Bebar Bilim · Merak, evrenin en iyi başlangıç noktasıdır.
Bilim Tarihi

Tesla’nın En Büyük Hayali – Kablosuz Elektrik

▶ YouTube’da izle ↗

Oynatınca YouTube’a bağlanılır. YouTube’da aç ↗

Bu yazı, 25 Eylül 2022 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Nikola Tesla. Tarihte belki de en sevilen, kimine göre en çok hakkı yenenlerden, sayısız patenti ve insanlığa kazandırmış olduğu sayısız teknoloji sayesinde ismi silinmeyecek şekilde kazınmış müthiş mucit… Çok büyük hayalleri vardı. Birçoğunu da hayata geçirmişti. Ama biri hariç. Belki de en önemlisi, kendisi için de en değerlisi. Hayata geçirebilmiş, bu hayalini gerçekleştirmiş olsaydı gerçekten tamamen farklı bir dünyada yaşıyor olurduk şu anda… Nikola Tesla ve onun “kablosuz elektrik hayalinden” bahsediyoruz elbette. Tesla’nın yarım kalan hikayesi…

Tüm dünyayı saran kulelerden oluşan bir ağ üzerinden tüm dünyaya kablosuz ve bedava elektrik ve ötesinde “bilgi alışverişi”, başka bir deyişle “internet” olasılığını hayal etmiş ve bu kulelerden ilkinİ, Wydenclyffe kulesini Long Island’a 1901 yılında inşa etmişti bile. Okyanustaki gemilere ve hatta okyanus ötesine “mesaj” göndererek icadını kanıtlayacak ve daha da geliştirerek “elektrik” de iletilebileceğini gösterecekti… Fakat bu kule tamamlansa da Tesla’nın tüm finansmanı kesildiği ve proje rafa kaldırıldığı için asla hayata geçmemiş ve kanıtlayamamıştı. Ama neden?

Bugün bile birçok kişi Tesla’nın bu hayalinin peşinde olmasına rağmen hala.. Neden “kablosuz” elektriğimiz yok? Bunun açıklaması bizi biraz hayal kırıklığına uğratabilir ama… İşimiz gerçekler değil mi? Şimdi. Başta söylediğimiz gibi. Tesla’nın zamanının ötesinde olduğu gerçeği tartışılmaz. İndüksiyon motorların mucidi, ilk hidroelektrik santralin fikir babası, tabi “alternatif akım” denince akla gelen ilk isim ve radyo iletişiminin de en önemli ismi kendisi. Bununla birlikte “tesla bobini” olarak bildiğimiz bir cihazın da mucidi. İşte bu “tesla bobini” Tesla’nın hem çok önemli hem de bir anlamda “lanetli” icadıdır.

Zira bu gerçekten sıradışı icadın çalışması ile Tesla’nın zihninde canlanan ihtimaller onu inanılmaz heyecanlandırmış ve bir anlamda bir takıntı haline gelmişti. Bunda hiç de haksız değildi. Zira gerçekten de “sihir” gibi bir şeydi bu cihaz. Kablosuz elektriğin gerçekliğinin bir “simgesi”… Nasıl çalıştığına çok derinlemesine girmeden basitçe anlatmak gerekirse. Bir tesla bobini yüksek bir elektrik akımını alarak bunu yüksek voltaja dönüşrürür. Bu da değişen bir manyetik alan oluşturur. Değişen manyetik alan ne üretir peki? Evet. Elektrik. Bu elektrik ise yakındaki herhangi bir şeyi, bir lambayı mesela. Çalıştırır.

Peki neden hepimizin evinde bir Tesla bobini yok? Bu arada herhangi bir elektrikçiden alabileceğiniz malzemelerle basit bir tesla bobini siz de yapabilirsiniz. Hatta mutlaka aramızdan yapanlar vardır, deneyimlerini paylaşır onlar da. Ama neden evimizin elektriğini üretmiyoruz bu bobinlerle? Çünkü örneğin bir odanın lambalarını yakmak için çok büyük bir tesla bobinine ihtiyacınız var. Bu büyüklükte bir bobinin ürettiği elektriğin bulunduğu ortamda evet lambalar yanar ama siz o odada bulunmayı pek istemezsiniz.

Bir de her odaya birer tane koymanız gerekir zira menzili çok kısadır bu tip bir cihazın. Hem de çok kısa. Mesafe iki katına çıktığınızda enerji altı kat daha fazla düşer. Ve bunun bir çözümü de yok… Ama sadece bu bobin özelinde değil, kablosuz elektrik neden hala evleri, fabrikaları, araçları çalıştırmak için kullanılmıyor onu konuşalım isterseniz.

Elektrik ve genel anlamda enerji “lokal” olarak hareket eder. Belirli bir araca ihtiyaç duyar. Bir yola. Bunu yüzyıllardır çok başarılı bir şekilde çözdük aslında. Kablolarla. Bir miktar ısı kaynaklı kaçınılmaz kayıplar olsa da kablo enerjiyi bir yerden bir yere taşımanın en iyi yolu hala. Diyelim ki kablolardan kurtulmak istiyoruz. İşte o zaman başka bir yol bulmanız lazım. Bunun için de iki seçeneğiniz var.

Birincisi enerjiyi saçmak. Evet. Sağa sola, her yöne saçmak. Ve bu saçtığınız enerjinin bir kısmının da cihazınıza ulaşmasını ummak. Bunu şuna benzetebiliriz aslında. Normalde benzin alırken ne yaparız? Hortumla benzini depoya doğrudan aktarırız. Ama bunu “hortumsuz” yapmak istesek bir “benzin fıskiyesinin” yanına arabamızı park edip deposunun dolmasını beklememiz gerekir. Sonunda dolar mı? E dolar. Ama. Ama işte. Sorunu anladınız. Çok büyük bir “benzin israfı” bu. Bu seçeneğe dayalı kablosuz elektriğin sorunu da bu.

Bu saçılan enerjiyi bir yöne yönlendirmek mümkün değil mi? Mümkün elbette. Ama burada da başka bir sorun ortaya çıkıyor. Elektrik pek gözle görülmez. Ya birileri bu “yönlendirilen” elektriğin önünden geçerse? Pek hoş bir manzara olmazdı. O yüzden bu yönlendirdiğiniz enerjinin çevresine bir koruma yapmanız gerekiyor. Buna da zaten “kablo” diyoruz.

Peki hiç mi yol kat etmedik bu konuda? Ettik tabi. Kablosuz elektrik hayatımızın bir parçası şu anda. Kablosuz şarj cihazları, kablosuz diş fırçaları filan. Biliyorsunuz. Oldukça sıradan. Yani oluyor aslında. Ama bir yere kadar. Birkaç santime kadar maalesef. Bunun kısıtlamalrı da tesla bobininde anlattığımıza benzer kısıtlamalarla aynı. Telefonu yine kablosuz şarj cihazının üzerine yerleştirmeniz gerekiyor malum. Sadece kablo takmıyorsunuz. O cihaz yine bir kabloyla fişe takılı sonuçta. Bu işte “yakın-alan” kablosuz enerji transferine bir örnek. Yani Tesla’nın global anlamda kablosuz elektrik hayalinden çok uzak hala.

Bu arada bu teknolojinin de farklı varyasyonları mevcut. Bu teknolojiyi geliştirmek, mesafeyi uzatmak için çalışan sayısız şirket de mevcut. Ama biz daha fazlasını istiyoruz. Önceki “kuantum pilleri” yazımızda da bahsettiğimiz gibi. Dışarıda dolaşırken telefonumuzun kendiliğinden şarj olmasını, elektrikli otomobilimizin havadan sihirli bir şekilde şarj olmasını istiyoruz. Şimdi Nikola Tesla’nın neden hayalini gerçekleştiremediğini anlarsak bunun da neden mümkün olmadığını anlayabiliriz.

Her şeyden önce aslında Tesla’nın elinde bugünkü “bilgi-birikim” ve teknoloji yoktu. O nedenle kendi icadı ile ilgili büyük bir yanılgı içerisindeydi. Bu da çok normal. Zira o zaman Tesla başta olmak üzere birçok bilim insanı da “toprağın ve havanın” çok iyi iletkenler olduğuna inanıyordu. Bugün bunun böyle olmadığını biz biliyoruz. Ama o zaman. Tesla bunu bilmiyordu. O nedenle bu kulelerle topraktan ve havadan bir elektrik örtüsü oluşturup bunun yerel olarak kullanılabileceğini düşünüyordu. Hatta kuleler havadan da “odaklı” bir şekilde elektrik taşıyabilecek ve uçaklar ve gemiler de bu elektriği kullanabilecekti.

Ama işte… Hava ve toprak. İletkenden öte aslında iyi birer “yalıtkan”. Bunu bugün biliyoruz. Yani bu “kule” fikri en başından bir yanılgı üzerine kurulmuştu. Başarılı olması mümkün değildi. Ama şunu unutmamak lazım. Tesla bu fikri ortaya attığında daha kuantum fiziği bile ortada yoktu. Enerji iletiminin moleküler düzeyde nasıl çalıştığına dair. Bu çalışmaları görseydi Tesla. Bu bilgilere sahip olsaydı. O da çok farklı bakardı tüm bunlara. Evet. 100 yıldan fazla süredir gerçekleşmeyen ve çok farklı bir açıdan, çok farklı bir çözüm getirilmediği sürece de gerçekleşmeyecek bir hayal bu tür bir global, ücretsiz kablosuz elektrik hayali.

Bunun en temel nedenini konuşmadık aslında. Bunun en temel nedeni 100 yıldır evet, teknolojimiz gelişti ama “elektromanyetizma”. Değişmedi. Evrenin başlangıcından bu yana da değişmedi elektromanyetizma. O değişmediği sürece de bu mantıkla pek bir yere varamayacağız. Limitimiz. Fizik yasaları… Tabi kısaca alternatif çabalardan da bahsetmek gerekiyor. Bazı çalışmalar bu kablosuz enerji aktarımına çok farklı açılardan yaklaşmaya çalıştı ve çalışıyor. Bir şirket mesela ses dalgalarını elektriğe dönüştürdüğünü iddia ediyordu. Olmadı.

5G teknolojisi yaygınlaştığında kullanılan dalgaların da dönüştürülebileceği ve çok küçük de olsa bazı cihazların bu şekilde kablosuz çalıştırılabileceği söyleniyor. Bazı şirketler mikrodalgaları, bazıları ise lazeri kullanarak kablosuz enerjiyi hayata geçirmeye çalışıyor. Bunların da video boyunca bahsettiğimiz kısıtlamalardan muaf olmadığını söylemeliyiz. Başka alternatifler ise yine kablosuz telefon şarjına benzer biçimde örneğin elektrikli araçlar için belirli yerlere veya hatta garajlara “şarj istasyonları” kurularak park ettiğiniz anda kablosuz şekilde şarj edilebilmesine odaklanıyor.

Ama galiba yine Tesla’nın hayaline en yakın olasılık önceki yazımızda bahsettiğimiz “kuantum pillere” dayalı teknoloji olabilir. Onun da önünde çözülmesi gereken yığınla sorun olsa da bir umut ışığı söz konusu. Özetle. Tesla… Hiç tartışmasız. Hayatı, insanlığı, dünyayı dönüştürmüş bir deha. Ve elindeki imkanlarla kimsenin göremediği ufukları fethetmişti. Ama işte… Kablosuz elektrik hayali, onun düşündüğü şekilde imkansızdı. Ve hala da imkansız. Ama yine de bilemeyiz. Çok farklı bir çözüm ile tam olarak aynı şekilde olmasa da belki de bu hayali gerçekleşir… Birlikte göreceğiz.

Kaynaklar ve ilgili okumalar

  1. Özgün Bebar Bilim videosu
  2. İlgili okuma (Wikipedia, İngilizce): Wireless power transfer