Etiketler

, , , , , , , , , ,

Interstellar’dan gördüğümüz birkaç kavramı daha burada açmak istiyorum. Bilgi dağarcığımız genişlesin:=)

OLAY UFKU

Genel görelilikte olay ufku, ışık ve maddenin artık kaçamadığı bölgeyi sınırlayan kuşağa denir. Olay ufku, herhangi bir fiziksel incelemede bulunamadığımız bir uzay parçasıdır. Ne olay ufkundan ötesini bilinen yasalarla açıklama olanağı vardır, ne de orada ne olup bittiğini bilmenin bir yolu vardır.

Kara deliğin olay ufku

Bir yıldızın olay ufku, yıldızın çökmeden önceki kütlesiyle orantılıdır. Örneğin kütlesi 10 Güneş kütlesi olan biryıldız içe çöküp kara delik haline geldiğinde çapı 60 km olan bir olay ufkuna sahip olur. Bir kara delik madde yuttukça olay ufkunu genişletir, olay ufku genişledikçe de daha güçlü çekim alanına sahip olur. Kara deliğin olay ufkunda teorik olarak zaman tümüyle durmaktadır. Kimi kara deliklerde iki olay ufku vardır.

Kimileri “olay ufku” terimi yerine kara deliğe pek uygun olmamakla birlikte “kara deliğin yüzeyi” terimini kullanırlar. (Terimin uygun olmamasının nedeni, bir gezegen veya yıldızdaki gibi katı ve gazlardan oluşan bir yüzeyinin olmamasıdır.) Fakat burada birtakım özel nitelikler gösteren bir bölge söz konusu değildir; bir gözlemci kara deliğe ufku aşacak kadar yaklaşmış olabilseydi, kendisine yüzey izlenimi sağlayacak hiçbir özellik veya değişim hissedemeyecekti. Buna karşılık geri dönme girişlerinde bulunduğunda, artık bu bölgeden kaçamayacağının farkına varmış bulunacaktı. Bu, âdeta “dönüşü olmayan nokta”dır. Bu durum, akıntısı güçlü bir denizde akıntıdan habersiz bir yüzücünün durumuna benzetilebilir.

Öte yandan olay ufkunun sınırına yaklaşmış bir gözlemci, kara delikten yeterince uzaktaki bir gözlemciye kıyasla, zamanın farklı bir şekilde aktığının farkına varacaktır. Kara delikten uzakta olan gözlemcinin diğerine düzenli aralıklarla (örneğin birer saniye arayla) ışık işaretleri yolladığını varsayalım: Kara deliğe yakın gözlemci bu işaretleri hem daha enerjetik (ışığın kara deliğe düşmek üzere yaklaştıkça maviye kayma sonucuyla bu ışık işaretlerinin frekansı daha yüksek olacaktır) hem de ardışık işaretlerin aralarındaki zaman aralığı daha kısalmış (birer saniyeden daha az) olarak alacaktır. Yakın gözlemci, uzaktakine oranla zamanın daha hızlı aktığı izleminde olacaktır. Uzaktaki gözlemci de aksine, diğerinde meydana gelen şeylerin gitgide daha yavaş seyrettiğini görecek, zamanın daha yavaş aktığı izleniminde olacaktır.

Uzaktaki gözlemci kara deliğe bir nesnenin düştüğünü görmesi halinde, ona nazaran “çekimsel kızıla kayma” ve “zamanın genleşmesi” fenomenleri birleşmiş durumda olacaktır: Nesneden çıkan işaretler gitgide kızıl, gitgide parlak (uzak gözlemciye varmadan önce gitgide artan enerji kaybıyla çıkarılan ışık) ve gitgide aralıklı olacaktır. Yani pratikte, gözlemciye varan ışık fotonlarının sayısı, gitgide hızla azalacaktır ve nesnenin kara deliğe gömülüp görünmez olmasının ardından tükenecektir. Nesnenin henüz olay ufku sınırında hareketsiz durduğunu gören uzaktaki gözlemcinin onun düşmesini engellemek üzere olay ufkuna yaklaşması boşuna olacaktır.

Kara deliğin “tekilliği”ne yaklaşan bir gözlemciyi etkilemeye başlayan etkilere “gelgit etkileri” denir. Bu etkiler kütleçekim alanının homojen olmayan bir yapıya sahip olması nedeniyle nesnenin biçimsizleşmesine (doğal biçimini kaybetmesine) yol açarlar. Bu “gelgit etkileri bölgesi” dev kara deliklerde tümüyle olay ufkunda yer alır; fakat özellikle “yıldızsal kara delik”lerde olay ufkunun sınırını da aşarak etkide bulunur. Dolayısıyla yıldızsal kara deliğe yaklaşan bir astronot daha olay ufkuna geçmeden parçalanacakken, dev kara deliğe yaklaşan bir astronot, daha sonra “gelgit etkileri” ile yok edilecek olmakla birlikte, olay ufkuna bir güçlükle karşılaşmadan giriş yapacaktır.

Dönen kara deliğin çevresindeki iki yüzey. İç sifer statik sınırdır (olay ufku). Ergosiferin iç sınırıdır. Kutuplarda olay ufkuna dokunan oval biçimli yüzey ise ergosiferin diğer sınırıdır. Ergosiferin içindeki bir parçacık uzayzaman sürüklenmesinde olup dönmeye zorlanır (Penrose süreci).

BH_noescape1.png
Kara delikten uzaktaki bir parçacık herhangi bir yönde hareket edebilir. O yalnız ışık hızıyla sınırlıdır.
BH_noescape2.png
Kara deliğe yaklaştıça uzayzaman onu deforme etmeye başlar.
BH_noescape3.png
Olay ufkunun içinde tüm yollar parçacığı kara deliğin merkezine sevk eder. Parçacık için kaçış olanaksızdır.

“Karadeliğin içinde geçişli alternatif evrenler yok. Bilinmesi gerekenlerin tümü, burada bizim de içinde bulunduğumuz evrende saklı. Bilim kurgu severleri hayal kırıklığına uğrattığım için özür dilerim.”

Stephen Hawking (22Temmuz 2004)

KARADELİKLER VE OLAY UFKU

Karadelikler, uzay boşluğunda bulunan ve muazzam çekim kuvvetine sahip girdaplardır. Karadeliklerin var olduğu düşüncesi ilk olarak John Michell adında bir din adamı tarafından 1783‘te ortaya atılmıştır ve bilim ilerledikçe varlıkları fark edilmeye başlamıştır.

İsterseniz karadeliklere yakından bir göz atalım ancak fazla yaklaşmayalım.

Bir karadelik nasıl oluşur?

Evrende Güneş’ten büyük herhangi bir yıldız düşünelim. Bu yıldız nükleer patlamalarla (füzyon tepkimeler) hidrojenini diğer ağır elementlere çevirir. Bu element dönüşümü demire evrilene kadar devam eder çünkü atomlar arasında en kararlı çekirdeği olan atom demir elementine aittir. Demire dönüşüm gerçekleştikten sonra çekirdek tepkimeleri durduğu için soğuma meydana gelir, kendisini dengeleyemeyen içe doğru bir çekim kuvveti oluşur, böylece yıldız biçimini koruyamayıp içe doğru çöküşe geçer. Her bir atomun etrafındaki elektronlar çekirdeğindeki protonların üzerine düşer. Bunu biz boşluk doldurma olarak düşünebiliriz çünkü atom da elektronları etrafında dönen boşluklu bir yapıdır. Bütün boşluklar dolduktan sonra tüm atomlar nötrona dönüşür. Güneş’ten 1.5-2 kat büyük bu yıldız,  artık 5-10 km’lik bir “nötron yıldızı”na dönüşmüştür. Kütle çekimi, nötronun içindeki boşluğu da ortadan kaldırarak yıldızı daha da küçültüp bir kuark yıldızı haline getirerek evrenin en yoğun kozmik cismini (karadeliği) oluşturmuş olur.

Bu yoğun cisim Güneş’in 1cm³’lük hacimde bir miskete sıkıştırılması kadar büyük bir yoğunluktadır. Bu misketi uzay boşluğuna bırakırsak ve uzay-zamanını gerilmiş bir örtü gibi düşünürsek, misket uzay-zamanında bükülmeye sebep olacaktır.

Oluşan bu kozmik cisim sahip olduğu çekimden dolayı olay ufkuna giren bütün varlıkları içine çeker.

Olay ufku nedir?

Karadeliğin uzay-zamanda oluşturduğu küresel bir çekim alanıdır. İçeriye giriş serbesttir fakat  girdikten sonra çıkmış herhangi bir varlığa henüz rastlanmamıştır.

Olay ufkunu belirleyecek herhangi bir maddesel yapı olmadığından olay ufkuna giren, girdiğinin farkında olamaz. Kütlesi güneşten 10 kat büyük olan bir yıldızın oluşturduğu karadeliğin olay ufkunun yarıçapı yaklaşık 60 km’dir.

Karadeliğe neden karadelik ismini vermişler?

Karadeliğin çekim gücü o kadar yüksektir ki, ışığın kendisinden kaçmasına izin vermeden ışığı içine alır, böylece etrafa hiç ışın yaymadığından görünemez. Varlığı ancak etrafındaki cisimlerin hareketlerinden ve etrafındaki ışık oyunlarından (ışığın bükülmesi gibi) anlaşılabilir.

Stephen Hawking‘in karadelik kuramı hakkındaki düşünceleri nelerdir?

Cambridge Üniversitesi fizik profesörü Hawking, Dublin’de düzenlediği konferansta merakla bekleyen katılımcıları karadelikler hakkındaki açıklamalarıyla şaşırtmıştır. Konferanstan önce karadelik içine giren varlığın bir başka evrenden çıkacağı düşüncesine inanılıyordu. Ancak konferanstan sonra enerji ve maddenin iç içe girdiği alternatif evrenlere geçiş düşüncesi yok oldu. Eski düşünceye göre karadeliğin içine giren varlık asla geri gelemezdi ancak giden varlığın akıbeti bilinmediği için hayalperest insanlara bir malzeme ortaya çıktı ve  o varlığın karadeliğe girdikten sonra farklı bir evrene geçtiği söylentileri başgösterdi. Hawking ise bu düşünceyi yok edecek bir teori ile meraklı kalabalığın karşısına çıkarak kendi düşüncesini açıkladı. ”Hawking Teorisi”ne göre karadelik bir maddeyi yuttuktan sonra geri püskürtüyor ancak insanlar bu maddeyi, karadelik tarafından dışarıya farklı enerji formlarında püskürtüldüğünden algılayamıyor.

Karadeliğe biri girip çıkmak istese ne olur ki?

Uzay boşluğunda gezinen iki astronot düşünelim ve birisi yanlışlıkla olay ufkuna girsin diğeri de dışarıda kalsın. İçerideki,  karadelik merkezindeki tekilliğe doğru sürüklenmeye başlar. Sürüklenen astronot olay ufkuna ışığın girmesi serbest olduğu için dışarıyı görmeye devam eder. Dışarıdaki de içeridekinin olay ufkuna girdiğini anlamaz, olay ufkunda öylece durduğunu görür. Karadeliğin merkezine doğru sürüklenen astronot, merkeze yaklaştıkça bedeninin merkeze yakın olan tarafının daha çok içeriye çekildiğini hisseder, merkeze yaklaştıkça uzayıp parçalanır. İçerideki astronotun öldüğünü dışarıdakinin ruhu bile duymaz çünkü içeridekinin öldüğünü dışarıdaki ömrü boyunca göremez. Bunun sebebi ise dışarıdaki astronotun içeridekinin hareketlerini yavaşlıyor olarak algılamasıdır. Yani karadeliğin içindeki muazzam çekim sayesinde, içeriye çekilen astronot için dışarıdaki astronota göre zaman yavaş akmaktadır. İçerideki astronot bir şekilde dışarıya çıkabilseydi, dışarıdaki arkadaşını daha yaşlanmış  bulacaktı.

Karadelikte zaman niçin yavaş akıyor?

Farkettiyseniz karadelik oluşumunda meydana gelen yoğun kozmik cisim “Uzayı büker” demedik de “Uzay-zamanını büker” diye bir ifade kullandık. Bunun sebebi zamanın da 4. boyut olmasıdır yani ((en+ boy+yükseklik=uzay)+zaman)=varlık=uzay-zamandır. Zaman da varlıkla bir bütündür çünkü zamanın kütle çekimi kuvvetine göre değişimi söz konusudur. Evrenin hiçbir noktasında kütle çekimi aynı olamayacağı için zaman farklı çekimlerde (farklı gezegenler ya da karadelikler) farklı hızlarda akmaktadır. Yani zaman göreceli bir kavramdır. Bu kuram ise ayrı incelenmesi gereken bir olaydır çünkü bu kuram Einstein‘ın “İzafiyet Teorisi”nin ta kendisidir.

Kaynaklar:

  • Bilim Teknik (Ekim 2008)

EVRENİN SIRRI: KARADELİKLER

İlk defa İngiliz J. Michell, 1783’de bir makalesinde; yeterince kütleli, yoğun bir yıldızın, ışığın dahi kaçamayacağı çekim alanından söz etmişti. Yıldız yüzeyinden çıkan ışığın, yıldızın kütlesel çekimiyle geri döneceğini ileri sürmüştü. Bu yoğunlukta çok sayıda yıldız bulunacağını da söylemişti. Birkaç yıl sonra Fransız bilimci Laplace da, bu görüşe benzer bir tezi ileri sürmüştü. Böylece bu iki bilim adamı, uzayda, madde için bir tuzak olacağını öngörmüşlerdi. 1938’de Neils Bohr ile Nükleer füzyonun kuramını geliştiren Amerikalı J. Wheeler, 1969’da ilk defa karadelik kavramını ortaya atmıştır. J. Wheeler, aynı zamanda meşhur fizikçi Richard Feyman’ın da hocasıdır.
Bu karadelik kavramı, böylece bilim kurgu alanına girmeye başlamıştır. Bilim kurgu ise, bu alandaki bilimsel araştırmaların gelişmesinde önemli rol oynamıştır.

GALAKSİLERİN VE YILDIZLARIN OLUŞUMU

Galaksilerin ve yıldızların oluşumu, “aynı esasa” dayanır. Sonsuza yakın sıcaklıkta, sonsuza yakın yoğunlukta, sıfır boyutlu ve sıfır hacimli birnur noktası”nın patlamasıyla(Büyük Patlama) ortaya çıkan temel parçacıklar, büyük patlamadan 100 sn sonra, bir proton ve bir nötron içeren döteryum(ağır hidrojen) atomunun çekirdeğini oluşturacaktır.

Döteryum
çekirdekleri de, başka proton ve nötronlarla birleşerek, iki proton ve iki nötrondan oluşan helyum çekirdeklerini meydana getirecektir. “Büyük Patlama“dan birkaç saat sonra, helyum ve diğer elementlerin oluşumu duracaktır. Bundan sonraki bir milyon senede evren genişlemeyi sürdürürken, sıcaklık giderek birkaç bin dereceye düşecek; elektronlarla, çekirdekler birleşerek atomları oluşturacaktır. İşte bu aşamadan sonra, atomların meydana getirdiği gaz bulutlarının çökmeye başlamasıyla, galaksiler ve yıldızlar ortaya çıkacaktır. Bu gaz kümelerinin yoğunbölgelerinde, kütlesel çekimin etkisiyle çöküş başlayacak; bu da, burkulmayı-dönmeyi doğuracaktır. Zaman ilerledikçe galaksilerdeki hidrojen ve helyum gazları, kendi kütlelerinin çekimi altında çöken küçük bulutlara dönüşecektir.Bulutlar büzüldükçe, atomlar çarpıştıkça, gazın sıcaklığı artacak ve giderek çekirdek kaynaşması reaksiyonu ortaya çıkacaktır.
  
“KAYMAK DENEYİ”

Bu olayı bir misalle açıklayalım: Anadolu’da kaymaktan yağ elde etmek için, bir kazan içindeki kaymak bir kepçeyle kendi ekseni etrafında döndürülür. Kepçenin kendi ekseni etrafında döndürülmesi, kaymağın sürekli dönmesini sağlar.Yağ molekülleri çarpışarak, merkezde ve merkezin çevresinde topaklanır. Topaklanan yağ kütleleri, merkezden çevreye doğru küçülür. Merkezdeki en büyük kütleli yağ topağı, kendi etrafında dönerken, çevredekiler merkezin etrafında dönerler. Giderek merkezdeki yağ kütlesi, çevredeki yağ kümelerini kendisine yapıştırarak büyür. Anadolu insanı, kaymaktan yağı iki şekilde elde eder: Ya yayıkla kaymağı çalkalayarak ya da yukarıdaki şekilde elde eder. Bu “kaymak deneyi“, bize, galaksilerin, yıldızların veya Güneş sisteminin ilk evresini en güzel bir şekilde açıklamaktadır.

YILDIZLARIN DOĞUMU VE ÖLÜMÜ

Mademki karadelik, bir yıldızın ölümüyle ortaya çıkıyor. O halde bir yıldızın, doğumuna ve ışıyarak hayata gözlerini açmasına yakından bakalım. Kütlesel çekimin etkisiyle kendi üstüne çöken ve dönen hidrojen gazı kümesindekiatomlar, “kaymak deneyi“nde olduğu gibi, gittikçe daha sık ve daha hızlı bir şekilde biri birine çarpar ve böylece gazısınır. Sonunda gaz o derece sıcak olur ki; hidrojen atomları çarpışınca sıçrayacakları yerde, kaynaşarak helyumatomlarını oluştururlar. Patlayan bir hidrojen bombasına benzer bir reaksiyon ısısı, yıldıza parlaklığını verir. Yıldız,ışımaya başlar. Artan ısı, gazın basıncını artırarak, yıldızın merkezine yönelik kütlesel çekim kuvvetini dengeler.Çökme durur ve yıldız bu kararlı durumda, çok uzun süre kalır. Ancak yıldız zamanla hidrojen yakıtını bitirerek, gerekli ısı enerjisini sağlayamadığı için, soğumaya ve büzüşmeye başlar. İşte o zaman yıldızı bekleyen akıbetlerden birisi de, karadelik olmaktır. Yıldız, ne denli büyük kütleli ise, o derecede yakıtını çabuk bitirir. Kütlesel çekimidengelemek için, daha çok ısıya ihtiyaç duyar ve böylece yakıtını çok çabuk bitirir. Kısacası yıldız ne kadar büyük kütleli ise, o denli de ömrü kısa olur.

YILDIZLARIN EVRELERİ VE KARADELİK

KIRMIZI DEV

Güneş‘e benzeyen yıldızlar, parlaklıklarında büyük bir artış göstererek ölmeye mahkumdurlar. Yıldızın çekirdeğindehidrojen kalmadığında, nükleer yakıtı da geçici olarak tükenmiş demektir. Çekirdekteki nükleer reaksiyonlar dursa da, çekirdek çevresindeki bir kabukta hidrojen yanması devam eder. Bu arada, hidrojen yakan kabuğun sıcaklığı artar. Bu nedenle de helyum üretimi hızlanarak sürer. Kabuğun fazla ısınması nedeniyle, yıldızın zarfı genişlemeye başlar. Yarı çapı 100 kat artan yıldız, bir kırmızı dev haline gelir. Zarf genişlerken aynı zamanda soğur. Yıldızın dış katmanlarını oluşturan gazlardaki bu soğuma, ışıma gücü denen bir özellikle açıklanır. Zarf soğurken, yıldızınkütlesinin %10’nu oluşturan helyum çekirdeği büzülür ve ısınır. Sıcaklık on kat artarak, yaklaşık 100 milyon derece Kelvin’i bulunca helyum ateşlenir. Üç helyum çekirdeği kaynaşarak bir karbon çekirdeğine dönüşür ve füzyon enerjisiaçığa çıkar.

KIRMIZI SÜPER DEV

Hidrojen yakan kabuk, sonunda yakıtını bitirerek zayıfladığında yıldız büzülür vemavileşir. Çekirdek tümüyle karbona dönüşmüştür. Karbon çekirdeğin dışındakihelyum, füzyon reaksiyonlarını başlatacak kadar ısınmıştır. Helyum, şiddetli bir şekilde yanarak, en dış kabukta hidrojen yanmasını başlatır. Yanmakta olan her iki kabuktan yayılan ısı, kırmızı dev yıldızın daha fazla şişmesini sağlar. Yıldız, ışıma gücü 1000 Güneş‘e eşit olan bir kırmızı süper deve dönüşür.

BEYAZ CÜCE

Bu aşamadan sonra, karbon çekirdeğinin sıcaklığı yükselerek, karbon füzyonuyla enerji üretmeye başlar. O kadar çok enerji açığa çıkar ki, yıldız kararsız hale gelir ve dış katmanlarını uzaya fırlatır. Sonunda yıldızın kütlesinin %10’nu oluşturan ve iyonlaşmış gaz kabukla çevrili karbon bir çekirdek kalır. Böylece yıldız, süper dev bir gezegenimsibulutsu haline gelmiştir.

Gezegenimsi bulutsunun merkezindeki yıldız, bir beyaz cücedir. Bir beyaz cücede atomlar, biri birinin içine girecek kadar sıkıştırıldığından basınç, bir araya gelip sıkışan elektronlartarafından oluşturulur. Bir beyaz cüceyi, kütle çekim kuvvetikarşısında çökmekten alıkoyan bu yozlaşmış elektronların basıncıdır.

Beyaz
cücenin sahip olacağı en büyük kütle, Chandrasekhar kütlesi olarak bilinen 1,4 Mg (Güneş kütlesi)dir. Bundan daha büyük kütleli bir yıldızın çökmesini, yozlaşmış elektron basıncı engelleyemez. Her kızıl devin çekirdeğinde bir beyaz cüce vardır. Ve bu çekirdek, sürekli olarak yıldızın maddesini azaltır. Sonunda kızıl dev, bu asalak çekirdeği tarafından tüketilir. Yaklaşık olarak Dünya büyüklüğünde gerçek beyaz cüce, tek başına ortaya çıkar.

SİYAH CÜCE

Parlayan bir beyaz cücede, daha ileri düzeyde nükleer reaksiyonun başlaması mümkün değildir. Yaklaşık 10 milyar yılda bütün enerjisini uzaya fırlatan beyaz cüce, bir siyah cüceye dönüşür. Bu ise, yaklaşık Yerküre boyutlarında biryıldız olup, sıcaklığı ve ışıma gücü çok azdır. Gökyüzünde çok sayıda beyaz cüce gözlenebilir. Belki de Samanyolugalaksimizdeki parlak yıldızların, %10’nu beyaz cücedir. Beyaz cüceler tek başlarına öylesine yoğun yıldızlardır ki;beyaz cüceyi oluşturan maddeyle doldurulmuş bir ping pong topu, birkaç yüz ton ağırlığındadır. Bu çeşit gök cisimleri,karanlık madde hüviyetindedir.
 
GÜNEŞ BEYAZ CÜCE OLACAK 

Güneş‘in birkaç milyar yıl sonra yakıtı bittiğinde, kırmızı dev haline geleceği tahmin edilmektedir. Böylece Merkür veVenüs gezegenlerini içine alacak şekilde şişecek ve daha sonra katmanlarını uzaya fırlatacak. Sıkışıp ısınan Güneşmerkezi, bir beyaz cüce olacaktır.

Yıldızların hepsi Güneş‘in kaderini paylaşmaz. Bazılarının akıbeti, Chandrasekhar limiti olarak bilinen ve beyaz cücekütlesinin en üst sınırı olan bu limite bağlıdır. Bir Hintli bilim adamından ismini alan bu limit değeri; 1,4 Mg(güneş kütlesi)dir. Sonuç olarak kütlesi Güneş kütlesinin 1,4 katından daha az olan bir yıldız, büzülmeyi durdurup, beyaz cücehaline gelecektir.

Çekirdeğin kütlesi
, 1,4 Mg’yi aştığı zaman yozlaşmış elektron basıncı çökmeyi önleyemez. Çekirdek çöker veatomların ötesinde, atom çekirdeklerinin sıkıştırıldığı çok daha yoğun bir durum ortaya çıkar ki bu nötron yıldızıdır. 

NÖTRON YILDIZI

Büyük kütleli yıldızlar, galaksinin ana kolu üzerinde kısmen az zaman geçirirler. Büyük kütleli yıldızların evrimleri oldukçahızlıdır. Kırmızı dev ve süper kırmızı dev aşamalarından daha çabuk geçerler. Bu yıldızların çekirdek kütlesi, 1,4 Mg’den daha fazla olduğundan artık yozlaşmış elektron basıncı da çökmeyiönleyemez. Çekirdeğin çöktüğü, atom çekirdeklerinin sıkıştırıldığı ve maddenin çok daha yoğun olduğu bir aşamaya gelir. Bu durumdaprotonlar elektron yakalayarak nötronlara dönüşürler. Şiddetlinükleer tepkimeler sonucunda, korkunç miktarda enerji açığa çıkar. Bu ise, maddeyle çok zayıf bir şekilde etkileşen karşı nötrinolar biçiminde yıldızdan enerji kaçışı demektir. Sonunda yalnızca nötronlardan meydana gelen dev bir atom çekirdeği oluşur.

Nötron
yıldızı, çekirdek yoğunluğuna kadar sıkıştırılmış olanyozlaşmış nötron basıncı tarafından daha fazla çökmesi önlenen bir gaz küresidir. Yozlaşmış nötron basıncı, nötronların biri birine değecek kadar sıkışmasından dolayı ortaya çıkan bir basınçtır. Ortaya çıkan nötron yıldızının yarı çapı yaklaşık 1 km ve yoğunluğu da yaklaşık olarak, 1cm³de 1 milyar tondur. Başka bir ifadeyle yine bir ping pong topunun içi nötron yıldızının maddesiyle doldurulacak olsaydı bu top, Mars‘ın uydusu Deimos kadar ağır olurdu. Böyle bir nötron yıldızı, yarı çapı 10 km olan bir atom çekirdeğidir.

Bir nötron yıldızı karadelik değildir. Karadeliğe giden yolda bir istasyon bir durak noktasıdır.

SÜPERNOVA VE NÖTRİNOLAR

Yıldız çekirdeğinin çökmesi, kırmızı süper dev evresindeki yıldızın dış katmanlarını büyük bir hızla dışarıya fırlatan bir şok dalgası oluşturur. Bu bir süpernovadır. Süpernovalar, çok verimli nötrino kaynaklarıdır. Tersine nötrinolar, bir nötron yıldızının oluştuğunun açık kanıtlarıdırlar. Süpernova patlamasındaki enerjinin %99’u nötrinolar ve karşı nötrinolarbiçiminde yayınlanır.

PULSARLAR VE ATOM SAATLERİ

1967 yılında gökyüzünde düzenli radyo dalgası yayınlayan nesneler fark edilmiştir. Araştırmacılar önce yıldız kümesindeki bir yabancı uygarlıklarla karşılaştıklarını sanmışlar! Ancak daha sonra görülmüştür ki bu düzenli radyo dalgaları pulsarlardan gelmektedir. Pulsar adı verilen bu nesneler, gerçekte manyetik alanlar ve radyo dalgaları yayınlayan nötron yıldızlarıdır. Kendi etrafında dönen nötron yıldızları, bir radyo ışınımı yayarlar ve bunlar pulsarlardır. Pulsar olarak adlandırılan bu gök cisimleri, bir atom çekirdeğindeki gibi tümüyle nötronlardan oluşan ve bir fincan kadarı tonlarca ağırlıkta olan çökmüş bir yıldızdır.

Bilinen en hızlı pulsarların periyotları mili saniye mertebesindedir. Periyotları o denli düzgündür ki, insanoğlunun yaptığı en duyarlı zaman ölçme araçlarından daha da hassastır. Yeryüzündeki en iyi atom saatleri ile yarışırlar.Pulsarlar, dönmekte olan mıknatıslara benzerler. Zamanla elektromanyetik ışıma sonucunda enerji kaybettiklerinden, radyo frekanslarında bile görünmez olurlar. Galaksimiz uzun zaman önce ölmüş olan pulsarlardan başka bir şey olmayannötron yıldızlarıyla doludur.

Nötron yıldızı
bu aşamada Chandrasekhar limitine benzer yeni bir sınırla karşı karşıyadır. Böyle bir yıldızın çekirdek(yürek) kütlesi, 2,5 Mg’yi(Güneş kütlesini) aştığı zaman, kendi kendisinin ağırlığını taşıması imkânsızdır. Artıkkaradelik sürecinin yolu açılmış demektir.

KUASARLAR

Evrende ışıma güçleri en yüksek olan cisimler kuasarlardır. Spektrumlarının kırmızıya kayışına bakılacak olursa, tümgalaksilerden katbekat daha parlak olan yıldızımsı gök cisimleridir. Kuasarlar, muazzam ölçülerde ışık yayan,küçük gök cisimleridir. Mesela, 3 milyar ışık yılı uzaklığında bulunduğu tahmin edilen 3C273 Kuasar’ı, tek başına 1 milyar gökada toplamı kadar ışık yaymaktadır.Kuasarların, süper yoğun bir karadelik olduğu, düşünülmektedir.

Kuasarlar genelde; radyo, kızılötesi, x-ışını ve gammaışını kaynaklarıdır. Ancak x-ışını enerjisi, diğerlerinden daha fazladır. Kuasarlar genellikle çok uzak ışıkkaynaklarıdır. Kuasarların 1963’de keşfi, karadelikler üzerinde yapılan kuramsal ve gözlemsel çalışmalarda büyük gelişme sağlamıştır.

Bir karadeliği aramanın bir yöntemi de; görünmeyen, yoğun, büyük kütleli bir nesnenin yörüngesinde dönen maddeleri araştırmaktır. Belki de galaksilerin ve kuasarların merkezlerindeki dev karadelikler, en önemli karadelik çeşitleridir.

KARADELİKLER

Bir nötron yıldızının çekirdek(yürek) kütlesi, 2,5 Mg’yi(Güneş kütlesini) aşarsayıldız kendi kütlesel çekimine karşı koyamayacaktır. Yıldızın fazla kilolarını atması için ne yakıtı ne de kütlesel çekime karşı koyacak gücü olacaktır. BuChandraskher sınırına benzer Landau-Oppenheimer-Volkov sınırı olan kritik bir kütledir. Bu kritik kütleyi aşan yıldız, kendi merkezine doğru çökmeyi ve ezilmeyi sürdürecektir. Bu çöküşle beraber çevreye uyguladığı kütlesel çekim kuvvetiartarken, uzay-zaman eğriliğinin de artmasını sağlar. Yıldız büzüldükçe, yüzeyindeki kütlesel çekim alanı güçlenir. Yıldızdan kaçıp kurtulma hızı da gittikçe artar. Öyle ki sonunda ışığın dahi kaçamayacağı sınır hıza ulaşır. İşte bu,karadelik dediğimiz uzay-zaman eğriliğinin sonsuza yaklaşan bir bölgesidir.  Karadelikler, maddenin, adeta ezilerek yok olduğu görünmez noktalardır. Karadelikden ışık kaçamazsa, fizikselhiçbir şey kaçamaz. Karadelikler, yıldızların ölümünün bir sonucudur.

Bütün bu süreçlerde, “genel göreceliğin kütlesel çekim yasası” ve “özel göreceliğin bu fiziksel evrende, hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceği yasası” hakimdir. Genel görelik yasasına göre, kütlesi olan her cisim, evreni(uzay-zamanı)eğip-bükmektedir. Karadelikler çok büyük kütleli yıldızlar oldukları için, uzay-zamanda adeta dipsiz bir kuyuoluşturmaktadırlar. Karadelikler, büyük kütleli yıldızların son durumları ve karanlık maddenin düşünülebilecek enkaranlık biçimleridir. Doğrudan gözlenmeleri mümkün değildir.

Kendisinden ışık dahi kaçamadığı için gözlenemezler. Adeta bir kozmik sansür vardır. Karadelik civarında uzay-zamanda öyle birbölge vardır ki, bu bölgedeki olaylardan ışık bile kaçamaz.Karadelik bir tuzak yüzeydir. Bu yüzeyden içeriye bir kez girerseniz, geriye dönüş yoktur. Karadelikler, uzay tozu parçacıklarından, ışık fotonlarından, dev yıldızlara kadar karşılaştığı her şeyi yutan; adetadev kozmik bir süpürge, yahut vakumlardır.

DEV KÜTLELİ KARADELİKLER

Evrende en çok bulunan karadelikler, Güneş‘ten yaklaşık 10 kat büyük yıldızlardır. Samanyolu merkezinde bulunan karadelik, 2,6 milyon Güneş kütlesi büyüklüğündedir. Aynı şekilde,Andromede gökadasının merkezindeki karadeliğin kütlesinin de 10 milyon Güneş kütlesi olduğu tahmin ediliyor. Budev kütleli karadelikler, gökada oluşurken gaz bulutlarının yoğun merkeze çökmesiyle ortaya çıkar. “Kaymak deneyi“nde olduğu gibi, merkezde büyük kütleli yıldızlar yer alır. Gaz molekül bulutları kendi yoğun merkezineçökerken, burkulma ve dönme oluşturur. Bu merkezi topak, merkez çevresinden çaldığı gaz ve parçacıklarla daha da büyür. Ayrıca “her gökadanın merkezinde büyük kütleli karadeliklerin var olduğu” düşünülmektedir. Bu durum oldukça anlamlıdır. Hatta Samanyolu galaksisinde bir milyardan daha fazla karadelik olduğu sanılmaktadır.

OLAY UFKU

Schwarzschild yarıçapı, karadeliğin kritik yarıçapını gösterir. Schwarzschild yarıçapındaki üç boyutlu yüzeye,karadeliğin olay ufku denir. Olay ufku, kendisinden kaçılması mümkün olmayan bir uzay-zaman bölgesidir. Karadeliğiçevreleyen bir zar gibidir. Kendini olay ufkunda bulan herhangi bir cisim, kaçamaz ve dış dünyayla iletişim kuramaz.Olay ufku, karadelikten kaçmaya çabalayan ışığın, uzay-zamanda izlediği yoldur. Aynı hızla hareket eden radyo dalgaları da, olay ufkundan kaçamazlar. Karadeliğin olay ufkunun yarıçapı, kütlesiyle doğru orantılıdır. Güneşkütlesi kadar kütleye sahip bir karadelik için, kritik yarıçap yaklaşık 3 km’dir. Yaklaşık 10 Mg(Güneş kütlesi) kadar olan bir yıldızın Schwarzschild yarıçapı ise 30 km civarındadır. Aynı şekilde Dünya‘nın karadeliğe dönüştüğünü varsayacak olursak olay ufku 9 mm’den daha az olacaktır.

İki karadelik çarpışır ve çekirdek kaynaşmasıyla tek bir karadelik oluşursa; bu karadeliğin olay ufkunun alanı, bu ikikaradeliğin olay ufuklarının alanları toplamından daha büyüktür. Karadeliğin kütlesindeki değişiklikle, olay ufkunun alanı arasında bir ilişki mevcuttur. Karadelik tekilliği olay ufkunun tam merkezindedir. Adeta olay ufkununmerkezinde bir noktadır.

KARADELİK TEKİLLİĞİ

Roger Penrose ve Hawking, yaptıkları ortak çalışmalarda “genel görelik kuramı“na göre; karadeliğin içinde sonsuza yakın yoğunlukta bir “tekillik ve uzay zaman eğriliği” olduğu ortaya kondu. Bir karadeliğin merkezi, uzay -zamanda, bir “tekil nokta“dır. Bu, zamanın başlangıcındaki; “büyük patlamaya” benzer. Ancak karadeliğe düşen bir madde veastronot için zamanın başlangıcı değil zamanın sonudur. Bu karadelik tekilliğinde, fizik yasalarını ve bu yasalara dayanarak geleceği tahmin etmek imkânsızdır. Bu tekillikte, madde gibi zaman da son bulmaktadır. Olay ufkunun dışında bulunan bir kimseye, buradan ne ışık ne de başka bir şey ulaşamayacaktır. Hiçbir parçacık hatta fotonlar, ışık ışımasını oluşturan parçacıkların kendileri de bu kütlesel çekime tabii olduklarından dışarı kaçamazlar. Ne karadeliğinolay ufkuna giren bir gök cismi veya parçacık, ne de karadeliğe dönüşen yıldıza ait parçacık, artık karadeliği terk edemez. Burada, karadelik sansürü hâkimdir. Karadelik kara değildir, ancak gözükmez.

Genel görelik denklemlerinin bazı çözümlerine göre, astronottekillikten geçerek evrenin başka bir bölgesine ulaşabilir. Uzay gezileri için karadelikler potansiyellere sahiptir. Aksi halde diğeryıldızlara ve galaksilere ziyaretin pratik bir anlamı yoktur.Karadelik tünelleri, evrenin başka köşelerineyolculuk yapmayı mümkün kılabilir. Bir karadeliğin merkezi, uzay-zamanda bir “tekil nokta“dır. Genel görelik teorisine göre, “kurt deliği” adı verilen böyle noktaların, uzay-zamana bir köprü-tünel olma olasılığı söz konusudur. İnsanoğlu, karadelikler ve kurt delikleri ile erişilmezevrenlere ulaşabileceğini bekliyor. Kuramsal olarak bu yollarınkestirme yollar olduğu öngörülüyor. Acaba Dünyalılar; “insan” yahut “cin“, karadelik tünellerini kullanarak yolculuk yapabilirler mi? Birkaradeliğin içine atlarsanız parçacıklara ayrılırsınız. Acaba buparçacıklar, başka bir evrene veya bir köşesine taşınarak ortaya çıkmanız mümkün mü?

Nitekim Kur’an’daki Hızır meselesi, geçmişe ve geleceğe yolculuk için ilginç bir örnektir. Aynı şekilde “cinler“in, “İkinci Sema“nın sınırlarına kadar yolculuk yaptıkları, burada “İkinci Sema“dan “dinleme” yapmak isterken kovulduklarıaçık bir şekilde ifade edilmektedir. “Cinler“in “İkinci Sema“nın sınırlarına yaklaşmaları için gidiş-geliş toplam süre; milyarlarca sene yolculuk yapmaları gerekiyor. Bunun ise, karadelikler olmadan başarılması mümkün gözükmüyor. “Cinler“in ne hızları ne de yaşam süreleri, Ku’ran ifadeleriyle, muhkem olan bu yolculuğu yapmaya, yetmez. Ancak, yolculuk yaptıkları da kesin.

Karadelikler
, uzay ve zamanda yolculuk için potansiyeller içermektedir. Ancak, genel görelik denklemlerinin çözümleri, oldukça kararsızgözükmektedir. Karadelik sansürüne hala büyük bir umut bağlanmaktadır.Çıplak tekillik, geçmişe yolculuk için potansiyel bir kapı olarak görülmektedir. Bilim-kurgu yazarlarına çok cazip gelen bu alan, gerçekte oldukça tehlikelidir. Böyle bir gücü elde eden bir dünyalının neler yapabileceğini tahmin etmek güç değildir. Ancak böyle bir yol, şimdilikkapalı gözükmektedir.

Gerçekte karadeliğe düşen astronot, ayaklarından çekilerek önce iplik gibi uzayacaktır. Astronotun, karadelikten kurtulması için ışıktan daha hızlıhareket etmesi gerekir. Adeta astronotiplik“, karadelik de “iğnenin deliği” olmuştur. Sonuçta birkaç saniye içerisinde paramparça olacaktır. Öyle kiastronot bu tekillikte moleküllere; molekül, atomlara ve atomlar daçekirdeklere parçalanacak. Hatta çekirdekleri ve tüm atom altı parçacıkları da parçalanacak ve ezilecektir. Neredeyse ezilmenin sonu yoktur. Yıldızlar, galaksiler ve evreni bekleyen son da budur. Sadece maddedeğil uzay-zamanın kendisi de bu akıbetten kurtulamayacaktır. Bu tekilliktebilgi de yok olmaktadır. “Bilginin korunduğu” fizik prensibi gibi diğer fizik yasları da burada işlememektedir.

Bir karadeliğin içine atlarsanız, parçacıklara ayrılırsınız. Acaba buparçacıklar, başka bir evrene veya bir köşesine taşınarak ortaya çıkmanız mümkün mü? Gerçek zamanda bir karadeliğe düşen astronotun atom altı parçacıklarının geçmiş tarihleri bu tekillikte yok olur. Ancak bu parçacıkların “sanal zaman“daki tarihleri devam eder. Yani başka bir evrende, “sanal” olarak ortaya çıkabilirler mi? Elbette şimdilik karadelikler yoluyla uzayda yolculukyapmak pek de güvenli görünmüyor.  

DÖNEN KARADELİKLER

Karadelikler, kendi eksenleri etrafında dönerler. Madde, karadeliğin içinde sarmal(burgulu) bir yol izler. Dönen karadeliklerçok daha yaygın olmakla beraber dönmeyen karadelikler de vardır. Aynı şekilde elektrik yükü olan, olmayan karadeliklerden söz edebiliriz. Karadelik oluşurken yıldızın kütlesi dönüyorsa, bu dönme karadeliğe miras kalır.

1967’de Werner İsrael, dönmeyen karadeliklerin çok basit yapıda olduğunu gösterdi. Karadeliğin çapının, kütlesinebağlı tam bir küre olduğu kanıtlandı. Roy Kerr ise, dönen karadelikleri tanımlayan çözümler elde etti. Büyüklüklerive biçimleri sadece kütlelerine ve hızlarına bağlı olan Kerr karadelikleri, sabit bir hızla dönmekteydiler. Dönme hızısıfırsa, karadelik tam bir küre biçiminde olacaktı. Daha sonra Carter, Hawking ve Robinson, dönen karadelikler içinKerr çözümünü sağladılar.

Böylece kütlesel çekimin yönettiği çöküşün sonucunda karadelik, bir dönme hareketi kazanır. Bu karadeliğinbüyüklüğü ve biçimi, çökerek onu oluşturan yıldızın kimyasal yapısına değil sadece kütlesine ve dönme hızına bağlı olacaktır. Karadelik, çöken yıldızın başka bir özelliğini taşımaz. Yani bunun anlamı, yıldızın yapısal özelliklerinin kaybolduğudur. Çöken yıldızın nasıl bir yıldız olduğu önemli değildir.

Sonuç olarak karadelik, yalnızca kütle, açısal moment ve elektrik yükü özellikleriyle tanımlanan kararlı bir duruma geçer. Karadeliğin bu son durumundan dolayı, “karadeliğin saçı yoktur” önermesi, çok kullanılan bir deyim olmuştur. Bu şu demektir ki, yıldızın kütlesel çöküşünde çok miktarda bilgi kaybından dolayı, karadelik “kel” kalmıştır. Bu son durum yıldızın, madde ve anti madde yapılı, küresel veya düzensiz şekilli olmasından bağımsızdır. Sonuçtakaradelikler, çok çeşitli yıldız yapılarının çöküşünden ortaya çıkmış olabilir.

KARADELİK RADYASYONU

1974’de Hawking, “karadelik ışıması“nı öngördü. Buna, “Hawking radyasyonu” da denir. Karadelik dışarıya ışık kaçırmıyordu ancakradyasyon yayıyordu. Penros’un düşünce deneyi ise, karadeliğinkendi ekseni etrafında dönme enerjisinin bir bölümünü dışarıya aktaracağını öngörüyordu.

Karadelik
, düzenli bir hızla parçacık yayar. Karadelik, yüzey kütlesel çekimiyle orantılı ve kütleyle ters orantılı bir sıcaklıkta, bir sıcak nesne gibi parçacık üretip, yayar. Bu, sonlu bir sıcaklıkta ısıl denge demektir. Nasıl oluyor da olay ufkunun içinden hiçbir şey dışarıya kaçamayacağı halde karadelik, parçacık yayınlargözüküyor? Yahut radyasyon, karadeliğin kütlesel çekim alanından nasıl kaçıp kurtuluyor? Bunun cevabı, belirsizlik ilkesininparçacıkların küçük bir uzaklık için ışıktan daha hızlı ilerlemesine izin vermesidir. Bu durum, parçacıkların ve radyasyonun olay ufkundan çıkmalarına ve karadelikten kaçıp kurtulmalarına imkân verir. Ancak karadelikten kaçan şey, içine düşen şeyden farklı olacaktır. Yalnızca enerji aynı olacaktır.

Kuantum mekaniği
, sürekli olarak çiftler halinde maddeleşen, ayrılan ve tekrar bir araya gelen ve biri birini yok eden “sanalparçacık veya antiparçacıklardan söz eder. Sanal parçacıklar, “gerçek” parçacıklar gibi, bir parçacık detektörüyle algılanamazlar. Ancak dolaylı etkileri ölçülebilir. Proton, nötron, elektron, kuark vs. bütün bu gerçekparçacıkların, anti-parçacıkları(sanal-melekut) mevcuttur. Fotonun anti-parçacığı ise kendisidir. Gerçek parçacıklarartı enerjiye, sanal parçacıklar eksi enerjiye sahiptir.

Bir çift parçacıktan birisi karadeliğe düşerken; diğerini olay ufkunun sınırında yalnız bırakabilir. Yalnız kalan parçacıkveya anti-parçacık, diğerinin arkasından karadeliğe düşebilir yahut kaçıp kurtuladabilir. Dışardan bakan bir gözlemci, onu, karadeliğin çıkardığı “radyasyon” olarak görür.

Karadeliğe
anti-parçacığın düştüğünü varsayarsak, bu sanal parçacık zaman içinde geriye gidecektir. Bu karadelikten çıkan ve zaman içinde geriye giden bir parçacık olarak düşünülebilir. Parçacık, anti-parçacık birleşmesiylemaddeleşme aşamasına gelince, kütlesel çekim alanı ona çarpar ve zamanda ileriye doğru yol alır.

Karadelik
küçüldükçe, sanal parçacığın gerçek parçacık olmadan önce alacağı yol kısalacaktır. Ve böylece karadeliğinparçacık yayınlama hızı artacak ve görünen ısı ortaya çıkacaktır. Karadeliğin yaydığı parçacıklar, karadeliğin kütlesiazaldıkça hızla artan bir sıcaklığı gösteren ısıl spektruma sahip olacaktır. Sonuçta, karadeliğe düşen iki eş parçacıktan biri içeride kalırken, diğeri dışarı kaçacak, karadelik buharlaşması yaşanacak ve karadeliğin kütlesi azalacaktır.

Örneğin elektron, kütlesel çekim nedeniyle karadeliğin içine çekilecek, pozitron(anti-elektron) kaçacaktır. Bu süreçte,karadeliğin sahip olduğu elektriksel yükün küçük bir bölümü yok olacak ve dönme momentinin çok az bir bölümü de dışarı taşınacaktır. Böylece karadelik, enerji kaybedecektir.

Kısaca ifade edecek olursak, bir karadelik parçacık ve radyasyon yayarken, kütlesi ve büyüklüğü düzenli olarakazalacaktır. Bu, daha fazla parçacığın dışarıya tünel açmalarını kolaylaştıracaktır. Böylece hızlı bir radyasyon yahutkaradelik buharlaşması yaşanacaktır. Ancak, büyük bir karadelikler için buharlaşma süresi oldukça uzun olacaktır.Güneş kütlesi kadar kütlesi olan bir karadelik, yaklaşık 1066 yıl yaşayacaktır. En sonunda karadeliğin kütlesel çekim alanı o derece azalmış olacaktır ki, karadelik artık kendini bir arada tutamayacaktır. Ancak, bir karadeliğinbuharlaşmasının en son aşaması o derece hızla ilerler ki, muazzam bir patlamayla son bulur.

KARADELİKLER VE BEBEK EVRENLER

“O zaman, karadeliğin içine düşen nesnelerin yahut bir uzay gemisinin akıbeti ne olur?” diye soran Hawking, kendi sorusuna şöyle cevap verir:

“Benim son çalışmalarıma göre; yanıt, düşen nesnelerin, bebek evrene gittikleridir. Evrenimiz, böylece başka birevrene dallanır. Bu bebek evren, tekrar bizim uzay-zaman bölgemize katılabilir. Bu ise, oluşan ve daha sonrabuharlaşan bir başka karadelik ve karadeliklerden uzay gezisine açılmış bir kapı gibi görünür. Yalnızca uygun birkaradeliğe doğru uzay geminizi yöneltirsiniz. Oldukça büyük olan bir uzay gemisi olsa daha iyi olur. O zaman, nereye gideceğinizi seçemezseniz de bir başka delikten tekrar ortaya çıkmayı umarsınız.

Ancak galaksiler arası yolculuk planında bir kusur var. Karadeliğe düşen parçacıkları alan bebek evrenlerde, sanal zaman söz konusudur. Sanal zaman, bilim-kurgu gibi gelebilir ancak bu iyi tanımlanmış bir matematiksel kavramdır.Gerçek zamanda karadeliğe düşen bir astronotun akıbeti kötü olur. Başındaki ve ayağındaki kütlesel çekim arasındaki farkla çekilerek iplik gibi uzar ve parçalara ayrılır. Vücudunu oluşturan parçacıklar bile hayatta kalamaz. Gerçek zamandaki geçmişleri bir tekillikte sona erer. Ancak astronotun parçacıkları, yayılan parçacıklar olarak yeniden ortaya çıkarlar. Böylece bir anlamda astronot, evrenin başka bir bölgesine taşınır. Ancak ortaya çıkan parçacıklar, pek fazlaastronota benzemezler. Karadeliğe düşen birisi için parola; ‘sanal düşün‘ olmalıdır. Bebek evrenler, uzay gezisi için, fazla yararlı olmasa da, ‘birleşik teori‘ bulma girişimi açısından önemli sonuçlar doğurur. Pek çok kimse, bebek evrenler üzerinde çalışmaktadır. Bu alan, çok heyecanlı çalışmalara yol açmıştır.”

MİNİ KARADELİKLER

Evrenin çok erken evresindeki düzensizliklerin çökmesiyle ortaya çıkan küçük kütleli karadelikler olabilir. KütleleriGüneş’ten daha küçük olan karadelikler, mini karadeliklerdir. Büyük patlamayla yaratılan madde, proton ve elektrongibi bildiğimiz biçimlere ek olarak, mini karadelikler biçiminde de ortaya çıkmış olabilir.

Kütlesi küçük bir dağ kadar (1015gr) olan bir karadelik, 10 milyar yılda; daha küçük kütleli karadelikler ise, çok daha kısa sürede buharlaşırlar. Bu küçük karadelikler şimdiye kadar buharlaşmış olabilirler. Ancak kütlesi bundan daha büyük olanların, röntgen ya da gamma ışıması yapmaları beklenir. Henüz bu karadeliklerle ilgili araştırmalar sonuç vermiş değildir. Bunların varlıklarının kanıtı olan etkileri bugüne kadar gözlemlenememiştir.

Ancak evrenin ilk dönemlerinden miras olarak, her biri bir dağ kütlesinde fakat bir proton boyutlarında olan çok sayıdamini karadelik kalmış olabilir. Eğer bir mini karadelik keşfedilecek olursa, mutlaka büyük patlamadan kalmış olacaktır. Çünkü yıldızlar 2,5 Mg’den(Güneş kütlesinden) daha küçük kütleli karadelik üretemezler.

Hawking, mini karadeliklerin çok daha hızlı buharlaştığını ve patladığını gösterdi. Bu mini karadeliklerin yarı çapı,10-13 cm, yaklaşık bir proton boyutundadır. Ağırlıkları ise, bir protondan bir milyar ton daha fazladır. Yani Everest tepesinin ağırlığına eşittir. Bunlar kara değil, on bin megavatlık bir güçle enerji yayan adeta beyaz deliklerdi.

AKDELİKLER

Evrenin başlangıç evresinde, gaz halindeyken; gaz kümelerine(bulutlarına) ayrışarak; yoğunlaşıp, gaz topaklanmalarının merkeze çöktüğünü, çökerken bir dönme(burkulma) ivmesi kazandığını ve arkasından da yıldızların ve galaksilerin ortaya çıktığını biliyoruz. Uzun bir zamanın sonunda ise, çok sayıda büyük kütleli yıldızların, kütlesel çekimin etkisiyle küçülerek; beyaz cüceler, nötron yıldızları ve karadeliklere dönüştüğü artık biliniyor.
Galaksilerin merkezlerinde ise daha büyük yıldızlar oluşabileceği için en büyük karadelikler muhtemelen bu merkezlerdedir.

Kümeleşme
özellikle karadelikler söz konusu olduğu zaman, entropideki aşırı artışı gösterir. Entropi, düzensizliğin birölçüsü olduğuna göre; seyreltik olan gazın düşük entropiyi; yoğun olan karadeliğin yüksek entropiyi göstermesi, bir çelişki olarak gözüküyor. Kütleçekim etkisi oluşturan böyle sistemlerde ters bir durum söz konusudur. Karadeliklerin birleşmesinden ortaya çıkacak olan karadeliğin tekillği ve entropisi elbette daha büyük olacaktır. Evrendeki tümkaradeliklerin birleşmesinden ortaya çıkacak olan karadeliğin tekilliği ve entropisi, elbette sonsuza yaklaşacaktır.Uzayzamanında son bulduğu böyle bir tekillik, evrenin çöküşünde gözlenebilir. Bu aynı zamanda uzay-zaman tekilliğidir.

Fizik yasaları, zaman simetrisine sahiptirler. Bu yüzden, içine düşenlerin kaçamadığı karadelikler varsa o zaman,şeylerin içinden çıktığı fakat içine düşemediği başka nesneler de olmalıdır. Bunlara ak(beyaz) delikler denebilir. Birkaradeliğin içine atlayan astronotun bir başka yerde bir akdelikten çıkabileceği düşünülebilir. Bazı kuramcılara göre,dönen ve elektrik yükü olan karadeliğin diğer ucunda akdelik vardır. Karadeliğe düşen bir şey, diğer taraftanakdelikten başka bir uzaya püskürür. Kara ve akdelikleri birleştiren tüneller, “kurt delikleri” olarak adlandırılıyor.Karadelik tekilliğini içeren bu kurt delikleri, zamanda yolculuk tünelleri olarak görülüyor. Işık hızıyla milyarca senede gidilebilecek bir galaksiye veya evrene çok kısa bir zamanda yolculuk vaad ediyor. Sıradan, dönmeyen karadeliklerinkurt delikleri ya olmuyor ya da kararsız oluyor.

Einstein’in kütleçekim denklemlerinin bir özelliği de, zaman içinde sürekli olmalarıydı. Yani genel görelik teorisinin,karadeliğin içine düşme ve akdelikten çıkmanın çözümleri mevcuttur. Ancak daha sonraki çalışmalarda, bu çözümlerindengesiz olduğu görülmüştür. En küçük etki, karadelikten beyazdeliğe giden kurt deliğini tahrip edebilir.
Akdelik, hiçbir şeyin içine giremeyeceği bir tekil noktaydı. Sanalnur noktası“. Karadelik çekip-yutarken; akdelik, püskürtüp-ortaya çıkarıyor. Karadelik yok ederken, akdelik var ediyor.

Sonuç olarak, zamanın yönünü tersine çevirdiğimizde, “büyük patlama“yı temsil eden bir başlangıç uzay-zamantekilliğinin kaçınılmaz olduğunu görürüz. Bu kez tekillik, tüm maddenin ve uzay-zamanın yok olmasını değilyaratılmasını temsil eder. Bu bir akdelik tekilliğidir. Bu iki tekillik arasında, tam bir zaman simetrisi vardır. Başlangıç türü tekillik (akdelik) ki; bunda uzay-zaman ve madde yaratılır. Sonuç türü tekillik(karadelik) ki bunda, uzay zamanve madde yok olur.

KARADELİKLERİN BAZI ÖZELLİKLERİ

En basit karadelik, yalnızca kütlesi tarafından belirlenir. Bu karadelikler için kütle, ölçülebilir tek büyüklüktür. Dönenkaradelikler ise kütleye ek olarak iki özellik tarafından belirlenir:
a) Açısal momentum
b) Elektrik yükü.

Bu büyüklükler, karadeliğin çevresinde dönen parçacıkların yörüngelerinin incelenmesiyle ölçülebilir. Kimyasal yapıise, belirleyici değildir. Karadeliği oluşturmak üzere nasıl bir maddenin çöktüğünün önemi yoktur. Karadeliklerin, dikkatimizi çeken bazı özellikleri:

1) Karadeliklerin varlığını çevrelerindeki gök cisimleri üzerindeki etkilerinden anlayabiliriz. Kendileri görünmez olankaradelikler, çevrelerinde dönen yıldızların hızlarını artırırlar. Karadelik başka bir yıldızla bir çift yıldız sistemioluşturuyorsa etkileri fark edilebilir. Bu durumda, şiddetli xışınları ve radyo dalgaları yayarlar. Eğer karadelik yıldızına yeterince yakınsa, evrimleşerek kırmızı dev haline gelen eş yıldızın atmosferindeki gazların bir bölümükaradelik tarafından yutulabilir. Bu gazlar, önce karadeliğin çevresinde sarmal hareketlerle bir disk oluşturarak,karadeliğin yüzeyine düşerler. Gaz düşerken çok ısınır ve x-ışınları yayar. Adeta karadelikler eşlerini soyarlar.

2) Galaksi merkezinde bulunan dev karadelikler, etraflarındaki gaz bulutlarına güçlü çekim uygulayarak, büyük bir hızla döndürürler ve kendilerini belli ederler. Bu karadelikler, zamanla çevreden çaldıkları gaz ve yıldız artıklarıylabeslenirler. Buradaki madde, olay ufkunda kaybolmadan önce çok yüksek sıcaklıklara kadar ısınır.

3) Galaksi
çekirdeklerinde birbirlerine çok yakın yıldızlar çarpışarak parçalanırlar. Ve enkazları, karadelik için birbesleme kaynağı olur. Merkezdeki canavar artık beslenmediğinde, çevresindeki kütle aktarım diski kaybolur ve süper kütleli karadelik galakside hemen hiçbir iz bırakmaz.

Bu sebeple, süper kütleli karadelikleri aramak için en uygun yerler, yakın galaksilerin çekirdekleridir. Aktif galaksi çekirdeklerinin güç kaynakları muhtemelen karadeliklerdir. Merkezdeki etkinliğin yakın görüntüsü, radyo yayınıfışkırmalarıdır. Fışkırmalarının kaynağı, merkezde süper kütleli bir karadeliğin varlığıyla açıklanabilir.

Nötron yıldızı
ve beyaz cüce gibi yıldızlar enerji üretemezler. Nötron yıldızlarının katı bir yüzeyleri var ve bu yüzeydemadde biriktirebiliyorlar. Karadeliklerde böyle sert bir yüzey yok ve olay ufkuna giren madde ve ışınım evreni terk ediyor.

4) Şayet, karadelik oluşturmak için çöken madde net bir elektrik yüküne sahipse, ortaya çıkan karadelik de aynı yükü taşıyacaktır. Benzer şekilde, şayet çöken madde açısal momente sahipse, ortaya çıkan karadelik dönüyor olacaktır. Hatırlanacağı üzere bir karadelik, çöken maddenin elektrik yükünü, açısal momentini ve kütlesini hatırında tutarken, bunların dışında her şeyi unutur. Zira bu üçü, uzun erişimli alanlarla bağlantılıdır.

SONUÇ: KARADELİKLER NE SÖYLÜYOR?

1) Sonsuz yoğun ve sonsuz ince bir “nur” noktasından, bir “nur(akdelik) patlaması“yla yaratılan; yüz milyarlarcagalaksi ve her bir galakside, yüz milyarlarca yıldızlardan oluşan bu muazzam evren; çökecektir, ezilerek adeta yok olacaktır. Karadelikler, maddenin ezilereksonsuz incelmesi“nin açık kanıtlarıdır.

2) Evrenin başlangıcı büyük patlamadır, sonu ise büyük çöküş olacaktır. Karadelikler, evrenin “büyük çöküşü“nün apaçık delilleri, alametleri ve işaretleridir. Bir bilim adamının söylediği gibi: “Eğer bir yıldız, çatırdayarak kendi üstüne çökebiliyorsa, neden tüm evren de çökmesin?”

3) Genişlemekte olan bu muazzam evren, kütlesel çekimin etkisiyle geriye dönmeyebüzülmeye başlayacak; adeta bir balonun sönmesi yahut bir kâğıdın avuç içinde dürülmesi gibi galaksiler biri birlerine yaklaşmaya başlayacaktır. Bir taraftan her bir galaksi kendi merkezlerindeki dev karadelikler tarafından yutulurken; diğer yandan galaksilerindönüş hızı gittikçe artacaktır. Sonuçta, milyarlarca galaksi, süper dev karadeliklere dönüşürken; karadelikler, “sonsuza yaklaşan hızla” kafa kafaya gelecek ve hiper dev bir karadeliğe dönüşecektir.

İşte bu, “büyük patlama“ya hazır maddenin, sonsuz incelerek madde olmaktan çıktığı “nur(akdelik) noktası“dır. Sonsuz yoğun, sonsuz ince, sıfır boyutlu, sıfır hacimli ve patlamaya hazır “nur” noktası. İşte Yaklaşan “Saat” budur. İşte “Kıyamet“ten sonra “Kıyamet” budur. İşte bu “an“, Evrenlerin Rabbi olan Sonsuz Yüce Allah‘ın, Gökleri ve Yerleriyeni baştan yaratacağıan“dır. İşte “Kıyamet“in arkasından beklenen ikinci ve “Son Büyük Patlamaanı. İşte bu “an“da,Cennetler-cehennemler yeniden yaratılacak ve ebedi kalacaklar.

4) Bilinmelidir ki, karadelikler üzerinde yapılan araştırmalar, sadece evrenin başlangıcına ve sonuna değil, fizik yasalarının ve fizik ötesi(sanal-melekut) evrenlerin anlaşılmasına da ışık tutuyor. Bu araştırmalar ilerledikçe, evreni yöneten yasaların birleşimi ve en basit hali olan “her şeyin kuramı“; yani kütlesel çekim yasasını kuantum kuramına bağlayan “teori” acaba ortaya çıkacak mıdır? Belki de. Bugün bilim dünyası, “altın iyonları“nı çarpıştırarak, “yapay büyük patlama” deneyleri düzenlemeye çalışıyor. Biz inanıyoruz ki, Allah, ayetlerini yakın gelecekte, “enfüsümüzde ve afakımızdaapaçık göstermeye devam edecektir.

Nisan, 2008 Dr. Halil Bayraktar
yaklasansaat.com

Kaynaklar:
1) Roger Penrose, Kralın Yeni Usu III/ Us Nerede? çev. Tekin Dereli, TÜBİTAK, Oxford, 1989.
2) Stephen W. Hawking, Zamanın Kısa Tarihi, çev. Dr. Sabit Say , Murat Uraz, Milliyet Yy, 1988.
3) Stephen W. Hawking, Karadelikler ve Bebek Evrenler, çev. Nezihe Bahar, Sarmal Yy, 1994.
4) Stephen Hawking, Roger Penrose, Uzay ve Zamanın Doğası, çev. Prof. Dr. Umur Daybelge, Sarmal Yy, 1996.
5) John Baslough, Hawkıng’in Kuramına Giriş, çev. Osman Bahadır, Sarmal Yy, 1991.
6) Stephen W. Hawking, Zaman ve Uzayda Gezinti, çev. Pınar Baldıran, Alkım Yy.
7) Stephen W. Hawking, Ceviz Kabuğundaki Evren, çev. Kemal Çömlekçi, Alfa Yy, 2002.
8) Joseph Silk, Evrenin Kısa Tarihi, çev. Murat Alev, TÜBİTAK, 1997.
9) Roland Omnes, Evren ve Dönüşümleri, çev. Sacit Tameroğlu, H. Vehbi Eralp, İzdüşüm Yy, 1994.
10) John Barrow, Evrenin Kökeni, çev. Sinem Gül, Varlık/Bilim Yy, 1998.
11) J. Richard Gott, Einstein Evreninde Zaman Yolculuğu, Editör Prof. Dr. Cengiz Yalçın, çev. Erdem Kamil Yıldırım, Arkadaş Yy, 2005.
12) George Gamow, Güneş Diye Bir Yıldız, çev.Gülen Aktaş, Reşit Canbeyli, İstanbul 1982.
13) George Gamov, 1-2-3 Sonsuz, çev. C. Kapkın, Evrim Yy, 1995.
14) İsaac Asimov, Asimov Açıklıyor, çev. Aykut Göçer, Bilim Sanat Yy, 1984.
15) Steven Weinberg, İlk Üç Dakika, çev. Zekeriya Aydın, Zeki Aslan, TÜBİTAK, 1996.
16) Heinz R. Pagels, Kozmik Kod(Kuantum Fiziği), çev. Nezihe Bahar, Doruk Yy, 2003.
17) Mary Gribbin-John Gribbin, Zaman ve Uzay, TÜBİTAK, 1999.
18) Martine Castello, “Sciences et Avenir“, çev. Hanaslı Gür, Bilim ve Teknik, Kasım 1984.
19) Jean- Louis Lavallard, “Sciences et Avenir“, çev. Dr. Hanaslı Gür, Kamil Efil, Bilim ve Teknik, Kasım 1998.
20) Bilim ve Teknik, Raşit Gürdilek, Kasım 1999.

BEŞİNCİ BOYUT

Astrofizikçiler ve kozmoloji bilimcileri sanki bu dünyaya ait olmayan, ama yine de onu tanımlamaya ve kökenini bulmaya yarayan teoriler üretmek konusunda ustalar. Bu işi yaparken de ayakları yerden kesiliyor ve soyut matematikle tasarlanmış modellerle ilgi çekmeye çalışıyorlar.

Bu şaşırtıcı teorilerden biri, şimdi bazı kozmoloji bilimcilerin bile aklını karıştıracağa benziyor. Rutgers Üniversitesi’nden Charles R.Keeton ve Duke Üniversitesi’nden Arlie O.Petters, beş boyutlu kütle çekim teorilerinden birini kanıtlamaya yardımcı olabilecek matematiksel bir model geliştirdiler.

Bu iki bilim adamının teorik tasarımı göreceli olarak yeni olan ve “Randall-Sundrum braneworld gravitiy model” olarak adlandırılan bir teoriye uzanıyor. Bu kuram görülebilir üçboyutlu evrenin,daha büyük olanın içine yerleştirilmiş bir zardan oluştuğuna dayanır. Yani denizde yüzen bir yosun gibi. “Branewold evreni” kozmosunda, genel görelilik kuramında açıklandığı gibi üç uzay boyutu ve bir de zaman boyutu değil, dört uzay ve bir zaman (artı uzay zaman) olmak üzere beş boyut var.

Teoriye kanıt/_newsimages/2325675.jpg

Aslında burada şaşılacak pek bir şey yok gibi. Sonuçta astrofizikçiler geçmişte de kozmolojik tasarımlarına biraz gizem katmak için ilave boyutlardan yararlandılar, ama bu sefer durum farklı.

Keeton ve Petters ilk kez bilinmeyen dördüncü uzay boyutu ve dolayısıyla da “Braneworld teorisinin” kanıtlanabileceğini sanıyorlar. Bunun için yeni düzenlenmiş matematiksel modeli, astronomik gözlemlerle belirlenen kozmolojik efektlerin birleştirilmesi yeterli.

Böylece, uzayda dördüncü bir uzay boyutunun bulunduğu kanıtlanabilir ki bu da dünya hakkında bildiklerimizi felsefi açıdan da değiştirebilir diyor Petters, Physical Review D. (Phys.Rev.D 73, 104032 (2006), http://scitation.aip.org) .

Bir zamanlar Harvard Üniversitesi fizikçileri Lisa Randall ve Raman Sundrum tarafından geliştirilen “Randall-Sundrum braneworld gravity” modeli,evrendeki kütle çekiminin ne şekilde biçimlendiğini açıklıyor. Genel görelilik kuramının aksine “Braneworld teorisi” ilk patlamadan sadece birkaç saniye sonra temel parçacıkların topaklanmasıyla minik karadeliklerin oluştuğunu söyler.

Buharlaşmış olmalı

Fakat genel görelilik kuramına göre bu ilkel karadelikler, Hawking ışıması nedeniyle çoktan buharlaşmış olmalılardı. Oysa Braneworld modeli en küçüklerinin günümüze kadar hayatta kaldığını öne sürer.

Küçük bir asteroitin kütlesine sahip ama buna karşın bir atom çekirdeğinin büyüklüğünde olan hipotetik oluşumlar, yani karadelikler için küçük tanımı aslında pek de uygun düşmemekte. Astrofizikçiler evrenin %23’ünün karanlık maddeden oluştuğunu tahmin ediyorlar.

İki astrofizikçinin hesaplarına göre dünyamıza en yakın Braneworld karadeliği Plüton’un yörüngesinde olabilir. Braneworld karadelikleri galaksimizdeki kara maddenin %1’ini oluştursalar bile güneş sistemimizde bunlardan binlercesi olabilir diyor Petters.

Minik karadeliklerin oluşumu için uygun koşullar yaratan gizli boyutun bulunabilmesi için Braneworld karadeliklerinin elektromanyetik ışın üzerindeki efektlerin gözlemlenmesi gerekiyor.

Bunun için mesela uzay- zaman yapısını dev karadeliklerden farklı bir biçimde büken minik karadeliklerin karakterini izlemek gerekiyor. Küçük olmaları nedeniyle, araştırmacılar tarafından beşinci boyutu yakalamaya izin verecek olan bir katalizör olarak görülüyorlar.

Beşinci boyut kestirme yolu

Bu efekt, ilave uzay boyutunun, karadeliğin ışıma hızını değiştirmesini açıkça göstermekte. Buradan çıkan neticeyi her astronom görebilir: Karadeliklerin buharlaşması iyice yavaşlıyor ve karadelikler çok daha uzun yaşıyorlar.

Beşinci boyuta giden en kestirme ve en hızlı yol, bu iki bilim adamına göre Dünyadan diğer galaksilere “yolculuk eden” ışının analizini izlemeli.

Çünkü Dünyadan yola çıkan ışın, Dünyanın yakınında küçük bir karadelikten geçtiğinde, karadeliğin kuvvetli kütle çekimi nedeniyle bir kütle çekimi mercek etkisi oluşmakta.

Bu etki bir yıldızın, Dünyanın görüş alanında ve arka plan yıldızından uzakta bulunan bir yıldızın yanından geçmesiyle oluşmakta.

Bu harekete bağlı olarak, arka plan yıldızının ışığı karakteristik bir biçimde kütle çekim merceği etkisince güçlendirmekte. Ve Keeton’a göre bu etki başarıya giden bir anahtar olabilir. Braneworld karadelikleri tarafından oluşturulan bu tür kütle çekim merceği etkilerini aramak için en iyi yer gamma ışını patlamasıdır diyor Keeton.

En yoğun enerjili olay

Gamma ışını patlamaları (Gamma ray bursts/GRB) evrenin en parlak ve en yoğun enerjili “olayları” olarak bilinmekte.

Ve evrenden birkaç saniye içinde tahmin edilemeyecek kadar yoğun bir enerjiyle geçtikleri için de, modern astronominin en büyük bilmecelerinden biridir.

Dünyamızdaki uydular ortalama olarak iki ila üç günde bir gamma ışını patlaması kaydediyorlar. Bu ultimatif enerji kaynakları birkaç saniye içinde, yıldızımızın yaşam boyu verebileceği kadar enerji soğuruyorlar.

Araştırmacılar artık gamma ışını patlamalarında açığa çıkan enerjinin, dalgaların bir kayaya çarpışı gibi karadeliklere çarptığını düşünüyor. İşte bu süreç sırasında oluşan girişimlerin Ağustos 2007 tarihinde Dünyamızın yörüngesine yerleştirilecek “Gamma-ray Large Area” uzay teleskopuyla (GLAST) kanıtlanabileceğine inanıyor, astrofizikçiler.

Hipotez doğruysa

Halihazırda Dünyamızın yörüngesinde çalışmaya devam eden gamma ışını uyduları, söz konusu teoriyi kanıtlayacak kadar hassas değiller. Oysa GLAST, gamma ışını patlamalarına ait ışığın periyodunu (ışığın dalga boyunda hareket ettiği zaman) kesin bir şekilde kaydedebilecek güçte.

GLAST teleskopundan alınan ilk verilerle böylece astrofizikçiler, her minik karadeliğin kütle çekimiyle oluşturduğu girişim motifini inceleyebilecekler.

Karadelik yüzünden bükülen ışık, enerji tayfını altı üst ederek bazı bölgelerde çok,diğer bölgelerde ise çok foton bulunmasına yol açarlar. Bilim adamları bekledikleri sinyali görebilirlerse bu minik karadeliklerin varlığı açıklanmış olacak.

Ama bu da henüz bir başlangıç olacak astrofizikçiler için. Çünkü bu şu anlama geliyor diyor Petters: “Braneworld teorisi doğruysa, uzayın dördüncü boyutunun izlerini taşıyan çok sayıda braneworld karadeliği de vardır.”

Reklamlar