Kara delik nedir?


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. Bu tür nesneler ışık yaymadıklarından kara olarak nitelenirler.

Evren’de her şeyin birbirini çekmesine neden olan kuvvete evrensel kütleçekim kuvveti denir. Bu kuvvet sayesinde, Samanyolu’ndaki yüz milyarlarca yıldız bir arada durur, Güneş’in ve gezegenlerin bütünlüğü (onları oluşturan maddelerin birbirine bağlı kalması) korunur, gezegenler Güneş’in çevresinde döner ve yörüngelerinde kalırlar ve biz de Dünya’nın yüzeyinde dururuz.

Yüzlerce yıl boyunca bilim insanları bu gizemli kuvvetin etkisini ve gücünü araştırmıştır. Ama Albert Einstein’a kadar kimse onun nedenini açıklayamamıştır. Einstein’ın açıklaması da oldukça şaşırtıcıdır. Ona göre kütleçekim, nesneleri birbirine çeken bir kuvvet değildir; o yalnızca uzay-zamanın yapısından kaynaklanan bir sonuçtur. Çünkü nesneler Evren’in geometrisine şekil verir ve Evren’in geometrisi de nesneleri birbirine iter.

Karadelik, teleskop veya radyoteleskop gibi hiçbir fiziki gözlem aletiyle varlığı keşfedilemeyen, ancak etrafında meydana getirdiği tesir ve değişikliklerle teşhis edilebilen, çekim gücü sonsuza yakın olduğu için ısı, ışık ve ses dahil herşeyi yutan son derece yoğunlaşmış küçük bir uzay sahası.

Einstein’in genel görelilik kuramı, Evren’e bakışımızı tümüyle değiştirmiş, onu daha iyi algılamamızı sağlamıştır. Ne var ki bu güçlü kuram sayesinde, aynı zamanda o ana değin hiçbir bilim insanının düşünemeyeceği kadar garip bir nesnenin de Evren’de var olabileceği fark edilmiştir. Kütlesi çok büyük ama hacmi de çok küçük olan bir nesne, Einstein’ın uzay-zaman diye adlandırdığı Evren’in geometrik yapısını aşırı miktarda eğebilir. Bunun fark edildiği ilk dönemlerde böylesi “kuramsal” bölgelere karadelik adı verilmiştir.

Gerçekten de karadelikler kütleçekim kuvvetinin aşırı hissedildiği yerlerdir. Onlar büyük kütleli yıldızların öldükten sonra aldıkları haldir: Yıldızın içerdiği maddelerin büyük bölümü süpernovayla birlikte uzaya dağılırken geride birkaç Güneş kütlesinde bir karadelik kalır.

Karadelikler de tıpkı gezegenler ve yıldızlar gibi kendi eksenlerinde döner. Kuşkusuz pratik olarak hiçbir zaman bir karadeliğin içinde ne olduğu bilinemeyecek. Ancak onların varlığını öngören kurama göre, bir karadeliğin merkezinde uzay-zamanda bir delik açılmış gibidir. Dolayısıyla uzay-zamanın dışında bir bölgedir ve orada kütleçekim kuvveti, uzay ve zamandan söz edilemez. Böyle bir noktaya fizikte “tekillik” denir. Tekillik, bilim insanlarının ne düşünmeleri gerektiğini pek de bilemedikleri bir konudur.

Evrende, bir karadelikten daha büyük, güçlü veya korkutucu başka bir şey yoktur. Karadelikler gezegenleri, yıldızları ve yanlarına yaklaşan her şeyi yutarlar. Fizikçilerde sonu gelmeyen başağrıları oluştururlar çünkü karadelikler her türlü fizik kuralını alt üst ederler.Bilinen bir gerçekte, karadeliklerin evrenin gelişmesinde baskın rol oynadıkları ve evrenin kurallarını koyduklarıdır.

Yeryüzünde havaya fırlatılan bir taş yükselir yükselir, bir noktaya geldiğinde durur ve sonra düşmeye başlar. Taş, yukarı doğru ne kadar hızlı fırlatılırsa, o kadar yükseğe çıkar ve sonra düşer. Taşın, Dünya’nın kütleçekim kuvvetinin (ki biz buna yerçekimi diyoruz) etkisinden kurtulup uzayda ilerleyişini sürdürmesi, yani geri düşmemesi için saniyede yaklaşık 11,2 km’lik (saatte 40.000 km) bir hızla yukarı doğru fırlatılması gerekir.

Bir gökcisminin kütleçekim kuvvetinden kurtulmak için gereken hıza “kaçış hızı” denir. Üzerinde durulan gezegenin ya da gökcisminin kütlesi büyüdükçe, ondan “kaçış hızı” da artar. Örneğin Güneş’in kütleçekim etkisinden kurtulup onun yüzeyinden uzaya kaçabilmek için saatte 2,2 milyon kilometrelik bir hıza ulaşılması gerekir. Bu durum karadelikler için de geçerlidir. Bir karadeliğe yaklaşıldıkça uzay-zamanın eğikliği artar. Bir başka deyişle kütleçekim etkisi daha çok hissedilir. Dolayısıyla bulunulan noktadan geri dönmek için daha yüksek hızlarla kaçmak gerekir. Ancak her karadeliğin kütlesine bağlı olarak değişen öyle bir uzaklık vardır ki, karadeliği küre şeklinde kuşatan bir sınırdır bu, o noktadaki bir nesne artık Evren’deki en yüksek hız olan ışık hızına bile ulaşsa, karadeliğe düşmekten kendini kurtaramaz. Bu uzaklığa “olay ufku” denir. 10 Güneş kütlesindeki bir yıldız, karadeliğe dönüştüğünde, yaklaşık 30 km çapında bir olay ufku olur.

Karadeliğin ne kadar ağır ve yoğun olduğu hakkında bir fikir edinebilmek için Dünya’yı hayal edin ve şimdi onu sıkmaya başlayın. Öylesine şıkıştırın ki atomlar bile içlerine çöksün.

Bütün nesneler uzay-zamanı eğer. Uzay-zamandaki eğiklik, gökcisimleri onların yakınından geçerken izledikleri yolun, sanki bir kütleçekim kuvvetiyle çekiliyormuşçasına sapmasına yol açar. Karadelikler uzay-zamanı aşırı eğer; çünkü bütün kütleleri tek bir noktada toplanmış gibidir.

Olay ufkunun ötesinde uzay-zamanın yapısı normaldir; daha doğrusu olay ufkundan uzaklaştıkça uzay-zamanın eğikliği azalır, normalleşir. Bir başka deyişle karadelikler aslında çevrelerindeki her şeyi yutan dev canavarlar değildir. Eğer Güneş Sistemi’nin merkezinde Güneş’in yerinde aynı kütlede bir karadelik olsaydı, Güneş Sistemi’nin üyeleri, bu değişikliğin hiç de farkında olmadan merkezdeki nesnenin çevresindeki yörüngelerinde dönüşlerini sürdürürlerdi. Karadeliklerin “korkunçluk”ları yakın çevreleri için geçerlidir.

Karadeliğin yoğun çekim gücü her şeyi aşağıya doğru, merkezindeki inanılmaz küçücük bir noktacığa kadar çeker. Bilim insanları buna ”Tekillik” diyorlar. Tekillik, sonsuz çekim gücüne sahip bir noktadır. Uzayın ve zamanın anlamını yitirdiği bir nokta. Karadeliğin merkezinde nelerin olup bittiği gerçekten bilinmiyor.Yoğunluklar çok yüksek ve bilinen fizik kanunlarını da ortadan kaldırıyor. Tekillik basitçe ”Bilmiyorum” ya da ”Hiç bir fikrim yok” demenin bir diğer yolu. Şimdi bile bilim insanları bu soruya cevap veremiyorlar.

Bilim insanları yaptıkları son araştırmalarda karadeliklerin çok daha büyük olduklarını keşfettiler. Bunlara ”Süper Kütleli Karadelikler” deniyor. Güneş sistemimizle aynı boydadırlar ve bir tanesi de galaksimizin kalbinde bulunuyor. Güneş Sistemi, Samanyolu Galaksisi’ndeyer alıyor. Güneş’in de dahil olduğu milyarlarca yıldızdan oluşan tamamı gizemli bir bölgenin tam merkezinde ve etrafında dönüyorlar. Ay, Dünya’nın etrafında dönüyorsa yada Dünya Güneş’in etrafında dönüyorsa o zaman Güneş neyin etrafında dönüyor ? Belki de Samanyolu Galaksimizin tam merkezinde bir karadelik vardır. Ancak gerçekte bir karadeliği görmemiz mümkün olmadığından yapılabilecek en iyi şeybıraktığı izleri takip etmektir.

Astronomlar kızılötesi teleskoplar kullanarak galaksimizin merkezine baktıklarında çok yoğun bir şekilde kenetlenmiş milyonlarca yıldız gördüler ancak merkezde ne olduğunu göremediler. Galaksinin merkezindeki yıldızlar saatte milyonlarca kilometre hızla hareket ediyorlardı ve galaksinin merkezi olağan dışı bir ortam sergiliyordu. Yıldızların hareket ettiği hızlar, galaksinin her hangi diğer bir bölgesinden çok daha fazlaydı. Bu ise bir karadeliğin varlığının kesin göstergesiydi. Görünmez bir güneşin etrafında yarışan gezegenlergibi görünüyorlardı ancak bunlar gezegen değil yıldızdı.

Bu denli büyük kütleli yıldızları böylesine sıkışık yörüngelerde bu hızlarda döndürmek, ciddi bir çekim gücü gerektirir. Evrende böylesine güçlü çekebilecek tek bir şey vardır o da süper kütleli bir karadelik. Bu da Güneş’in 4 milyon katında kütleye sahip bir karadeliğin galaksimizin tam kalbinde yerleştiğinin bir göstergesidir.

Galaksimizdeki her şey, Güneş Sistemi’miz de dahil bir süper kütleli karadelik etrafında dönüyor. Ancak Samanyolu, evrende, ortasında bir karadeliğin bulunduğu tek galaksi değildir. Evrendeki çoğu galaksinin merkezinde birer süper kütleli karadelik bulunmaktadır.

Kaçış hızı, ışık hızı olacak denli büyük kütleli nesnelerin var olabileceği düşüncesini ilk kez yerbilimci John Michell 1783’te ileri sürmüştü. 1796’da ünlü matematikçi Laplace Markisi Pierre-Simon da yazdığı kitabında aynı görüşe yer verdi.

Ne var ki bu tür “kara yıldız”lar, 1800’lü yıllarda bilim gündeminde hiç yer almadı. 20. yüzyılın başında Einstein’ın geliştirdiği genel görelilik kuramı, Evren’de bu tür nesnelerin bulunabileceğini öngörüyordu. 1916’da Karl Schwarzschild bunu fark etti. Yine de izleyen 50 yıl boyunca karadelikler hep kuramsal nesneler olarak ele alındı. Ne var ki yine kuramsal nesneler olduğu düşünülen nötron yıldızlarının il

örnekleri 1960’lı yılların ikinci yarısında keşfedilmeye başlanınca, karadeliklerin de gerçek olabileceği gündeme geldi. Hiç kimse bir karadelik görmemişti ve göremeyecekti. Ama zamanla üzerinde görüş birliğine varılan dolaylı kanıtlar, karadeliklerin varlığını ortaya koydu.

Kara delikler kendi ışıklarını yaymazlar be sebepten isimleri “Kara Delik“tir

Gökbilimciler uzun bir süre radyoteleskoplu gözlemlerin sonuçlarına dayanarak gökadaların merkezlerinde de büyük birer karadelik olabileceğini düşündüler. Sonra bunun doğru olup olmadığını kanıtlamak için en yakın örneği, Samanyolu’nun merkezini, özel teleskoplarla gözlemeye başladılar. Yıllar süren gözlemlerin sonucunda elde edilen verilere göre, Samanyolu’nun merkezinde yaklaşık dört milyon Güneş kütlesinde bir süper karadelik olduğunu anlaşıldı. Samanyolu’nda yer alan bütün yıldızlar -bunlara Güneş de dahildir- gökadamızın merkezindeki bu süper karadeliğin çevresinde dönmektedir.

Artık neredeyse bütün gökadaların merkezinde birer süper kütleli karadelik olduğu düşünülüyor. Yapılan gözlemlere göre, bu karadeliklerin kütlelerinin de gökadanın toplam kütlesinin binde biri dolayında olduğu ve gökadaların hem oluşumunda hem de gelişiminde önemli roller oynadıkları tahmin ediliyor.

Süper kütleli karadeliklerin yanı sıra, bütün gökadalarda milyonlarca “normal” karadelik bulunduğu da kabul ediliyor. Karadeliklerin gerçek nesneler olduğu düşüncesinin ilk çıktığı dönemlerde, bilim insanları arasında onların ender rastlanan, sıra dışı yapılar olduğu ve hiç açıklanamayacakları kanısı egemendi. Artık yaygın olan düşünce, karadeliklerin Evren’in en temel öğelerinden olduğu ve onun gelişimini de önemli şekilde etkiliyor olabileceğidir.

   

0 Comments

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.