Astronomi ve Kozmoloji

Ölüm Yıldızı İnşa Etmek Mümkün Mü?

Çok, çok uzak galaksilerdeki serüvenleri konu alan ünlü bilimkurgu serisi Yıldız Savaşları’nda, galakside hüküm süren İmparatorluk, kendisine boyun eğmeyen gezegenleri caydırmak ve gerekirse de ortadan kaldırmak için Ay büyüklüğünde bir silah inşa etmektedir. Ölüm Yıldızı adı verilen bu silah hedef aldığı gezegeni yoğunlaştırılmış lazer ışınları ile parçalar. Bu da gezegenin enkazının boş uzayda dağılmasına neden olur. Peki bu bilimkurgu ürününü bir gün gerçekten inşa etmek mümkün mü?

Nedir Bu Lazerler?

Lazer kelimesi aslında bir kısaltmadır. İngilizce açılımı Light amplification by stimulated emission of radiation ( Laser) biçimindedir. Yani uyarılmış radyasyon yayılımı ile ışığın güçlendirilmesidir. Lazer üretimi için özel bir gaz veya kristallere ihtiyacınız vardır. Sonra bu gaz veya kristallere dışarıdan bir etkiyle örneğin elektrik dalgaları ya da ışık aracılığı ile enerji aktarırsınız. Bu enerji akışı ortamdaki atomların elektronlarını uyarır. Bu da onların dış enerji kabuklarına sıçramalarına neden olur. Kararsız hale gelmiş olan bu ortamın içinden bir ışık demeti geçirildiğinde ışığı oluşturan fotonlar kararsız atomlara çarparak elektronların sahip olduğu enerjiyi salmasına ve ortama daha fazla foton yaymasına yol açar. Böylelikle foton miktarı varsayılana göre kat ve kat artar. Sonucunda daha güçlü bir ışık demeti oluşur.

Özel kristal ve ya gazlara ihtiyaç duyulmasının nedeni de lazer oluşturmak için yayılan fotonların aynı dalga boyunda ve tutarlı olmaları gerekmesidir. Lazer üretim sürecinin farklı şekilde yürütülmesi farklı türde lazerlerin üretilmesine olanak sağlar.

  • 1-Gaz Lazerleri: Gaz ortamına elektrik ve ya radyo dalgaları aracılığı ile enerji verilmesiyle elde edilir. Bu tür lazerlerden biri olan karbondioksit gaz lazerleri, sanayide cisimlerin parçalara ayrılması veya kaynaklama amacıyla kullanılmaktadır.
  • 2-Kimyasal Lazerler: Bu türdeki lazerler, enerjilerini kimyasal tepkimeler sonucunda çıkan ısıdan elde ederler. Oldukça güçlü olan kimyasal lazerler genellikle askeri uygulamalarda kullanılmaktadır.
  • 3-Katı Hal Lazerleri: Elde edilmiş ilk lazer bu tür bir lazerdir. 1960 yılında Theodore Malman tarafından yakut kristali kullanılarak üretilmiştir.
  • 4-Yarı İletken Lazerler: Birçok farklı alanda kullanılan yarı iletken lazerler yarı metaller ve diyot gibi bileşenler sayesinde elde edilirler.
  • 5-Boya lazerleri: Bu lazerlerin elde edilmesi için ortam olarak organik boyanın sıvı çözeltisi kullanılır. Kısa zaman aralıklarında yüksek sayıda ışık darbesi üretebilirler.

Bir Ölüm Yıldızı’nın Enerjisi

Lazer üretim sürecinde ortama atomları uyarmak için dışarıdan enerji vermemiz gerektiğinden bahsetmiştik. Eğer bir Ölüm Yıldızı’nın gezegen parçalayan lazerini üretmeye çalışıyorsak tahmini edebileceğiniz üzere ihtiyacımız olan enerji devasa boyutlarda olacaktır. Bir karşılaştırma yapmak gerekirse şu ana kadar üretilen en güçlü lazer Japonya’da üretilmiştir. Bu lazer 2-petawatt yani 2 katrilyon watt güce sahiptir. Bu sayı görünüşte büyük olmasına rağmen bir Ölüm Yıldızı lazerinin gücünün yanında anlamsız kalır. Çünkü gezegen parçalayabilen bir lazer topu bu sayıdan milyonlarca kat daha fazla güce ihtiyaç duyar.

Star Wars serisinde Ölüm Yıldızı, filmdeki ‘karanlık tarafın’ en ölümcül silahı. Gezegen boyutundaki bu uzay gemisi tek vuruşta bir gezegeni yok edebiliyor.

Enerjiyi güçle doğru orantılı düşünürsek bu sayılara bakarak enerji açısından da görece bir karşılaştırma yapabiliriz. Bu derece yüksek enerjiyi elde etmek başlı başına bir sorundur. Bir diğer sorunda bu derece güçlü bir lazerin üretiminde çıkan ısının çevresindeki her şeyi hatta Ölüm Yıldızı’nın kendisini bile eritebilecek olmasıdır.

Füzyon Enerjisi Ölüm Yıldızı İnşa Etmeye Yeter mi?

Devasa miktarlarda enerji üretmenin yolu Yıldızların nasıl enerji ürettiklerine bakmaktır. Yıldızlar çeşitli atomları birleştirerek ortaya enerji çıkarırlar. Bu atomları birleştirme tepkimeleri füzyon tepkimeleri olarak adlandırılır. Örneğin güneşimiz kendi enerjisini nükleer füzyon sayesinde üretir. Güneş’in muazzam ısısı ve çekim kuvveti belirli atomları sıkıştırarak çeşitli nükleer tepkimeleri tetikler ve sırasıyla şu tepkimeler gerçekleşir:

  • hidrojen + hidrojen → döteryum + nötrino
  • döteryum + hidrojen → helyum-3
  • helyum-3 + helyum-3  → helyum-4 + hidrojen + hidrojen
  • 4 hidrojen → helyum-4 + 2 nötrino

Bu tepkimelerde atomlar birbirlerine dönüşürken ayrıca nötrino denilen kütlesiz bir parçacık ortaya çıkar. Sonucunda kütle korunmaz, aksine enerjiye dönüşür. Bu enerji Einstein’ın ünlü E = mc2 formülü ile hesaplanır. Formüldeki “c” yani ışık hızı yaklaşık olarak 300.000 km/sn’ye tekamül eder. Bunun anlamı ufak bir kütle değişiminin bile muazzam derecedeki enerji açığa çıkartacağıdır. Eşit koşullarda karşılaştırma yapılırsa füzyon petrole göre 10 milyon kat daha fazla enerji sağlar.

Hali hazırda nükleer santrallerde nükleer fizyon yani atomları parçalara ayırarak enerji üretimi gerçekleştirilse bile henüz uzun süreli aktif çalışan bir füzyon reaktörü bulunmamaktadır. Bu konudaki en büyük sorunlardan biri bu tepkimelerin gerçekleşmesi için gereken ısının ve basınçlı ortamının sağlanmasının oldukça meşakkatli olmasıdır. Gelecekte füzyon reaktörlerini aktif olarak kullanmaya başlarsak enerji sorunumuzu belki de çözebiliriz. Lakin bu enerji bankası bile Ölüm Yıldızı’nın ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlamayacaktır ve bu yüzden farklı yöntemler aramamız gerekir.

Gama Işını Patlaması

Büyük kütleli bir yıldızın kara delik oluşturmak üzere çökmesi çizimi. Bir gama-ışın patlaması oluşumunda enerji, dönme ekseni boyunca jetler olarak serbest bırakılır. Kaynak: Nicolle Rager Fuller/NSF; https://tr.wikipedia.org/

Ölüm Yıldızı için enerji sağlamanın bir diğer yolu da uzayda hali hazırda gerçekleşen gama ışını patlamalarının oluşturduğu enerjiden yararlanmaktır. Gama ışını patlamaları dış uzayda oldukça kısa zaman aralıklarında gerçekleşen çoğunlukla yüksek enerjili fotonların neden olduğu patlamalardır. Gama ışını patlamalarına dev bir yıldızın çökerek hipernovaya dönüşmesinin neden olduğu düşünülmektedir. Bugünkü bilgilerimize göre evrendeki en enerjik olay olan gama ışını patlamaları sonucu açığa çıkan enerji yaklaşık olarak 1045-1047 joule aralığındadır.

Eğer Güneş sistemimizde bir gama ışını patlaması gerçekleşseydi, ortaya çıkan ve içeriğinde X ve Gama ışınları bulunan yoğun ışın demeti ozon tabakasını yok ederdi. Bu da Dünya yüzeyindeki sıcaklıkların kat ve kat artmasına neden olurdu. Bu ışın demetleri belki gezegeni parçalara ayırmazdı lakin neden oldukları sıcaklıkla beraber yaydıkları radyasyon gezegendeki tüm yaşamı yok ederdi.

Bizim medeniyetimiz için bilinmezliklerle dolu olan gama ışını patlamaları, asırlar sonraki medeniyetler için bir gizem olmaktan çıkacaktır. Bu medeniyetler bu enerjiyi kullanmanın veya bu patlamaları yönlendirmenin bir yolunu keşfedebilirler. Böylelikle bir Ölüm Yıldızı için gama ışını patlamalarını kullanabilirler.

Ölüm Yıldızı Dilekçesi

Dilekçe, Beyaz Saray yönetiminin resmi talep sitesi petitions.whitehouse.gov’da yayımlandı ve 27 bin 139 kişi bu dilekçeyi imzaladı.
Obama yönetimi daha önce 25 bin imzayı geçen her talebe resmi olarak cevaplayacakları sözünü vermişti.

Bir Ölüm Yıldızı inşası günümüzde mümkün gözükmemesine ve anlamsız olmasına rağmen 2013 yılında Obama yönetimindeki Amerika Birleşik Devletleri’nde çevrimiçi ortamda oluşturulan bir Ölüm Yıldızı inşa etme dilekçesi 25 binden fazla imza topladı. Neyse ki bu istek, maliyet ve yetkili kişilerin esprili bir şekilde Obama yönetiminin gezegenleri havaya uçurmayı desteklemediğini belirtmesiyle geri çevrildi.

Bir Ölüm Yıldızı inşa etmek bugünün şartlarında enerji sorunu ve yeterli teknolojinin henüz geliştirilmemesi nedeniyle mümkün gözükmüyor. Asırlar sonraki bir medeniyet bir Ölüm Yıldızı inşa etmek için gerekli tüm teknolojiye sahip olabilir. Lakin böyle bir durumda bile büyük olasılıkla gezegen parçalayan bir silah yapmak için herhangi bir gereksinim olmayacaktır. Buradaki ana nokta bu bilimkurgu ürününün herhangi bir fizik yasasını ihlal etmemesidir. Yani kuramsal olarak Yıldız Savaşları’ndakiyle birebir aynı olmasa da bir Ölüm Yıldızı inşa etmek mümkündür.

Kaynakça:

  • Kaku, M. (2017). Olanaksızın Fiziği. In Ölüm Yıldızları (Vol. 6, pp. 48–58). ODTÜ.
  • Could We Build a Real-Life Death Star?; https://www.space.com

Matematiksel

Kamil Anıl

Cevaplardan çok sorulara merak duyan ve çok soru soran eğitim hayatını ODTÜ'de sürdüren bir talebeyim. Ayrıca bilim ve matematiğin uçsuz bucaksız olduğuna ve herkese ulaşabileceğine inanmaktayım. Yeter ki ne kadar zaman geçerse geçsin "hala öğreniyorum" diyebilelim.

Bu Yazılarımıza da Bakmanızı Öneririz

Başa dön tuşu