirler.

Geleceğin konusu temiz enerjide depolama ve kara delikler olacak

Mikro kara delik pillerinin diğer kara delik enerji depolama konseptlerine göre önemli avantajı, dünyada oluşturulmalarının mümkün olması, son derece kompakt olmaları ve benzersiz enerji yoğunluklarıdır. Bu da onları potansiyel olarak şimdiye kadar akla gelebilecek en verimli enerji depolama haline getirir.

Kara deliklerden elde edilen enerji, geleneksel güç kaynaklarına, özellikle de yenilenemeyenlere olan bağımlılığın azaltılmasına yardımcı olabilir. Ayrıca, sağlıklı bir ekosistemi teşvik ederken, küresel ısınmanın da kontrol altına alınmasına ve iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olabilir. Dahası, geleneksel enerji kaynaklarının neden olduğu karbon emisyonlarının azaltılmasına yardımcı olduğundan daha temiz bir çevre yaratarak hedeflenen karbon ayak izi hedeflerine daha sürdürülebilir şekilde ulaşmanın yolunu açabilir. Her ne kadar teknoloji çok gelişmiş görünse de mevcut senaryolara bakıldığında, ancak sürekli araştırma ve deneyler bir gün bunu gerçeğe dönüştürebilir.