Kara Delik Motorlu Uzay Gemileri

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileriKara delik motorları kütlenin yüzde 42’sini enerjiye dönüştürüyor ve uzay gemilerinin ışık hızının yüzde 70’ine ulaşmasını sağlıyor. Biz de Avatar filmindeki antimadde roketli ISV Venture Star kadar hızlı giden kara delik motorlu uzay gemileriyle komşu yıldızlara ulaşıp öte gezegenlere yerleşebiliriz. Peki kara delik motoru nedir ve nasıl çalışır?

Kara delik motorlu roketler

Einstein’ın E=mc2 denkleminde görüldüğü gibi kütle, enerjinin bir özelliğidir. Denklemde kütleyi enerji cinsinden yazdığımız için kütleyi enerjiye dönüştürmek aslında yanlış bir ifade; çünkü kütle zaten enerjidir. Öte yandan, kütleden enerji çıkarmak da çok zor ve buna inanmayan fosil yakıtlara bakabilir.

Petrol, doğal gaz ve kömür gibi fosil yakıtlar o kadar verimsiz ki bunları içten yanmalı motorlarda kimyasal olarak yaktığımız zaman pek az yararlı enerji üretebiliyoruz. Teorik olarak yörüngeye 170 ton kaldıracak olan en güçlü roketlerimiz bile yakıt bitene dek sadece 2,5-3 dakika çalışabiliyor ve Dünya’nın yerçekiminden kurtulunca en fazla saatte 100 bin km hıza erişiyor.

Bu hızla 4,2 ışık yılı uzaktaki en yakın yıldıza gitmek 45 bin yıldan uzun sürüyor. Öyleyse bize atomu parçalayan nükleer fizyon roketleri veya daha iyisi, atomları kaynaştırıp daha büyük atomlar sentezleyerek enerji üreten nükleer füzyon roketleri lazım. Oysa kara delik motorlu uzay gemileri çok daha hızlı gidiyor. Peki nasıl? Bunun için kara delikleri antimadde motorlarıyla karşılaştıralım.

İlgili yazı: Fizikçiler Schrödinger Kedisini Nasıl Kurtardı?

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

 

Kara delik motoru ve antimadde

Nükleer fizyon atom santrallerinde ve nükleer bombalarda kullanılan bir teknoloji. Hatta NASA’nın 1960’larda tasarladığı atom bombasıyla çalışan nükleer roket Orion ile Mars’a hızlanma-yavaşlama süresi dahil, 2 ay içinde gitmemiz mümkün; çünkü bunlar SpaceX Falcon 9 roketlerinden 3 kat hızlı.

Yine de kütleden enerji çıkarma, yani yakıttan hız çıkarma konusunda çok verimsizler. Nükleer roketlerin verimliliği yüzde 0,08 ve onlardan yaklaşık 10 kat verimli olan teorik helyum 3 nükleer füzyon roketleri bile yalnızca yüzde 0,7 verimlilikle çalışıyor; ama kara delikleri kullanarak kütlenin yüzde 42’sini enerjiye çevirebilirsiniz!

Nitekim nükleer füzyon roketleri birkaç ayda Jüpiter ve Uranüs’e ulaşmak için yeterli oluyor. Ancak, temiz nükleer enerji sayesinde insanlığın enerji ve küresel ısınma sorununu çözecek olan nükleer füzyon roketleri bile, en fazla ışık hızının yüzde 8 ila 12’sine ulaşabiliyor.

Kısacası nükleer füzyon da yıldızlararası yolculukta yetersiz kalıyor ve bu tür roketlerle en yakın yıldıza gitmek 35 yıl sürüyor. Oysa James Cameron’ın 2009 tarihli Avatar filminde gördüğümüz antimadde motorlu ISV Venture Star, ışık hızının yüzde 70’ine erişerek komşu yıldıza yaklaşık 7-10 yılda gidebiliyor.

İlgili yazı: Evren Simülasyonu Yapan Kara Delik Bilgisayar

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

Olay Ufku adlı korku filminde kara delik motorlu uzay gemisi kısa yoldan komşu yıldızlara gideceğine cehenneme gidiyordu.

 

Peki neden kara delik motorlu?

Öyleyse neden kara delik motorlu uzay gemilerinden söz ediyoruz? Direkt antimadde motorlu uzay gemilerini kullansak ya? Antimadde ile madde birleştiği zaman tümüyle enerjiye dönüşüyor ve biz de kütlenin yüzde 100’ünden enerji çıkaran antimadde roketlerini kullanabiliriz.

Ancak, iki büyük sorun var: 1) Dünya’da ticari antimadde yakıtı olarak antihidrojen atomu üretmenin maliyeti gram başına 65 trilyon dolar. Kısacası antimadde roketlerinde gidiş-dönüş için gereken 2 kg’lik antimadde yakıtını üretemeyiz: Evrende antimadde çok nadir ve fabrikada üretmek çok pahalı.

2) Antimadde roketleri saniyede 1600 atom bombası gücünde patlayarak enerji üretecek; ama elimizde bu sırada açığa çıkan 1 trilyon derecelik sıcaklığa, roketin hızlanması sırasında aylarca dayanacak olan bir metal yok. Roketi korumak için manyetik alan kullanmak da işe yaramaz; çünkü bu sefer de hızlanma için gereken enerjiyi manyetik alan üretmekte kullanmış oluruz.

Ayrıca lojistik açıdan bakarsak, Dünya’yı havaya uçurmadan veya Asteroit Kuşağı’nda kuracağımız olası antimadde fabrikalarını patlatmadan güvenli antimadde üretmenin pek mümkün olmadığını da görüyoruz.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Döner doğal kara delik şeması: Bu bölgeler matematiksel sınırlardır; çünkü kara delik aşırı bükülmüş uzay-zamandan oluştuğu için maddeden oluşan bir cisim değildir ve katı bir yüzeyi yoktur. İçten dışa 1) Kara deliğin içindeki iç olay ufku, 2) Olay ufku ve 3) Ergosfer.

 

Peki ya kara delikler?

Tabii “Kara delikler de yakına gelen her şeyi yutuyorlar. Maazallah, kara delik motorlu uzay gemisinin içindeki kara delik de gemiyi yutabilir hocam” diyebilirsiniz. Yine de kara delik motorlu itiş sistemleri kullanmak, kaza riski açısından antimadde roketlerinden daha güvenli ve biz kara delikleri antimaddeden daha kolay evcilleştirebiliriz.

Nasıl derseniz, önce kara deliklerden nasıl enerji üreteceğimizi görelim: Kara delikler ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü yerçekimi olan gökcisimleridir. Öyle ki kara deliklerin dış yüzeyi olan olay ufkunda kaçış hızı ışık hızına ulaşıyor ve kara deliklerin içinde ışık hızını aşıyor.

Oysa kara deliğin en tehlikeli yanı olay ufku değil. Sonuçta orası geri dönüşü olmayan nokta; ama kara deliğin içine özellikle girmeye çalışmadığınız sürece olay ufku size sorun çıkarmaz. Asıl problem, olay ufkunun hemen dışında yer alan ve kara deliğin istikrarlı olan en iç yörüngesine kadar uzanan ergosferdir.

Kara delik bombası’nda anlattığım gibi, uzay gemisi ile kara deliğe en yakın yörüngeye girerseniz yörüngede kalmak için roketlerinizi sürekli ateşlemeniz ve neredeyse ışık hızında gitmeniz gerekir. Ancak, iç yörüngeyi geçip kara deliğe yaklaşırsanız ergosfere girersiniz. Bu noktadan sonra işiniz şansa kalır:

Kaotik bölge

Ergosfer, kara deliğin uzay-zamanı sarmallar halinde büktüğü kaotik bir bölgedir. Öyle ki ergoseferde uzay boşluğu, bardakta çay şekerini karıştırırken gördüğünüz girdap gibi dönüp durur. Sonuçta ergosfer ya sizi kara deliğin içine savurur ya da kara deliğin içine girmek istemenize rağmen, kara delikten uzaklaştırıp uzaya fırlatır. Siz de kara deliğe düşmek kolay sanmıştınız değil mi?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

Kara deliğe çöp atarak momentum transferi ve açısal momentum yoluyla enerji üretip itiş gücü sağlayabilirsiniz. Kara delik çok iyi bir çöp öğütücüdür. En zehirli atıkları bile yok eder.

 

Kara deliğe girmek zordur

Bunun için çabalamanız gerekir; ama yoktan enerji üretemeyecek veya enerjiyi yok edemeyeceğiniz için doğa çok adildir. Bir şekilde çabanızın karşılığını alırsınız. Bu örnekte kara delik motorlu uzay gemileri üretmek yerine, kara deliğin içine çerçöp veya zehirli radyoaktif atıklar fırlatabilirsiniz. Kara deliğe düşen şeyler dışarı çıkamadığı için bunlar da yok olup gider. Bahar temizliği olur.

Sonuçta kara delik motorlu uzay gemileri için yapay mikro kara delikler üretmek yerine, doğal kara delikleri kullanırsak momentum transferi yoluyla enerji üretebiliriz: Kara deliğin içine atacağınız çerçöp ve politikacılar yok olmadan önce, sahip olduğu kinetik enerjinin bir kısmını uzaya aktaracak ve radyasyon saçacaktır. Biz de bunu kullanarak uygarlık için gereken enerjiyi üretebiliriz. 😉

Kara deliklerden bu şekilde enerji üretmenin detaylarını kara delik bombası yazısında bulabilirsiniz. Öte yandan, burada kara delik motorlu uzay gemilerinden söz ediyoruz ve uzay gemilerini doğal kara delikleri kullanarak ışık hızının yüzde 50-90’ına kadar hızlandırabiliriz.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

Penrose süreci: Kara deliğe çöp atarsanız çöp kutusu parçalanır ve yarısı kara deliğe düşer. Diğer yarısı da ergosfer tarafından uzaya savrulur. Bu sırada kara deliğin momentumunu çalarak hızlanır ve siz de kara delik sayesinde kinetik enerji üretmiş olursunuz. Bu süreç kabaca Hawking ışınımına benzer ve kara deliklerin enerji kaybederek buharlaşmasını hızlandırır. Penrose  süreci ile maddeden yüzde 20 oranında, yani nükleer füzyondan 30 kat daha fazla enerji üretmiş olursunuz.

 

Doğal kara delik motorlu gemiler

Bunun için tek yapmamız gereken şey, uzayda bize en yakın kara delikleri bulmak ve nükleer füzyon roketleri ile bunlara ulaşmaktır. Sonra bunlara yaklaşırız (ama çok yaklaşmayız) ve böylece kara delikler, bizi içine çekmek yerine sapan taşı gibi uzaya savurur. Tıpkı NASA’nın Mars’a gönderdiği robot sondalar gibi, biz de hızlanmak için roket motorları yerine yerçekimini kullanırız.

Gerçi yıldız kütleli kara delikler küçüktür ve yüzey alanı küçük olduğu için de ergosfer civar uzayı gelgit etkisiyle öyle bir çarpıtır ki uzay gemisi parçalanmadan bunlara yaklaşamayız. Bu nedenle sapan etkisi için kara deliklerin uzağından geçmemiz gerekir. Yine de bu yöntemle uzay gemilerimiz ışık hızının yüzde 50-70’ine ulaşabilir.

Samanyolu merkezinde yer alan Sagittarius A* gibi süper kütleli kara delikler ise dev gibidir ve yüzey alanları büyüktür. Bunların gelgit dalgaları zayıf olduğundan çok daha fazla yaklaşabiliriz. Böylece uzay gemilerimiz ışık hızının yüzde 90’ı ile uzaya savrulabilir. Öyleyse ne duruyoruz? Hemen yapalım!

İlgili yazı: Güneş Kara Delik Olursa Dünya’yı Yutar mı?

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

Interstellar filmindeki uzay aracı ise solucandeliği ile yolculuk ediyordu. Ancak, kara deliğe Penrose süreci ile düşüyordu.

 

Kara delik motorlu gemilerin sorunu

Astronotların doğal kara delik motorlu uzay gemileriyle evreni keşfetmesinin önünde büyük engeller var: 1) Bize en yakın kara delik yaklaşık 20 ışık yılı uzakta olmalı. Bu da en yakın yıldız Proxima C’den 5 kat uzak olmaları demek. Biz de bu kara delikleri bulup onlara normal roketlerle ulaşmalıyız. Bu nükleer füzyonla bile 150 yıl sürer ve SpaceX roketleriyle ise 250 bin yıl! Ölme eşeğim, ölme. 🙂

2) M81 galaksisinde yer alan ve Dünya’daki Olay Ufku teleskopunun resmini çektiği süper kütleli kara delikleri bulmak daha zordur. Gerçi Samanyolu büyüklüğündeki bir galakside yüz binlerce süper kütleli kara delik var. Bunların içinde özellikle 30 Güneş kütlesi ila 20 bin Güneş kütlesindeki orta boylu olanların bir kısmı bize oldukça yakın olabilir. Yine de kara deliklere ulaşmak için binlerce yıl kaybetmek pek akıl kârı değildir.

Ancak, eski bir yazım olan ve Von Neumann sondalarını anlattığım makalede söylediğim gibi bizler insanız ama galaksiyi robotlarla keşfedeceğiz. Nitekim ışık hızında giden robot sondalar, güneş sisteminden güneş sistemine atlayıp asteroitleri ham madde olarak kullanarak bakteri gibi çoğalabilirler. Böylece Samanyolu’nun tamamını sadece 30 bin yılda keşfetmiş olurlar.

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Kara delik otoyolları

Yıldızlararası sondaları ise nükleer füzyon roketleriyle fırlatırız ve bunlar yakıtı bitmeden önce kara deliklere ulaşır, sonra da Samanyolu’nu kara delikten kara deliğe savrularak keşfederler. Kendi çevresinde dönmeyen bir kara delik, bu robot sondaları, yerçekimi şiddetinin yüzde 6’sı ile ve doğada bulunan tek kara delik türü olan dönen kara delikler de yüzde 42’si ile uzaya fırlatır.

Ayrıca robot sondalar yüzlerce veya binlerce insan taşıyan dev gemilerden çok daha hafif olup daha kolay hızlanacaktır. Yine de süper gelişmiş uygarlıklar, evreni doğal kara delikler yerine yapay kara delik motorlu uzay gemileriyle de keşfedebilirler. Peki nasıl?

Işıktan kara delik ile

E=mc2 denklemini m=E/c2 olarak yazarsak kütlenin aslında enerjinin türedi bir özelliği olduğunu ve kütleden enerji çıkarabileceğimizi görmüş oluruz. Buna göre ışığı oluşturan fotonların enerjisini de kütle yaratmakta kullanabiliriz. Nitekim uzayda çok küçük bir noktaya çok güçlü gama ışını lazerleriyle ateş edersek minik bir kara delik oluştururuz. Buna ışıktan kara delik; yani kugelblitz denir. Kara delik motorlu uzay gemileri için gereken yapay kara delikleri kugelblitz yöntemiyle üretebiliriz.

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Mikro kara delikler

Doğal kara deliklerde sapan etkisi ve momentum aktarımı derken, aslında fizikçi Roger Penrose’un geliştirdiği Penrose süreciyle enerji üretme tekniğini anlatmış olduk. Ancak, kara delik motorlu uzay gemileri bu şekilde enerji üretemez ve hızlanamaz; çünkü hızlanmak için dışarıya açık bir termodinamik sistem gerekir.

Nitekim bir Foça gezinti teknesinin yelkenlerini açar ve tepesine de büyük bir fan yerleştirirseniz o tekne kendi rüzgarıyla hiç gitmez. Bu sürücü koltuğunda oturduğunuz bir otomobili içeriden iterek hareket ettirmeye benzer. Nafiledir.

Termodinamik uyarınca enerjiden yararlı iş üretmek istiyorsanız sistemin kendi enerjisini kullanamazsınız. Motor gibi bir fiziksel sisteme dışarıdan enerji eklemeniz gerekir. Aynı nedenle kara delik motorlu uzay gemileri de kendi kara deliklerinin sapan etkisinden yararlanamazlar. Böyle bir şey yapmaya kalksalar gelgit etkisiyle parçalanırlardı. Öyleyse kara delik motorlu gemiler nasıl gidiyor?

Hawking radyasyonu ile

Kara delikler Hawking radyasyonu ile buharlaşırlar, üstelik ne kadar küçük ve hafifseler o kadar hızlı buharlaşırlar. Örneğin, her yıl 1 evren simülasyonu yapacak kadar güçlü olan bir süper kütleli kara delik kuantum bilgisayar 1070 yılda buharlaşır; yani yıldız kütleli kara deliklerden 10 bin kat uzun yaşar! Mikro kara delikler ise o kadar küçüktür ki birkaç saniye-yılda buharlaşır. Her durumda Hawking radyasyonu ile büyük miktar da enerji üretirler. Siz de bunu kullanarak uzay gemisini hızlandırırsınız.

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

Kendi çevresinde dönen doğal bir kara deliğin mümkün olan en iç kararlı yörüngeleri. Daha içte ergosefer vardır. Ergosfer bükülmüş uzay-zamandan oluşur ve bu girdaplı uzay-zaman bölgesi, tıpkı yüksekten dökülen bir çağlayan gibi sizi kara deliğe sürükleyebilir. Büyütmek için tıklayın.

 

Kara delik motorlu roketler

Nitekim kimyasal roketler sıvı hidrojen ve benzerini yakıyor. Yanan gaz genleşip roket çanından dışarı püskürüyor. Aslında küresel olarak genleşiyor ve bir yandan uzaya püskürürken, diğer yandan da roket çanının tabanına basınç uyguluyor. Orada egzoz deliği olmadığı için dışarı çıkamıyor ve bunun yerine roketi itiyor.

Şimdi, Hawking radyasyonunu önceki yazılarda anlattım ve kuantum fiziğine uygun olan teknik tanımını da ayrı bir makalede ele alacağım. Bugün ise sadece Hawking radyasyonunun “radyasyon basıncı” yaratacağını söyleyeceğim ki bu prensipte kimyasal roketlerle aynı şey: Fotonlar gibi kütleli olmayan parçacıklar bile cisimleri itebilirler.

Nitekim güneş ışığını oluşturan fotonlar güneş yelkenlerini ve buna takılı uzay sondalarını iter. Fotonların kütlesi yoktur; ama bir anlamda kinetik enerjisi vardır ve bununla momentum transferi yapabilirler. Hawking radyasyonu ise her türlü oluşabilir. Ancak, uzay gemisine itiş gücü sağlamak açısından bizim için başka bir nokta önemli:

İlgili yazı: Dünyada Olmayan Elementler İçeren Yıldız

Kara deliğe gaz püskürterek yapay kuasar gaz jeti üreten ve bunun egzozuyla giden başka tür bir kara delik motorlu uzay gemisi. Aslında standart kara delik motorlarından daha basit ve doğal bir itiş yöntemi.

 

Radyasyon basıncı

1) Kara delik motorlu uzay gemileri, Hawking radyasyonunu kullanarak bir yakıtı ısıtabilir ve buharlaştırıp roket çanından fırlatarak uzayda gidebilir. 2) Kara deliğe gaz püskürtebiliriz. Böylece kara delik yutamadığı gazı kutuplarından ışık hızının yüzde 90’ı ile püskürtürken uzay gemisini itmesini sağlayabiliriz.

Ancak, bu durumda ve ilk bakışta, bir gaz jeti gemiyi iterken diğer gaz jeti açık uzaya püskürecektir. Kara deliğin iki gaz jeti de ters yönlerde itiş sağlayacaktır. Siz de “bu uzay gemisini ileri itmek için gereken net itiş gücünü sıfırlayabilir” diyebilirsiniz. Yalnız iki gaz jeti de kara deliğe düşmeyen gazlardan oluştuğu için kara delik, tek yönde tek bir gaz jeti püskürtüyor olsa bile hızlanamazdı.

Unutmayın: Kara delikler kendi kendini itemez; ama uzay gemisinin arkasına çarpan gaz jeti kara delik motorlu gemimizi uzayda itebilir.

İlgili yazı: Periyodik Tabloda Keşfedecek Kaç Element Kaldı?

Stargate SG-1 bilimkurgu dizisindeki inşa halinde Ori gemileri.

 

Kara delik motorlu gemi nasıl yapılır?

Bunun dile kolay ama yapması çok zor olan birkaç aşaması var:

  • Işıktan kara delik yaratın.
  • Çevresini iç yüzeyi süper yansıtıcı olan küresel bir ayna ile kaplayın.
  • Kara delik buharlaşırken çıkan Hawking radyasyonunu, geminin kıç tarafındaki bu kürenin uzaya bakan arka deliğinden dışarı püskürtün.

VEYA

  • Kara deliği açıkta oluşturun ve üzerine geminin kıç tarafındaki roket çanından gaz püskürtün.
  • Kara deliğin kutuplarından püskürteceği gaz jetlerinden birinin geminizi kıçtan ileri itmesini sağlayın.
  • Kara deliği uzayda giderken yanınızda taşımanın bir yolunu bulun ya da bulmayın: Hansel-Gretel masalındaki ekmek kırıntıları gibi, arkanızda dizi dizi kara delik oluşturup bunları tek seferlik itici güç olarak kullanın. Kara delik jetinden uzaklaştıkça geminiz için yeni bir kara delik yaratın ve uzayda kara delik çevre kirliliğine yol açın. 😮

Her iki yöntemin de inanılmaz zorlukları var. Şimdi bunlara değinelim:

İlgili yazı: Akkuyu Santrali Temiz Söylemini Çürüten 15 Kanıt

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

Henüz kanıtlanmamış olan ve 10 uzay boyutunu varsayan süpersicim teorisine göre kara delik buharlaştırarak çalışan “kara delik plazma mahmuz motorlu” yıldız gemisi. Yazımızın kapak resmi. International Space University MSc tezi olarak öğrenci Andrew Alexander tarafından tasarlanmış bir bilimkurgu aracıdır. Büyütmek için tıklayın.

 

Kara delik kullanmanın zorlukları

Öncelikle uzay gemisinin ve kara deliği saran kürenin, buharlaşan kara deliğin oluşturduğu Hawking radyasyonu ile ısınıp erimesini önlemeniz gerekiyor. Bunun da iki yolu var: 1) Ateşi kısın; yani büyük bir kara delik kullanın ki yavaş yavaş, düşük ısıda buharlaşsın.

Oysa bu iyi bir çözüm olamaz; büyük kara delikler, deyim yerindeyse yerden kalkmayacak kadar ağırdır ve o kadar az radyasyon yayar ki bunu gemiyi itmekte kullanamazsınız.

2) Mikro kara delik üretin. Zaten bunun için az enerji gerekir ve işiniz kolaylaşır. Yalnız mikro kara delikler de çok hızlı buharlaşır ve bir anda ne kadar güçlü radyasyon yayarsa yaysınlar bunun enerjisi de geminizi itmek için zayıf kalır.

Çözüm saniyede binlerce mikro kara delik üretmektir. Doğrusu gücünüz varsa ve o kadar kara deliği güvenle kontrol edebileceksiniz üretin. Benim için sorun yok. 😉

3) Bir adet kara delik yaratın ve buharlaşırken içine devamlı gaz atıp büyümesini sağlayın. Bu kara deliği kütle ve enerjiyle o kadar hızlı besleyin ki sürekli buharlaşmasına rağmen hiç küçülemesin. Siz içine çerçöp politikacı attıkça ısı ve ışık saçmaya devam etsin. 😀

İlgili yazı: Sicim Teorisi Evreni Tek Denklemle Açıklayabilir mi?

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

 

Kara delik mühendisliği

Yazının sonuna yaklaşırken, birinci kara delik motoru yöntemine ek çözüm getirmek istiyorum: Kara deliği saran kürenin erimemesi için iç yüzeyi süper yansıtıcı olan bir ayna üretebilirsiniz. Işığın yüzde 99,99999999’unu yansıtan bir süper ayna Hawking radyasyonu yüzünden pek ısınmaz ve iyi çalışır.

Üçüncü yöntem, yani kara delik motorlu uzay gemisi, sürdürülebilir itiş gücü sağlayan en pratik yöntem olsa da kendi içinde ayrı zorluklar barındırıyor: Bu kara delik çok küçük olamaz, yoksa cılız olur ve anında buharlaşırken yeterli itiş sağlamaz. Çok ağır olursa yerinden kalkmaz.

Bunu ancak orta yolu bularak çözeriz; yani ne çok küçük ne de çok büyük bir kara delik, tam orta boy, yerinde ve makul kara delikle… Bu mikro kara deliğin yarıçapı 1 ila 6 attometre olacaktır. Bu mikroskobik ölçü birimini atom boyunu ölçmekte kullanıyoruz ve 1 attometre 10-18 metre oluyor; yani metrenin milyarda milyarda biri. Bize o kadar küçük bir kara delik lazım.

Ancak, bu ufak tefek kara deliği Karamürsel sepeti sanmayın. Kendisi ağır abi olup 673 bin ila 4 milyon 40 bin ton ağırlığındadır. Böyle bir kara deliği 3-16 GeV enerjili gama ışını lazerleriyle üretebilirsiniz. Kolay gelsin!

İlgili yazı: Yakıtsız Çalışan Devridaim Roketi EmDrive Test Edildi

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

 

Uzay gemisi de ağır

Gördüğünüz gibi uzay geminizi karbon nanotüpler ve kompozit malzemelerden üretseniz bile bu gemi çok ağır olacaktır; çünkü içinde en az 673 bin ton ağırlığında bir mikro kara delik taşıyacaktır. Bu mikroskobik kara delik John Ford sınıfı bir süper uçak gemisinden en az 3 kat ağır olacaktır.

Eh bir de kara deliği saran içi aynalı küreniz, uzay geminizi koruyacak radyasyon kalkanınız, yolcularınız, erzak ve yiyeceğiniz var. Geminiz tek başına da ağır olacaktır. Diyebilirsiniz ki “ama hocam, bizim gemi o kara deliğin yanında tüy sıklet kalır.” Öyle ama orta yolu bulduğumuzu unutmayın:

Ne diyoruz? Kara delik çok küçük ve hafif veya çok büyük ve ağır olmasın. Bu durumda Hawking radyasyonu uygun güç, basınç ve sıcaklıkta olacaktır. Bununla kara delik kadar ağır bir gemiyi itemezsiniz.

Örneğin, Star Wars filmlerinde görülen 1600 metrelik İmparatorluk Mark II sınıfı yıldız destroyerlerini itemezsiniz. Uzay geminizin olabildiğince hafif olması lazım veya daha büyük kara delikler ve daha ağır gemiler kullanacak ya da bir gemide çok sayıda kara delik bulunduracaksınız.

İlgili yazı: İlk Kara Delikleri Karanlık Madde Oluşturdu

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

 

Kara delik motorlu son sözler

Bu yazıdaki kara deliğin kütlesini hesaplarken, onu sürekli besleyerek ömrünü uzatamadığınızı varsaydık; yani buharlaşana dek en az 100 yıl yaşayacak bir kara delik düşündük ki bu sırada, uzay gemisini ışık hızının önemli bir kesrinde 100 yıl itsin ve sizi komşu yıldızlara ulaştırsın.

Yine de insanların alışık olduğu 1 g’lik ivmeyle bu hıza ulaşmak için en az 20 yıl gerekir ve bu tür tek seferlik ideal kara delikle ancak ışık hızının yüzde 10’una ulaşabilirsiniz. Bu da biraz saçma olur; çünkü elektron atımlı lazerlerle çalışan Icarus nükleer füzyon roketi bile ışık hızının yüzde 12’sine ulaşabilecekken kara deliklerle uğraşmak anlamsızdır.

Gerçi üstüne sürekli gaz püskürterek ömrünü uzattığınız bir kara delik kullanabilirsiniz; ama bunun da kendine göre zorlukları var: 1) Kara deliğin saçtığı Hawking radyasyonu 3000 petawattan (3 milyon terawatt) az olmalı, yoksa geminiz sıcaktan buharlaşır. 2) Kara delik hep aynı boyda kalmalı. Püskürttüğünüz gaz yetmez de kara delik küçülüp buharlaşırsa geminizi patlatır veya puf diye söner.

3) Kara delik aniden büyürse; yani üstüne gerekenden fazla gaz püskürterek onu şişmanlatırsanız bu kez de radyasyon azalır ve kara delik yine söner. Ayrıca, küçük bir kara deliğin tam içine gaz püskürtmenin ne kadar zor olduğunu yazımızın ergosfer bölümünde anlattım. Sürdürülebilir kara delikler için sürekli aynı miktarda gazı kara deliğe sokmak zordur ve hatta imkansız olabilir.

İlgili yazı:  Yoksa Kara Delikler Yok mu? İşte Size 5 Çılgın Alternatif

Stargate SG-1 dizisindeki halka şekilli Ori gemileri yarı açık kara delik motorları kullanıyor.

 

Uzayda ne kadar hızlı gidebiliriz?

Ancak, en önemli sorun, sizi ışık hızının yüzde 50-90’ına ulaştıracak bir yapay kara delik kullanmaktır. Sorun şu ki o kadar şiddetli radyasyon saçması gereken bir kara delik de hızla buharlaşabilmek için 1 attometreden küçük olacaktır.

Bu sefer de küçük olduğu için az radyasyon saçacaktır. Öyleyse kara delik motorlu bir uzay gemisinin nükleer füzyon roketlerinden hızlı giderek işe yaraması için tek çözüm var: Hem yapay, hem de doğal kara delikler kullanmak:

1) Yapay kara deliklerle ışık hızının yüzde 10’una ulaşıp uzayda 100-300 yıl giderek doğal süper kütleli kara delikleri bulmak. 2) Bununla ışık hızının yüzde 50’sine ulaşıp 1000 yıl giderek bu kez en büyük süper kütleli kara delikleri bulmak ve 3) Işık hızının yüzde 90’ına erişerek galaksiyi keşfetmek…

İlgili yazı: 550 Gezegenli Kara Delik Güneş Sistemi

Kara-delik-motorlu-uzay-gemileri

 

Hibrit motorlu uzay gemileri

Barış Manço’nun dediği gibi “Yaz tahtaya bir dava, Tut defteri kitabı, Sarı Çizmeli Mehmet Ağa bir gün öder hesabı!” Sözün özü kara delik motorlu uzay gemileri ile gelecekte yakın yıldızlara ulaşabiliriz; ama bunun için en az 100-1000 yıl yolculuk etmemiz gerekir. Peki uzayda o kadar uzun yaşamak için ne yapacağız? İnsan ömrünü uzatabilir ve astronotları yapay kış uykusuna yatırabiliriz.

Bu soruların cevabını 400 yaşındaki köpekbalığı, beden hackleme, 14 yaşında kendini donduran kız ve Mars’a artık kış uykusuna yatarak gideceğiz yazılarında bulabilirsiniz. Ancak, ışık hızı size yetmiyorsa ışıktan hızlı yolculuk teorilerine warp sürüşü ile göz atabilirsiniz.

Buna karşın evrendeki bütün yıldızların ne zaman söneceği ve ne zaman kara delik enerjisine muhtaç kalacağımızı öğrenmek isterseniz de Evren nasıl yok olacak yazısına bakabilirsiniz. Ancak ne derler bilirsiniz; iyi düşünün ve iyi olsun! Yeterli sağlık ve neşeyle güzel bir hafta sonu geçirelim.

Doğal kara delik motorlu gemiler


1Are Black Hole Starships Possible
2Black Hole Engine
3Extraction of Rotational Energy from a Black Hole

One Comment

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir