Dünyalılar için bir rehber: Kara delik nedir?

Dünyalılar için bir rehber: Kara delik nedir?

Geri dönüşü olmayan yere hoş geldiniz dünyalılar! Burası uzayın öyle bir bölgesi ki, burada yer çekimi o kadar kuvvetli ki, ışık bile ondan kaçamaz. Bu bir kara delik.

Genel görelilik teorisiyle böyle bir yerin anlaşılmasını mümkün kılan Albert Einstein bile bu kavramın var olamayacak kadar tuhaf olduğunu düşünmüştü. Ama Einstein da yanılmıştı çünkü işte buradasınız.

Burada olmamalısınız çünkü kesinlikle bu kara delik sizi de içine çekecek. Ama korkmayın sevgili dünyalılar: Beyinlerinizin buraya varması milyonlarca yıl aldı ve artık karanlığa bakmaya hazır. Öyleyse başlayalım.

KARA DELİK AÇ BİR CANAVARDIR

Yerçekimi kuvvetiyle savaşmak için her şeyi çok yakın, çok yavaş veya çok küçük olarak yutar. Yuttuğu her gezegen, her gaz ve her kütleyle daha da büyür.

Bir kara deliğin kenarına çekilmek, geri dönüşü olmayan bir noktaya adım atmaktır. Çevresine kapılan ışık da asla kaçamayacağı o kara deliğe çekilir, ki hiçbir şey ışıktan hızlı değildir.

BİR KARA DELİĞE DÜŞTÜYSENİZ, NASIL ÖLECEĞİNİZ BELLİ DEĞİLDİR

Bir kara delik içinde nasıl öleceğiniz sorusu fizikteki en büyük tartışmalardan biridir. Mart 2012'de Donald Marolf, Ahmed Almheiri, James Sully ve Joseph Polchinski'den oluşan bir grup teorisyen, Güvenlik Duvarı Paradoksu'nu ortaya attı.

Bu paradoks, Einstein'ın 1915 genel görelilik teorisindeki matematiğe dayanıyor. Buna göre olay ufkuna burnunuz bile kanamadan düşersiniz. Kara deliğin çekim kuvveti sizi direkt olarak içine çeker ve onun çekirdeğinde sonsuz bir tekillikte kalırsınız.

GENEL GÖRELİLİK NEDİR?

Einstein, genel görelilik teorisini 100 yıldan daha uzun bir süre önce sundu.

Ancak Dr. Polchinski ve ekibi Einstein'ı kuantum teorisine karşı bir fikir ortaya attı, bu da bir durum katmanının, vücudunuzun küçük parçacıkları yakacak olan enerji duvarı olduğunu ortaya koydu. Bununla birlikte, bir güvenlik duvarının varlığı, göreliliğin değerli ilkelerini ihlal eder. Ve böylece, fizik "çıkmaz"da kalır.

KARA DELİĞE GİREN HER ŞEY GERİ DÖNER

Evrenin işleyişi ile ilgili bildiğimiz neredeyse her şey kara deliklere bağlı.

Ya birileri yanılıyor ya da dünyalıların evreni anlama konusunda hâlâ yeterince donanımlı olmadığını kabul etmek zorundayız. Güvenlik duvarı paradoksu, en kesin bilim teorilerini sorgulamaya çağırıyor. Einstein, Polchinski veya Stephen Hawking'in bilgeliklerine rağmen eğer bir karadeliğin içine çekilen bir şeye ne olduğunu kesin olarak bilseydik, evren hakkında bildiğimiz her şey değişebilirdi.

KARA DELİKLER ÇOKTUR

Her ne kadar dünyayı kendisine çekecek kadar yakında bir kara delik olmasa da evrende sayılmalarını imkânsız kılacak kadar çok kara delik vardır.

Dünya'nın da içinde bulunduğu Samanyolu Galaksisi'nin yanı sıra Dünya'dan görülebilen 100 milyar kadar galaksinin hemen hemen hepsinin merkezinde süper kütleli bir karadelik olduğuna dair belirtiler mevcut. Dahası, bir galaksi ne kadar büyükse, merkezindeki kara delik de o kadar büyük oluyor. Bunun nedenini kimse bilmiyor.

Samanyolu'ndaki milyarlarca yıldızın her 1000'inden biri, kara delik olacak kadar büyüktür. Yıldız kütleli kara delikler bu yıldızların ölümünden doğar ve galaksinin herhangi bir yerinde bulunabilir.

KARA DELİKLERİN SAÇLARI YOKTUR

28 Mart 2011'de, gök bilimciler, 4 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir galaksinin merkezinden gelen büyük bir gama ışını patlaması tespit ettiler. Bu, insanların yıldız yiyen hareketsiz bir kara delik olabileceğine dair ilk gözlemiydi.

Bir kara deliğin ne yediği önemli değil, bu bir yıldız, eşek, telefon, gramer öğretmeniniz olabilir, bunların hepsi karadelik için aynı şeydir. Fizikçi John Archibald Wheeler, "Bir kara deliğin saçı yoktur." diyerek, onun sadece yemeğinin kütlesini, dönüşünü ve yükünü hatırladığını söylüyor.

Bir kara delik ne kadar çok yerse, o kadar büyür. 2011 yılında 300 milyon ışık yılı uzaklıkta keşfedilen ilk kara delik, 21 milyar güneş ağırlığında. Bilim insanları en büyük kara deliklerin iki kara deliğin birleşmesiyle mi yoksa bir deliğin çok "yemek yemesiyle" mi oluştuğunu bilmek istiyorlar ancak bu sorunun yanıtı hâlâ belirsizliğini koruyor.

KARANLIĞI BULMAK İÇİN IŞIĞI TAKİP ET

Işık bir kara delikten kaçamaz, bu yüzden bir kara deliğin yutacağı ışık da karanlığa yenileceğinden o kara deliğin içindekileri görmek imkânsızdır. Bir kara deliğin kenarının resmini çekmek zordur ve net bir resim elde etmek tamamen başka bir şeydir.

Ve şimdiye kadar bu hiç yapılmamıştı.

Bugüne dek bilim insanları kara delikleri dolaylı olarak, bir gama ışını patlaması, süpernova veya belki de bir kara deliğin olay ufkunun eşiğindeki bir nesne gibi işaretleriyle tespit etmişlerdi. Tipik olarak, eğer bir galaksinin merkezindeki büyük bir çekirdekten muazzam bir enerji yayılıyorsa, çekirdek muhtemelen bir kara deliktir.

Sheperd Doeleman ve meslektaşlarının M87 galaksisindeki kara deliğin fotoğrafını çekmek için kullandığı Olay Ufku Teleskobu, dört kıtada 100'den fazla bilim insanına ve atom saatlerini kalibre etmek için kullanılan çok önemli bir kristale sahip. 2017 yılının nisan ayında, bilim insanları dört kıtadaki dağların üzerine sekiz teleskop yerleştirdiler, onları senkronize ettiler, gökyüzüne odakladılar ve beklediler. Böylece Einstein'ın canavarı olan kara deliği ilk kez görüntülediler.

BİR KARA DELİK ÖLÜMSÜZ DEĞİLDİR

Stephen Hawking'in Kuantum Teorisi'ne göre, bir kara deliğin sonunda dağılacağını iddia eder. Ancak bu süre, evrenin yaşından daha uzun bir zaman alacaktır.

Einstein gibi, Hawking de başlarda kendi teorisine inanmamıştı. Fakat onun hesapları doğruydu. Fizikçiler şimdi onun ulaştığı sonuçları yerçekimi ve kuantum teorisini bir araya getirecek şeylerin bir temeli olarak görüyor.

AVRUPA'DA DEV BİR MIKNATIS GEZEGENİ YOK ETMEYECEK

2008 yılında Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nı ateşlemeden önce eleştirmenler yerin 17 mil altında bir halkada protonları bir araya getirmenin dünyayı yutacak bir kara delik yaratmasından korkuyordu.

Bilim insanlarının aklındaysa daha küçük şeyler vardı. Teoride, evrendeki en küçük parçacıkların aranması çarpıştırıcının yeraltı tüplerinde minik kara delikler açmasını sağlayabilir. Böylece araştırmacılar genel görelilik ve kuantum mekaniklerini gözlemleyebilir ve belki de güvenlik duvarı paradoksunu çözme kapısı açılabilir.

Benzer kıyamet endişeleri bundan 10 yıl önce Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nın Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı'nın ateşlenmesiyle ilgili olarak ortaya çıkmıştı. Laboratuvarın bilim insanları, hesaplamalarına göre ultra yüksek enerjili kozmik ışınların zaten atmosfere nüfuz ettiğini ve her yıl Dünya'da yaklaşık 100 küçük kara delik yarattığını açıklayarak bu endişeleri bastırmıştı. Küçük kara delikler gerçek bir sorun olsaydı, Dünya uzun zaman önce sonsuza dek yok olurdu.

Finalde Haziran 2008'de, L.H.C. güvenli ilan edildi ve böylece deneyler başladı. Higgs bozonu bulundu ve sonuçta Dünya hayatta kaldı.

Kaynak: The New York Times – Joanna Klein & Dennis Overbye