Kara Delik |
Kara
Deliklerin Gözlemi |
Kara deliklerin varlığı John Michell ve Pierre-Simon Laplace tarafından, birbirlerinden habersiz olarak, daha 18. yüzyılda göz önünde bulundurulmuştur. O zamanlar düşünülen, kaçış hızı ışık hızından daha fazla olabilecek, yani ışığın çekimlerinin etkisinden kaçamayacağı kozmik cisimlerin varlığıydı. Işığın kara delikçe çekilmesi olgusunda, bir güçten ziyade, Einstein dengelenmesi, kızıla kayma veya çekimsel kızıla kayma gibi adlarla belirtilen, ışığın (fotonların) çekim alanları etkisiyle maruz kaldığı bir değişim söz konusudur.
Çekim alanı
etkisiyle oluşan bu dengelenme veya değişimde ışık, bir karadeliğin potansiyel
kuyularından çıkmaya çalışırken enerji bütünlüğünü kaybeder. Burada, evrenin
genişlemesinden, yani uzak galaksilerde gözlemlenen ve çok derin potansiyel
kuyuların olmadığı bir uzay genişlemesinden kaynaklananınkine oranla biraz
farklı bir kızıllaşma değişimi söz konusudur. Bu özellik de kara deliğin kara
sıfatına çok uygun gelmektedir, çünkü bir kara delik ışık yayamamaktadır. Bu
yüzden kara delik cisimlerinin adına kara sıfatı eklenmiştir. Bu, ışık için
olduğu kadar, madde için de geçerlidir; çünkü bir kez kara delikçe çekilmeye
başladıktan sonra hiçbir partikül o kara delikten kaçamamaktadır. Bu da kara
deliğe delik adının verilmesini sağlamıştır.
Kara delik
astrofizikte, çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden
kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, kütlesi büyük kozmik bir cisimdir.
Kara delik, uzayda belirli nicelikteki maddenin bir noktaya toplanması ile
meydana gelen bir nesnedir de denilebilir. Bu tür nesneler ışık yaymadıklarından
kara olarak nitelenir.
Kara deliklerin, tekillikleri dolayısıyla, üç boyutlu
olmadıkları, sıfır hacimli oldukları kabul edilir. Karadeliklerin içinde
zamanın yavaş aktığı veya akmadığı tahmin edilmektedir.
Kara delikler Einstein'ın genel görelilik kuramıyla
tanımlanmıştır. Doğrudan gözlemlenememekle birlikte, çeşitli dalga boylarının
kullanıldığı dolaylı gözlem teknikleriyle keşfedilmiştir. Bu teknikler aynı
zamanda, bunların çevrelerinde sürüklenen oluşumları incelenme olanağını da sağlamıştır.
Örneğin, bir kara deliğin potansiyel kuyusunun çok derin olması nedeniyle yakın
çevresinde oluşacak yığılma diski üzerine düşen maddeler diskin çok yüksek sıcaklıklara
erişmesine neden olacağından, diskin (ve dolaylı olarak kara deliğin) yayılan X-ışınlarıyla
saptanmasını sağlar.
Günümüzde, kara deliklerin varlığı, ilgili bilimsel
topluluğun (astrofizikçiler ve kuramsal fizikçilerden oluşan) hemen hemen tüm bireyleri
tarafından onaylanarak kesinlik kazanmıştır.
Kara delik, çekimsel tekillik denilen bir noktaya konsantre
olmuş bir kütleye sahiptir. Bu kütle kara deliğin olay ufku denilen ve söz
konusu tekilliği merkez alan bir küre oluşturur. Bu küre, kara deliğin uzayda
kapladığı yer olarak da düşünülebilir. Kütlesi Güneş'in kütlesine eşit olan bir
kara deliğin yarıçapı sadece ~3 km. dir.
Yıldızlar arası uzaklıklar (milyonlarca km) söz konusu
olduğunda, bir kara delik, herhangi bir kozmik cisim üzerinde, kendisiyle aynı
kütleye sahip bir kozmik cisminkinden daha fazla bir çekim kuvveti uygulamaz;
yani, kara delikleri karşı konulamaz bir kozmik aspiratör olarak düşünmemek
gerekir. Örneğin Güneş’in yerinde onunla aynı kütleye sahip bir kara delik
bulunsaydı, Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin yörüngelerinde herhangi bir
değişim olmayacaktı.
21. yüzyılın başından beri henüz çözülememiş temel fizik
meselelerinden biri, ünlü enformasyon paradoksudur. Saçsızlık kuramı nedeniyle,
kara deliklerin içine girmiş olanları a posteriori olarak saptamak mümkün
değildir. Bununla birlikte kara delikten uzaktaki bir gözlemcinin bakış
açısından düşünülürse, enformasyon tümüyle yok olmuş da sayılamaz; çünkü
vaktiyle kara deliğe düşmüş durumda bulunan madde, ışık yılı uzaklıklar göz
önünde bulundurulursa, gözlemci tarafından henüz görülebilmektedir. Şu halde
kara deliği oluşturan enformasyon kayıp mıdır, değil midir?
Bir kuantum çekimi kuramının olmasını gerekli kılan bu
konudaki düşünceler, kara deliğin sadece ufkuna yakın uzaya bağlı entropiyle
sınırlı ve bitmiş bir niceliğin var olabileceğini öne sürmektedir. Kara deliğe
düşen madde ve enerjinin her türlü entropisi göz önünde bulundurulurken Hawking
ışınımı değişkenliğinden ziyade, ufuk entropisi değişkenliği daha tatminkar
görünmektedir. Yine de pek çok mesele açıklığa kavuşmamış durumda ortada
durmaktadır, özellikle kuantum konusunda.
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#Observational_evidence
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#History
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#Formation_and_evolution
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#Physical_properties
24 Haziran 2019
