İsyancı Yıldızların Sonu: Kara Delikler

kd

İnsanoğlu bilinmezliğe her zaman ilgi duymuştur. Bu yüzden “Uzayla ilgili en çok neyi merak ediyorsun?” sorusunu sorunca, çoğunlukla aldığımız yanıt “kara delikler” oluyor. Çoğu insan da bu gök cismini, az ilerisinden geçen cisimleri bile “Gel bakalım buraya!” diyerek bastonla giysisinin yakasından tutup kendine çeken ve afiyetle yiyen bir manyak sanıyor. Gerçekte durum böyle mi? Bu soruyu sorduğuma göre, tabi ki değil! Kara delik, taa uzaklardan her şeyi kendine çeken, sonsuz bir vakum gücüne sahip bir elektrikli süpürge değil. Bir yıldızı ya da başka bir şeyi ‘yiyebilmesi’ için belli bir mesafe gerekiyor.

Bir dakika…Çok hızlı gittim sanırım. Ortasından bodoslama daldım konuya. Oysa önce bir nedir, ne değildir bölümü yazmam gerekiyor. Hatta ondan da önce yine küçük bir imlâ uyarısı yapmalıyım ki, içim rahat bir şekilde yazmaya devam edebileyim. Yazının başlığında da, buraya kadar olan kısmında da dikkatinizi çekmiş olmalı, ama hâlâ çekmediyse ben söyleyeyim; kara delik daima ayrı yazılır!

Klasik bir tanımla konuya girmek her zaman işe yarar. Vikipedi ne diyormuş bu konuda, bir bakalım:
Kara delik, astrofizikte, çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, kütlesi büyük bir kozmik cisimdir. Kara delik, uzayda belirli nicelikteki maddenin bir noktaya toplanması ile meydana gelen bir nesnedir de denilebilir.” Çok güzel. Her şey açıklığa kavuştu. Haydi dağılalım!
Hayır, elbette dağılmıyoruz ve sonuna kadar -sıkılsak bile- inatla okumaya devam ediyoruz. Tanıma geçmeden önce belirtelim; kara delikler, kara değildir. Doğrudan gözlenemedikleri için bu şekilde adlandırılırlar. Üstelik bunlar, bildiğimiz içi boş olan delikler de değildir. Yani isimleri sizi yanıltmasın. Tanımda 2. cümlede bahsi geçen ‘belirli nicelikteki maddenin bir araya toplanması’ durumunu biraz deşmek gerekiyor gibi geldi bana. Yani tam olarak nasıl oluşuyor bu kara delik denen baş belası? Bir kere şunda anlaşalım; kara delik, uzayın bir bölgesinde sıkıştırılmış maddeden oluşur. Yani evrenin zip (veya rar) dosyalarından biridir bu dostumuz.

Ancak bu maddenin de bir yerlerden gelip orada sıkışması gerektiğine göre, kökeni nedir bu yapının? Bir kısmımızın bildiği gibi, kara delik oluşturmanın en iyi yollarından biri, ömrünün sonuna gelmiş devasa bir yıldızın kendi içine çökmesidir. Bunlar genellikle Güneş kütlesinin 10 katı kadar kütleye sahip, büyük yıldızlardır. Bu konuyu daha detaylı olarak yıldız evrimi başlığı altında anlatmayı düşündüğümden, şimdilik geçiyorum. Yıldız bir şekilde ömrünün sonuna gelip “Batsın bu dünya!” diye kendi pimini çeker ve patlar (belki de koca boşlukta sıkıntıdan patlıyordur). Süpernova dediğimiz bu patlamanın ardından, kendi içine çökecek bir kısım kalabilir ve bu kısımdan nur topu gibi bir kara delik oluşabilir. Küçük bir not düşelim; bu durum, kütle çekim dalgalarının yayılması için güzel bir araçtır. Bu konu için bkz: bakınız dedim size
Bir başka kara delik türü, ‘dev kara delik‘ diye anılan ve nasıl oluştuğu hakkında pek de bilgimiz olmayan bir türdür. Bir görüşe göre, evrenin ilk zamanlarındaki madde yoğunluğunda, son derece hızlı bir şekilde oluşmuşlardır. Birkaç milyar Güneş kütlesine kadar ulaşabilen bir kütleye sahiptir bunlar ve galaksi merkezlerinde bulunurlar. Tabi bizim galaksimiz olan Samanyolu’nun merkezinde de bunlardan bir tane var.

a

Bir başka grup, ‘orta kara delikler‘dir, ki bunlar da 100 – 10.000 Güneş kütlesi gibi kütlelere sahip olup, yine nasıl oluştukları muamma olan bir gruptur. Küresel yıldız kümelerinde oluştuklarına dair bir fikir ortaya atılmışsa da, buna dair bir kanıt bulunamamıştır.
Bir de yine evrenin ilk zamanlarında oluştuğu düşünülen ve var olduğuna inanılan ‘ilksel kara delikler‘ vardır. Daha doğrusu yoktur. Bunların var olabileceği düşünülüyor, ama henüz “Aha da ben gördüm! Şuradaki yıldızın ardında…” diyebilen bir babayiğit çıkmadı ortaya. Kısaca varsayımsal bir kara delik türü ve bunun bazı deneyler sonucunda da oluşturulabileceği düşünülüyor. CERN deneylerinde oluşabilecek böyle küçük bir kara deliğin tüm dünyayı yutacağından endişe edenler vardı bir ara. Oysa bu kadar küçük bir kara delik çok uzun ömürlü olmayacak ve ortadan kaybolacaktır kısa sürede. Onun sebebine de geleceğiz birazdan.

Görüldüğü gibi, ister gerçekten var olsun, ister sadece varsayımsal olsun, kara deliğin oluştuğu ortamda yoğun bir madde varlığı söz konusudur ya da söz konusu olmalıdır. Bir yıldız, yaşamı boyunca dengede olmak için elinden geleni yapar. Bu denge, yıldızın iç kısmından dış kısmına doğru bir itme kuvveti yaratan ışınım basıncı ile, dış kısmını iç kısma doğru çeken kütle çekim kuvveti arasında kurulur. Yakıtı biten ve ömrünün sonuna gelen bir yıldızda denge bozulur. Kütlesinin büyüklüğü gibi şartlar da eğer kara delik olmaya müsaitse, kütle çekim gücü, artık pek de üretilemeyen ışınımın basıncı gücüne galip gelir ve yıldız kendi merkezine doğru çekilmeye, daha doğrusu çökmeye başlar. Yıldız kara deliğe dönüştükten sonra da devam eden bu içeriye doğru çekme-çekilme durumu, çok yakınına gelen cisimleri de kendine doğru çekiştirmeye başlar. İşin özü aslında budur.

Tarihsel sürece baktığımızda, 18. yüzyılda kara delik kavramının, bilim dünyası literatürüne yeni yeni girdiğini görürüz. O yüzden hiç bakmayalım, yokmuş gibi yapalım, olmaz mı? :'( Tamam, anlaşıldı. Bu konudan kaçış yok; anlatmaya devam! Belki de kara deliklerden kaçış yok derken, bunu demek istemişlerdir :p Newton‘un ‘Evrensel Çekim Yasası‘ bu süreçte etkiliydi. Ancak o sıralarda bilim, başka konuların ispatıyla uğraştığından, kara delikler 20. yüzyıla kadar beklemek zorunda kaldılar denilebilir.
Einstein ve Schwarzschild‘in çalışmalarıyla hak ettiği önemi yavaş yavaş kazanmaya başlayan kara deliklerle ilgili ilk temel çalışmaların yapılması 1960’ları bulmuştur. Aslında bu yıla kadar, kara deliklerin, kara delik olduğu bile anlaşılmamıştı desek yeridir. 1960’a kadar ‘kapalı yıldız‘ ve ‘Schwarzschild cismi‘ gibi isimlerle anılmıştı zira bu cisimler.

1960’ta Kip Thorne, ilk kez kara delik kavramını ortaya attı ve o gün bu gündür bundan kurtulamıyoruz. Yıl oldu 2016, biz daha ne olduğunu bile anlayamadık bu cismin. Kara diyoruz, kara değil; delik diyoruz, delik değil…Kim bilir daha ne icatlar çıkartacak başımıza -_-Günümüzde bu konuyla ilgili çok fazla çalışması olan en meşhur kişi Stephen Hawking desek, sanırım çok da yanlış olmaz. O yüzden kendi adıyla anılan ‘Hawking Işıması‘ denen olaya da değinelim şimdi.
ee
Hawking’in 1974 yılında öne sürdüğü şey şuydu: Bir kara delik, yaydığı atom altı parçacıklar sayesinde gözlemlenebilir. Peki nasıl oluyor da oluyor diyorsanız, onu da açıklayalım (ya da kafası karışanlar için konuyu iyice karıştıralım): Uzay boşluğunun kara deliklere yakın bölgelerinde enerji dalgalanmaları oluşur, çünkü neden oluşmasın? :p Bu dalgalanmalar, o bölgedeki parçacıkları, elektriksel yükü sıfır olan ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçen nötrinolarla, bunların karşıt parçacığı olan anti-nötrinolara ayrıştırır; yani bir anlamda kutuplarına ayırır.

Bu nötrino ve antileri, normalde bir arada kaldıklarında, matematikte “birbirini götürür” dediğimiz eşit artı ve eksiler gibi davranarak yok olmaya meyillidir. Ancak kara delik bunların yakasından düşmez ve bunları birbirinden ayırmaya yeminli, kötü baba Erol Taş edasıyla, kafasına koyduğunu yapar. Yani bazen, parçacıklardan birini kendine çeker, ama diğer anti parçacık uzaya kaçmayı başarır. Siz de daha burnunun dibindeki küçücük parçacığı bile çekemeyen kara delikten “Acaba bizi de yutar mı?” diye boş yere korkarsınız -_-

Neyse…İşte bu kaçan, yani daha doğrusu kara delik tarafından yayılan parçacıklar, Hawking’e göre, kara deliği gözlemenin bir yoludur. Bu olaya Hawking Işıması denir. Kara deliğe girmeyi başaran negatif yüklü parçacıklar, zamanla kara deliğin enerjisinin de düşmesine sebep olur. Einstein’in meşhur enerji denkleminden hareketle, enerjinin zamanla düşmesi, kütlenin de eşitliği korumak adına gittikçe azalması anlamına gelecektir. Böylece yukarıda bahsi geçen durum daha da iyi anlaşılır; kütlesi zaten son derece ufak olan bir kara delik, bu süreçten dolayı hızla kütle kaybına uğrayacak ve sonunda yok olacaktır. Kıyamam :'(

Gelelim bir başka kafa karıştırıcı meseleye; olay ufku ve tekillik. Bu konuyu birine anlatmaya çalışırken, kız arkadaşına ofsaytı anlatmaya çalışan adam gibi delirebilirsiniz. Yıldızlararası filmini izleyenler şu sahneyi kafalarına kazımıştır mutlaka;
grgn

Gönül ister ki “İşte olay ufku budur!” diyerek konuyu kapatayım, ama olmuyor 🙁
Genel Görelilik ne diyordu bize? Madde, uzay-zaman dokusunu büker, yamultur, kelebek gibi uçar, arı gibi sokar falan filan…Madde bile bunu yapıyorsa, çok çok yoğun madde neler yapmaz! İşte, kara delik kadar yoğun bir madde topağı, doğal olarak yakınındaki uzay-zaman dokusunu fecî şekilde büker. Bu kadar bükülen zamanda, akacak hal mi kalır? Kalmaz. Kara deliğe en yakın uzayda, zaman öyle bükülür ki, kara deliğe bu kadar yaklaşan bir cisim için, henüz yakınlara gelmeyen bir cisme göre zaman çok daha yavaş akmaya başlar.

Genellikle bunu, olay ufkuna giren bir insanla, uzaktan onu izleyen insan örneği ile açıklamaya çalışırlar. Ancak şahsî fikrim, bu örneğin daha kafa karıştırıcı olduğu yönünde. O yüzden o işe girmeyeceğim. Özetle şunu bilmemiz yeterlidir; olay ufku, kara deliğin kütle merkezine doğru yaklaştıkça, zamanın yavaşlamaya başladığı kısımdır. Bir kara delikten kaçabilirsiniz. Onun yörüngesinde takılabilirsiniz veya o sizi tutup daha uzak bir yere fırlatabilir. O anki şartlar ne gerektiriyorsa kara delik onu yapmaktan çekinmez. Öyle de delikanlıdır yani. Ancak olay ufkunu tamamen geride bıraktıysanız ve daha ölmediyseniz, geçmiş ola! Her şeyi bırakıp keyif almaya bakın, zira ışık hızından daha hızlı hareket etmeyi başaramıyorsanız, büyük ihtimalle son gördüğünüz şey bu olacaktır.

İnandınız mı? İnanmayın bence, çünkü kara delikler henüz gizemlerini bizimle tamamen paylaşmadılar. İçeriye kazasız belasız girebilmeyi başaracağımız bir gün gelecektir belki ileride. Zaten yukarıda anlattığım türler için, tüm koşullar aynı değildir. Yıldızdan oluşma bir kara deliğe yaklaştığınızda, daha olay ufkuna girmeden de santimlerinize ayrılabileceğiniz gibi, dev kara deliklerde olay ufkuna tek parça halinde girebilirsiniz. İşte buna neden olan zımbırtıya da astronomide, fizikte, şurada burada ‘tekillik‘ diyoruz. Tekillik: Tek bir tane il koymaya yarayan kaptır. Off, evet bu gerçekten iğrençti…ama yapmam gerekiyordu, affedin O:)

Tekilliğe yaklaştığınızda, yoğurulan hamur gibi olma ihtimaliniz vardır. Hamuru elinizde sıktığınızı farz edin. Avucunuzun içinde kalan hamur sıkışarak basınca maruz kalırken, parmak aralarınızdan taşan hamur yamulur, hafif çapta dağılmaya uğrar. Tekilliğin sebep olduğu gel-git etkisini de bunun gibi düşünebiliriz. Maddenin bir yanında meydana gelen değişim, diğer yanındakine zıt olabilir. Bu durumda maddeye tam olarak ne olacağının cevabını da henüz bilemiyoruz. Yani tekillik aslında kara deliğin merkezinde olup biten şeylerdir. Uzay bükülmesinin sonsuz hale geldiği yer de denebilir.
aa
Avustralya Adelaide Üniversitesi’nden James Hill ve Barry Cox‘a göre ışık hızı aşılırsa, tekillik evreni ikiye bölecektir; biri her şeyin ışıktan hızlı hareket ettiği, diğeri her şeyin ışıktan yavaş hareket ettiği ve fizik kanunlarının farklı işlediği iki evren. Tabi bunun için önce ışık hızını aşabilmemiz gerekiyor, ama böyle ufak bir ayrıntıda boğulmaya gerek yok tabi :p

Bir de yine konu kara delikler olunca bahsi geçen ‘Schwarzschild Yarıçapı‘ diye bir kavram var. Buna da kısaca değineyim; eğer bir kütle, bahsi geçen yarıçapa kadar sıkıştırılırsa, ne yaparsanız yapın, bu kütlenin tekilliğe çökmesine engel olamazsınız. Cismin yarıçapı, Schwarzschild Yarıçapı’ndan küçükse, bu cisim bir kara deliktir.net

Untitled-1

Aha bu Karl Schwarzschild…

bh_structure

Aha bu da yarıçapı… Event Horizon: Olay ufku Schwarzschild Radius: Schwarzschild Yarıçapı Singularity: Tekillik

KARA DELİĞİN İÇİNE GİRERSEK NE OLUR?

Bugüne kadar kimse kara deliğin içine girip, sonra da oradan sağ çıkıp gelip bize orada ne olduğunu anlatmadığına göre, buradan sonra anlatacaklarımın tahmini şeyler olacağını az çok kestirebiliyorsunuzdur sanırım.

Öncelikle şunu tekrar belirtelim; kara deliğin merkezinde, bilinen fizik yasaları işlemez hale geliyor, diye düşünüyoruz. Buradan hareketle, içeriye giren insanın başına gelebilecek şeyler de farklı olabilir.
Diyelim uzayda ‘yürüyordunuz’ ve birden ‘ayağınız kaydı’, kara deliğe yuvarlanıverdiniz. Burada hemen ölmeyi umsanız da, işler öyle yürümeyebilir. Az önce demiştik ya, tekillik evreni ikiye böler diye…Buradan hareketle sizi 2 ayrı son bekliyor olabilir; ya umduğunuz gibi anında ölürsünüz ya da başınıza hiçbir şey gelmeden içeride takılırsınız.

1. ihtimali düşünmek bile istemiyorum diyorsanız, diğerine bakalım. Aslında çok, gerçekten çok çok büyük bir kara deliğe doğru yol alıyor olsaydınız, tekilliğe girip ölene kadar gayet normal bir hayat sürebilirdiniz. Yani normalden kastımız, elinizde çayınızla duvar dibine çömelip mahalleden gelen geçenle hasbihal etmek değil tabi. Hayatta kalırdınız işte sorunsuz şekilde. Yeterince büyük olmayan bir kara deliğe girerken ise, hep kullanılan klasik benzetmeyle ifade edersek, spagetti gibi uzamaya başlamanız olasıdır. Şöyle;
v
Bu da sizi ilk seçeneğe, yani ölüme götürür. Bir dakika, bir dakika…Aynı yerde dolanıp duruyoruz sanki, ne dersiniz? İşte bu yüzden ‘kara deliğe girersek ne olur’ sorusunu, başkalarına sormaktan vazgeçmelisiniz. Zira kimse orada ne olacağını tam olarak anlatamıyor. Bir bilim insanına sorup tahminlerini duymak isteyebilirsiniz, ama şunu bilin ki, kimse size orada gerçekten ne olacağını söylemeyecektir. Eh! Bu durumda bu soruya bir yanıt almış sayılmayacaksınız zaten. NASA‘nın simülasyonlarına göre, kendi kafanızın arkasını görecek kadar eğrilmiş bir uzay-zaman dokusu içine bile girebilirsiniz. Bence bunu gözünüzde canlandırmaya çalışmayın (:

En başta söylemem gerekeni en sona bıraktım sanırım. Bir kara delik, yakınındaki bir cismi nasıl yutar?
asd
Değil tabi ( : Aşağıdaki linkten bu olayın şeklini şemalini izleyebilirsiniz;
işte böyle

Sanırım konuyla alakalı en önemli başlıkları anlattım. Unuttuğumuz noktaları yorumlarınızda sorabilirsiniz. Tabi “Kara deliğe düşersem ne olur?” sorusu hariç ^^

Bu uyarımı yanlış anlamayın lütfen, çünkü bilim sürekli soru sormayı gerektirir. Ancak henüz cevabı bilinmeyen soruları ısrarla sormak, sizi pek ileriye götürmeyecektir. Kara delikler hakkında yapmamız gereken tek şey, şimdilik beklemek. Zira Hawking gibi bilim insanları hemen her gün yeni bir fikir öne sürüyorlar.
Mesela geçenlerde, içinden hiçbir şey kaçamaz diye bildiğimiz bu cismin içinden, ışığın radyoaktif sızma şeklinde kaçabileceği öne sürüldüğü gibi; kara deliklerin birer hologram olduğu, bilgi depoladığı ve buraya girdikten sonra bir şekilde sağ salim çıkmayı başaranların, içeride depolanan bilginin bir kısmına sahip bir şekilde çıkacağı gibi aklımızda canlandırmakta zorlanacağımız fikirler de ortaya atılıyor. O yüzden sakince beklemekten başka yapabileceğimiz çok fazla şey yok. Astrofizik okuyup cevabı kendimiz de bulabiliriz tabi, başka bir seçenek olarak 😉
Bir başka yazıda görüşmek üzere, şimdilik hoşça kalın!

Yorumlar

Yorum