Güneş'te hidrojene ek olarak diğer elementler de füzyon ile birlikte enerji oluşumuna sebep olur mu? Bu döngü sonsuz enerji anlamına gelmez mi?

Sorunuz cevabı tam olarak yıldızların oluşumları, yaşamları ve ölümlerini açıklayan süreçlerden oluşuyor. Yani size bir yıldız nasıl oluşur, nasıl enerji üretir, yaşamı boyunca hangi evrelerden geçer ve sonunda nasıl ölür diye uzun uzun anlatacak olsam tam olarak sorunuza da cevap vermiş olurum. Burada ben size kısaca cevap vereceğim çünkü hem evrim ağacında hem de başka sayısız sitede yıldızlar hakkında sayfalarca bilgi var. Aynı şeyleri tekrar yazmaya gerek yok.

Yıldızlar oluştuklarında tamamen (ya da yüksek oranda diyelim) hidrojenden oluşuyorlar. Her genç yıldız bir hidrojen topudur. Kütleçekimi nedeni ile dış katmanlar yıldızın merkezine basınç uyguluyor, bu yüksek basınçtan dolayı hidrojen çekirdekleri birleşip helyum atomlarını oluşturup enerji açığa çıkarıyorlar. Dış katmanlardan gelen basıncı, içte enerji üreterek dengeliyorlar. Buraya kadarını biliyorsunuz zaten.

Helyumdan sonra, süreç durmuyor. Helyum, karbon, oksijen, neon, magnezyum, silikon ve demir diye devam ediyor. (Sıralamasını yanlış hatırlıyor olabilirim, ekteki kaynakta ilgili bir makale vereceğim) BU süreçler de birer füzyon. Tüm süreçlerde yıldızın içinde enerji üretilmeye devam ediyor ama ortaya çıkan elementlerin çekirdek yapılarına ve bağlanma güçlerine göre üretilen enerji miktarı değişken olabiliyor. Ama bu süreçler sonsuza kadar gitmiyor, bahsettiğiniz gibi sonsuz enerji anlamına gelmiyor. Çünkü süreç, demirde son buluyor. Demir, çok sıkı bağlanmış bir atom olduğu için yıldızın dış katmanlarından gelen basınç ve ortamdaki enerji, demir atomlarını başka bir elemente dönüştüremiyor. Aksine demir atomları dışarıdan enerji alıyorlar. Bu nedenle de yıldız, dıştan gelen basınca cevap verecek iç enerjiyi oluşturamadığı için ömrünü sonlandırıyor. Bu sonlandırma da, yıldızın kütlesine göre 3 farklı biçimde oluyor. Yıldızın kütlesi 1,4 (1,35-1,44 arasında bilgiler var) Güneş kütlesinde ve daha az ise (Chandrasekhar limiti deniyor buna) kırmızı deve dönüşüp dış katmanını yavaşça uzaya salıyor. Kütle 1,4-3 Güneş kitlesinde ise bir nötron yıldızına, 3 Güneş kütlesinden büyük ise bir karadeliğe dönüşüyor.

Yani ortada sonsuz bir enerji ya da süreç yok.

Aslında bunun çok basit bir cevabı var. Tek bir füzyon olayını ele alacak olursanız, ortaya enerji çıktığı durumda, enerjinin korunumu gereği bu ortaya çıkan enerjinin nereden geldiğini sorgulamak, buna yanıt oluyor. Füzyon öncesi girdi enerji ile çıktı sonrasındaki enerji aynı olmak durumunda. Yani füzyon sonrasında ortaya çıkan enerji, öncesindeki enerjiden alınmış olmak zorunda. Eğer zaten yeterli enerji yoksa (parçacıkların yeterli kinetik enerjileri, sıcaklıkları yoksa) zaten füzyon gerçekleşmiyor. Özetle olay basit bir enerji korunumu problemi, sadece neyin neye dönüşeceğini izah etmek gerekiyor.