Kara Delikler Hakkında 19 Soru ve Cevap | Bilimkurgu Kulübü
Tarih: 13 Mayıs 2020 | Yazar: Murat K. Beşiroğlu
Kara Delikler Hakkında 19 Soru ve Cevap
1990 yılının yaz aylarında İngiliz fizikçi Stephen Hawking‘in Zamanın Kısa Tarihi: Büyük Patlamadan Kara Deliklere isimli kitabını okumuştum. O sıralar üniversite öğrencisiydim ve kitap muhtemelen okuduğum ilk popüler bilim kitabıydı. Kitap ilgimi öyle çok çekmişti ki bitirene kadar başından kalkıp yemek dahi yemediğimi hatırlıyorum. O ilk heyecanım zamanla azalsa da ilerleyen yıllarda kara delikler ilgimi çekmeye devam etti.
Bu yazıda kara delikler konusunda bildiklerimi yaptığım araştırmalarla birleştirerek yazıya dökmek istedim. İnternette insanların kara delikler hakkında hangi soruları sorduklarını araştırdım ve çok sorulan 19 soruyu belirledim. Böylece konu hakkında merak edilen sorulara yanıt vermiş olmayı umuyorum.
Kara delik uzay-zamanın çok yoğun bölgelerine verilen isimdir. Büyük çoğunluğu, dev kütleli yıldızların kütle çekiminin etkisiyle kendi içine çökmesi sonucu oluşmuştur.
Kara delikler uzay-zamanı öylesine güçlü bir biçimde bükmektedir ki ışık bile ondan kaçamamaktadır.
Işığın dahi kaçamayacağı kütle çekimsel alanlar ilk kez 18. yüzyılda John Michell ve Pierre-Simon Laplace tarafından ortaya konulmuştur. Genel göreliliğin kara delikleri tanımlayan formülasyonu 1916 yılında Karl Schwarzschild tarafından oluşturulmuştur.
David Finkelstein bu formülasyondan yararlanarak 1958 yılında kara delikleri hiçbir şeyin kaçamayacağı bir alan bölgesi olarak yorumlamıştır.
Kara delikler olay ufku adı verilen sınırın ötesine geçen ışığı dahi büküp hapsettiğinden renklerini bilmiyoruz.
Kara delik ile kara madde farklı kavramlardır. İkisinin ortak özelliği görünmez olmalarıdır. Kara delikler uzay-zamanın çok yoğun bölgelerini ifade etmektedir.
Kara madde evrenin genişleme hızının gerektirdiği evrendeki toplam madde miktarını denkleştirmek için ortaya konulmuştur.
Kütle çekiminin etkisiyle kendi içine çökme durumu Güneş’in 10 katından büyük yıldızlar için mümkün olabilmektedir. Öte yandan gerekli kuvvetin uygulanabilmesi durumunda her nesnenin kara deliğe dönüşme şansı bulunmaktadır.
1916 yılında Karl Schwarzschild tarafından Einstein’in genel görelilik denklemlerinin çözümlenmesi sonucunda yandaki formüle ulaşılmıştır. Bu formül uyarınca bir nesnenin kara deliğe dönüşmesi sonucunda hangi yarıçapa sahip olacağı hesaplanabilmektedir. Formülde r kara deliğin yarıçapını, G kütleçekimsel sabiti, M nesnenin kilogram cinsinden kütlesini, c ışık hızını ifade etmektedir. Formüle göre dünya bir kara deliğe dönüşseydi yarıçapı 9 mm olacaktı. Güneş bir kara deliğe dönüşseydi yarıçapı yaklaşık 3 km olacaktı.
Olay ufku kara deliğin uzay-zamandaki ışığın dahi kaçamadığı sınır bölgesidir. Olay ufkunun ötesinde olup bitenleri dışarıdan gözlemlemek mümkün değildir.
Olay ufkuna yaklaşan cisimler aynı zamanda ışık hızına da yaklaştığından olay ufkunun sınırında zaman neredeyse durur. Ayrıca olay ufkuna yaklaşan cisimler spagetti gibi ince uzun bir form alırlar.
Her ne kadar kara delikler yuttukları maddeleri hapsediyor olsalar da bu gizemli yapılar kütlelerinin bir kısmını Hawking radyasyonu biçimde uzaya yaymaktadır. Bu fenomen 1974 yılında Stephen Hawking tarafından keşfedilmiştir.
Kara deliklerin buharlaşma sürecinin milyonlarca yıl devam edebileceği öngörülmektedir.
Kara delikler olay ufkunun ötesinde ışık dahil tüm parçacıkları büktüklerinden doğrudan gözlemlenemezler.
Diğer taraftan kara deliklerin olay ufkuna yaklaşan cisimler hızlanıp ısındıkları için bu cisimlere ait x-ışınları parlamakta ve kara delikler böylece dolaylı olarak gözlemlenmiş olmaktadır.
Evren genişlemekte olduğundan kara deliklerin evreni yutması olası görünmemektedir. Bu bağlamda astronomlar güneş sistemimiz ya da dünyamız açısından böylesi bir risk görmemektedir.
Galaksilerin merkezinde dev kara delikler bulunmaktadır. Güneş sistemimiz galaksimizin merkezinden oldukça uzakta olduğundan galaksimizin merkezindeki kara delik tarafından yutulması riski bulunmamaktadır.
Kara delikler olağanüstü çekim güçleri nedeniyle evrendeki en tehlikeli cisimlerdendir.
Öte yandan kafesteki vahşi hayvanlara benzer biçimde yanlarına yaklaşmadığımız sürece bizim için tehlike arz etmezler.
NASA’ya göre üç çeşit kara delikten söz etmek mümkündür.
Güneş’ten 10 katından daha büyük yıldızların kendi içine çökmesi sonucu oluşan kara delikler ikinci grubu oluşturmaktadır.
Galaksilerin merkezinde oluşan süperkütleli kara delikler üçüncü türü oluşturmaktadır. Bunlar Güneş’ten en az 1 milyon kat daha büyük kütleye sahiptir.
Dünya’ya En Yakın Kara Delik Nerededir?
2014 yılında yapılan detaylı araştırmalara göre V4641 Sagitarii kara deliğinin Dünya’ya 20.000 ışık yılı uzaklıkta olduğu tahmin edilmiştir.
Kara deliklerin üç boyutlu ve küre biçiminde olduğu düşünülmektedir.
Kara deliklerden bazıları kendi çevrelerinde dönmektedir.
Kara Deliklerin İçinde Bilinen Fizik Kuralları Geçerli midir?
Kara deliklerin içinde fiziğin uzay ve zamanı tanımlayan denklemleri çökmektedir. Bu bağlamda bu cisimlerin içinde evrenin geneline kıyasla daha farklı kuralların işlediğini ileri sürebiliriz.
Kara deliğin merkezinde bir kütle çekimsel tekillik oluşmaktadır. Bu noktada yoğunluk, çekim gücü ve uzayın bükülmesi sonsuza ulaşmakta ve kütle noktasal bir boyuta sıkışmaktadır.
İki kara delik birbirlerine yaklaştıklarında birbirlerinin çevresinde dönmeye başlarlar. Bu olay kara delikleri çevreleyen uzayı ciddi biçimde büktüğü için yakın çevredeki tüm gök cisimleri yok olur. Kara delikler birbirine yaklaştıkça uzayın geometrisi bozulmaya başlar. Birbirlerine yaklaştıkça daha hızlı dönmeye ve kütle çekimsel dalgalar yayarlar. En sonunda kaynaşıp dev kütleli bir kara delik oluştururlar. Bu öylesine dehşetli bir olaydır ki tüm bir galaksiyi yok edebilir.
Dr. Weiss, Dr. Thorne, ve Dr. Barish, iki kara deliğin çarpışması sonucu oluşan kütle çekimsel dalgaları ölçen LIGO gözlemevi verilerini analiz ederek bu sonuçlara ulaşmış ve 2017 yılı Nobel fizik ödülüne layık görülmüştür. Böylece Einstein tarafından ortaya atılan bir konsept daha doğrulanmıştır.
Geçtiğimiz yıllarda İspanyol bilim insanları ilk kez bir kara deliğin bir yıldızı yutması sırasında oluşan patlamayı gözlemlediler. Dünya’dan 150 milyon ışık yılı uzaklıktaki iki galaksinin iç içe geçmesi sırasında bir galaksinin merkezindeki süper kütleli kara delik, Güneş’in iki katı büyüklüğünde bir yıldızla çarpıştı.
Çarpışma sonucu oluşan veri bu konuda ortaya konulan matematiksel konseptleri doğrulamış oldu.
Işık çevresinden geçerken büküldüğünden kara delikler uzak galaksilerin görüntüsünü çarpıtmaktadır.
Kara deliklerin merkezinde oluşan tekillikle büyük patlama öncesinde var olan tekillik arasında benzerlik kurulmaktadır.
Dolayısıyla kara delikler üzerinde yapılan araştırmaların büyük patlamaya yol açan dinamikleri anlamaya yardımcı olacağı düşünülmektedir.
2017 yılında Indiana Univertesi’nde çalışan fizikçi Nikodem Poplawski, kara deliklerin merkezine düşen maddelerin izlediği yol konusunda yeni matematiksel modeller geliştirdi. Poplawski’ye göre kara deliğin merkezinde biriken madde tekillik oluşturmak yerine bir başka evrene aktarılarak orada yeni galaksiler, yıldızlar ve gezegenlerin hammaddesini oluşturuyor. Bu madde akışı beyaz delik adı verilen bir tür solucan deliği üzerinden gerçekleşiyor.
Poplawski kara delikler üzerinden paralel evrenler arası madde alışverişinin tam olarak nasıl gerçekleştiğini henüz açıklayamıyor.
Kara delikler konusunda son yıllarda çıkmış muhtelif haberler
Etiketler: Albert Einstein, Evren, Hawking Işıması, Kara Delik, Kara Madde, Karl Schwarzschild, Kütle Çekim, Kütle Çekim Dalgaları, Olay Ufku, Soru-Cevap, Stephen Hawking, V4641 Sagitarii