UZAYDAKİ KARA DELİKLER…..

“Hayır, yıldızların yer (mevki)lerine yemin ederim. Şüphesiz bu, eğer bilirseniz gerçekten büyük bir yemindir. “
(Vakıa Suresi, 75-76)

“Kara delikler Tanrının sıfırla bölündüğü yerlerdir.”
Stephen Wright

Kara delik adı John Archibald Wheeler tarafında öne sürüldü, daha çekici olması nedeniyle de önceki isimlerin (örnekse, donmuş yıldızlar ya da David Finkelstein’ın tek yönlü zar) tahtına oturdu.

Daha önce kara delik ya da en azından yoğun görünmeyen yıldızlar, 1784′ de İngiliz astronom John Michell tarafından önerilmişti. Ama böyle yıldızların var olabileceği ise 1939′ da Robert Oppenheimer ile onun öğrencisi Hartland Snyder tarafından gösterilmişti.



Oppenheimer, araştırma sonuçlarının bilim dünyasında yayınlamasıyla, çevresinden büyük tepkiler gördü. Kara deliklerin sahip oldukları özellikler o güne kadar bulunan fizik kuramlarına oldukça ters idi. Peki neydi bu farklı özellikleri? Büyük kütleli yıldızlar korlarındaki yakıtlarını bitirmeleriyle, koru dengede tutan nükleer kuvvet ile dolaylı olarak iç basınç kaybolur. Böylece yıldızın korunda bulunan ağır elementlerin çekim kuvveti üstün gelerek yıldızın kendi içine çökmesine yol açar. Çekimsel çökme kaçınılmaz sona doğru ilerledikçe yıldızda üretilmiş olan ışık ışınları yıldızın yüzeyine doğru çekilir. Sonunda çökme öyle kritik bir aşamaya ulaşır ki, artık yıldızdan hiçbir ışık ışını kurtulamaz. Çöken yıldızın ışığının bile kaçamayacağı boyutlara değin büzüldüğünde yıldız, kendi “olay ufkunun” altında kalır. Olay ufku, ardında ne olup bittiğini bilmediğimiz bir duvar gibidir. Bu ufkunun içinde kalmış madde ile enerji sanki, evrenden yalıtılmıştır, buradan hiçbir şey kaçamaz.

Işığın bile kaçamayacağı kadar yoğun kütle yığını fikri 18. yüzyılda yaşamış olan Laplace’a kadar uzanır. Einstein’ın genel relativiteyi geliştirmesinden neredeyse hemen sonra Karl Schwarzschild bu kuramın matematik denklemlerinin böyle bir nesneyi tanımlayan çözümlerini keşfetti. Çok daha sonraları, 1930′larda Oppenheimer, Volkoff ve Snyder gibi kimselerin çalışmalarıyla insanlar evrende böyle nesnelerin gerçekten var olabileceği olasılığını ciddi ciddi düşünmeye başladı. Bu araştırmacılar, yeterince büyük bir yıldızın yakıtı bitince, kendisini kendi çekim etkisine karşı destekleyemeyeceğini ve bir kara deliğe çökeceğini gösterdiler.

Genel relativitede çekim, uzay zamanın eğriliğinin bir manifestasyonudur. Büyük kütleli cisimler uzay ile zamanı çarpıtır, eğrileştirip büker; böylece geometrinin bildik kuralları oralara uygulanamaz olur. Bir kara delik yakınlarında uzayın çarpıklığı aşırılaşır, kara deliklerin bazı çok acayip davranışlar göstermelerine neden olur. Örnekse bir kara deliğin olay ufku bulunur. Bu, kara deliğin sınırlarını işaretleyen küresel bir yüzeydir. Bu ufuktan içeriye geçebilir fakat dışarıya çıkamazsınız. Aslında, ufku bir kez geçtiniz mi kaderiniz geri dönüşsüz bir şekilde kara deliğin merkezindeki tekillik (singularite) noktasına yaklaşmaktır.

“Genel göreceliğe” (theory of general relativity) göre; kütlesi olan her cisim, uzay-zaman dediğimiz dört boyutlu dokuyu tıpkı üzerinde ağır bir top konmuş esnek bir kumaş gibi çukurlaştırıyor. Bu çukurun üzerinden geçen herhangi bir cisim, hatta ışık, çukurun büktüğü düzlemden geçtiği için biraz eğrileşecek, ya da bükülecektir. Kara delikler ise çok büyük kütleli cisimler olduklarından, uzay-zamanda oluşturdukları çukurlar da adeta dipsiz kuyuları andırıyor; demek ki çukurun kenarından içeri düşen bir cisim, hatta hızlı bir ışık fotonu bile, karşı duvara ulaşıp eğriyi tırmanarak yeniden düze ulaşamıyor. Einstein’a göre uzayla zaman aslında aynı şey olduklarından bu denli büyük bir kütle zamanı da bükmüş oluyor.

Bu ufku kaçış hızının ışık hızına eşit olduğu yer olarak düşünebilirsiniz. Ufkun dışında kaçış hızı ışık hızından küçüktür, dolayısıyla roketlerinizi yeterince güçlü çalıştırabilirseniz kaçma şansınız olabilir. Fakat kendinizi olay ufkunun içinde bulursanız, geçmiş ola, roketleriniz ne kadar güçlü olursa olsun kaçamazsınız.

Bu ufkun acayip geometrik özellikleri vardır. Kara delikten uzaklarda durmakta olan bir gözlemciye göre bu ufuk hoş, statik ve hareketsiz bir yüzey gibi görünür. Ancak ona yaklaştığınızda onun çok büyük bir hızının olduğunu fark edersiniz. Aslında o dışarı doğru ışık hızıyla hareket etmektedir! Bu durum, ufku içeri doğru geçmenin niçin kolay fakat dışarı çıkmanın niçin imkansız olduğunu açıklar. Ufuk dışarı doğru ışık hızıyla hareket ettiğinden onu dışarıya doğru geçmek için ışıktan hızlı hareket etmeniz gerekir. Işıktan hızlı gidemezsiniz ve bu nedenle de kara delikten kaçamazsınız.

Kara Delik uzayda maddenin çok küçük bir noktaya toplanması ile meydana gelen bir nesnedir. Kütle çekimi o kadar güçlüdür ki, ne ışık ne madde ne de her hangi diğer bir informasyon onun “olay ufkundan” uzaklaşamaz. Bu yüzden görünmez ve sadece kara bir delik olarak belirir.

Ölen bir yıldız, eğer güneşimizin üç mislinden daha ağırsa, nötron yıldızı seviyesinde kalamaz, çekirdeğindeki tepkime ve yoğunluk artması devam eder ve “kara delik” haline gelir. Eğer güneşimizi 1cm³ (santimetreküp) hacmine sıkıştırabilseydik, 1cm³’ lük karadelik yapmış olurduk. Bir an için bu yapmış olduğumuz 1cm³’l ük sıkıştırma işleminin karadeliğe dönüşmediğini düşünelim ; en azından 1cm³’ lük cisim, güneşle aynı, eşdeğer kütleye,yoğunluğu ile kütle çekim kuvvetine eşit olacaktır(Bu bile muazzam bir durumdur.). Güneş sistemindeki diğer sekiz gezegende 1cm³’ ün çekim kuvvetinde yörüngede döneceklerdir.

Karadelikler evrendeki en kararlı, en uzun ömürlü kavram olmalarına karşın sonsuza kadar yaşayamazlar çünkü Hawking Işıması yaparak çok yavaşça enerjilerini kaybederler. Hawking Işıması elimizdeki teknoloji ile tespit edilebilecek bir ışınım değildir. Kara delikler özellikleri gereği başka ışıma yapamazlar çünkü yüzeylerinden kaçış hızı ışık hızından yüksektir. Kara deliğin yüzeyinde bir fener yakabilseydik, fenerin ışığı yerçekiminin etkisi ile kara delik yüzeyine geri bükülecekti. O zaman kara delikleri nasıl gözleyebiliriz?

Eğer kara delik bir çift yıldız sisteminin parçasıysa o zaman normal yıdızdan kara deliğe madde akışı olur. Madde akışı açısal momentumun korunması prensibine bağli olarak kara delik çevresinde bir disk oluşturur. Bu disk maddesi kara deliğin yakınında büyük yerçekimi potensiyeli altında müthiş sıcaklıklara ulaşmakta, X-ışınları yaymaktadır. Kara deliklerin gözlemlenmesine yardımcı olan çevresine verdiği etki ile yaydığı X-ışınlarıdır.

Profesör Stephen W. HAWKING, The Physics of Star Trek (Uzay Yolculuğunun Fiziği) adlı yeni bir kitaba yazdığı ön sözde zamanda yolculuğun mümkün olabileceğini söyledi.

Ayrıca dünyanın en önemli bilim adamlarından Cambridge Üniversitesi astrofizik profesörü, S. W. Hawking Dublin’de düzenlenen bir konferasta sunduğu makalesinde, ölü yıldızlardan oluşan kara deliklerin sanıldığının aksine “yuttukları nesneleri geri püskürtmelerinin olası” olduğunu savundu. Hawking’in bu söylemle tersine çevirdiği eski teorisi, kara delikleri birer ‘dipsiz kuyu’ gibi ele alıyor, çekim alanına giren tüm nesneleri yuttuğunu öne sürüyordu. Yeni teoriye göre ise, kara delik tarafından ‘yutulan’ nesnelerin dışarı çıkması olanağı var.

Güneşimizin, dolaylı olarak üzerinde yaşadığımız gezegenin, içinde bulunduğu Saman Yolu nebulasında da birden fazla kara delik keşfedilmiş olup, bunlara bu yakınlarda bir tane daha eklenmiştir.

Evren`deki tüm bu müthiş gelişmeler her an yaşanırken, biz Dünya`mızda ne korkunç patlamalardan, ne olağanüstü çekimlerden, ne de yüksek ısılı kaynamalardan zarar görmeden yemek yeriz, uyuruz, spor yaparız, koşarız, sohbet ederiz… Kısacası yaşamaktayız, daha doğrusu yaşatılmaktayız. Çok kusursuz bir biçimde, çok ince hesaplarla…

——————————————————–

Konuyla İlgili Makale :

Başçelik, B.E., Demirutku, K., Gültekin, D., Işık, E., Kayabaş, E., Özgün, A., Parlak, E. ve Yeniçeri, Z. (2002). Evrenin görünmeyen yamyamları: Karadelikler. PiVOLKA, 1(1), 6.