Kara delik nedir? Kara delikler hakkında her şey!

Yer çekiminin sonsuz güçte olduğu bir küre hayal edin. Simsiyah görünen bir küre. Işık saçmıyor; ışığı yansıtmıyor. İçerisinde neler oluyor bilmiyoruz.

Evrendeki en tuhaf, en güçlü, en akıllara durgunluk veren şey.

Kara delikler.

İnsanlar yıllarca varlığına inanmadı. Doğa böyle işlemez, işleyemez dedi. Evet onları gözlemleyemediler. Fakat çevrelerine olan etkilerini keşfetmeye başlayınca anladılar ki onlar gerçek.

Onlar evrenin en büyük sırrı. Görünmüyorlar ancak çok güçlüler. Bir galaksiyi bile parçalayabilirler. Zaman bile onların etkisiyle yavaşlar, anlamını yitirir.

Olay ufku

Kara deliklerin üzerinde olay ufku denen bir nokta var. Tek yön yol gibi. Bu çizgiyi geçen hiçbir şey geri dönemez. Saniyede 300 bin km hızla giden ışık bile…

Kara deliklerin içinde madde yok mu oluyor? Başka bir evrene mi geçiyor? Bilmiyoruz. Tek bildiğimiz şey kara delik madde yuttukça olay ufku daha da genişliyor. Genişledikçe daha da güçlü çekim alanına sahip oluyor. Olay ufkunun ötesinde zaman ya çok yavaş akıyor ya da hiç akmıyor, bilmiyoruz.

Gerçeğin, bilim kurgudan daha inanılmaz olduğu bir dünyaya hoş geldiniz!

Kara delikler kozmik aspiratörler değildir

Arkadaşlar kara deliklerle ilgili bilmeniz gereken bir şey var ki o da şu:

Kara delikler her şeyi içlerine çeken bir çeşit kozmik aspiratör değildir. Eğer Güneş’in yerine onunla aynı kütlede bir kara delik koymuş olsaydık gezegenler aynı şekilde yörüngelerinde dönmeye devam ederlerdi. Fakat yaşam gelişemezdi elbette. Donardık.

Evrendeki bilinen en büyük kara delik

Kara deliklerle ilgili korkutucu olan şey şu:

Çok büyük olabiliyorlar. Ama öyle sandığınız gibi değil. Çok çok büyük!

Evrende bilinen en büyük süper kütleli kara delik Güneş’in 66 milyar katı kütleye sahip olan TON-618.

Evet. Yanlış duymadınız!

Bu kütleyi beynimizin algılaması oldukça güç olduğundan şöyle bir karşılaştırma yapalım. Bırakın Güneş’i ya da Güneş Sistemini, Samanyolu Galaksisi’nin tamamının kütlesi, 64 milyar Güneş kütlesine eşit. TON-618 bundan bile daha büyük bir kütleye sahip. Gerisini siz düşünün. Belki de ona süper kütleli değil, ultra kütleli kara delik demeliyiz.

Kara deliklerin var olduğunu nereden biliyoruz?

Peki madem bu kadar büyük olsalar bile onları göremiyoruz, o zaman var olduklarını nereden biliyoruz?

Şöyle ki: Eğer dolaylı gözlem teknikleri sayesinde çevrelerinde gerçekleşen olayları görebilirsek ki görebiliyoruz, kendilerinin de var olduğunu anlayabiliyoruz.

Mesela şu etraflarındaki parlak halka var ya, işte o bizim için harika bir gözlem aracı.

Bu halkaya yığılma diski deniyor. Henüz olay ufkunu geçmemiş gazlar. Aşırı sıcak bir bölge. Kara deliğin çok yakınında dönen bu maddeler ışık hızının yarısına yaklaşan süratlerde dönebilirler. Bu hız yüzünden parçacıklar arası sürtünmeler meydana gelir. Bu da muazzam sıcaklık demektir. 1 milyar santigrat dereceden bahsediyoruz.

İşte şimdi neden bu kadar parlak olduklarını anlamışsınızdır diye umuyorum.

Kara delikler nasıl kanıtlandı?

Kara deliklerin deneysel olarak ilk kez tespit edilmesi 14 Eylül 2015’in erken saatlerinde kaydedilen bir mesajla oldu. 1.3 milyar ışık yılı mesafeden yola çıkan bir mesajdı bu. Mesajın anlamı şuydu:

Evrende bir yerde 1 milyar yıldan daha önce iki kara delik muazzam bir çarpışma yaşamıştı. Sonra dışarı doğru dalgalar yayılmaya başladı. Çarpışmanın neden olduğu patlama o kadar güçlüydü ki bir anlığına tüm evrendeki enerjinin 50 katı kadar gücü dışarı verdi. Isı, ışık ya da ses dalgası değildi. Yer çekimi dalgasıydı. Tüm evrende ışık hızında yayıldı. Ve 1,3 milyar yıl kadar sonra Dünya’ya varmıştı.

İşte bu dalga, kara deliklerin teorik olarak değil bilimsel olarak da var olduğunu kanıtlayan sinyalin ekosuydu.

Bir kara deliğin fotoğrafını çekmek

Tabii bilim insanları bu kanıtla da yetinmediler. Dediler ki acaba bir kara deliğin fotoğrafını çekebilir miyiz?

Ama bu nasıl mümkün olabilirdi ki? Kara delikler çok uzaktaydı. Çok çok uzakta.

Mesela galaksimizin merkezindeki kara deliği veya M87 galaksisindeki daha büyük bir kara deliği görüntülemek için dünya büyüklüğünde bir teleskoba ihtiyacımız vardı. Fakat bu mümkün değildi. Bu imkansız olduğuna göre biz de elimizdeki en iyi ikinci seçeneği uyguladık. Dünyanın dört bir yanındaki teleskopları aldık ve hepsini aynı anda kara deliğe çevirdik.

Bilim insanları bu durumu şöyle ifade ediyorlar:

“Bir aynayı bir çekiçle parçalayıp, cam kırıklarını dünyanın dört bir yanına dağıttığınızı hayal edin. Sonra o parçaların her birinde olanları kaydedip bir araya getirerek, bir süper bilgisayarda o aynayı yeniden oluşturuyorsunuz.”

Event Horizon teleskobunun yaptığı şey tam olarak buydu.

10 gün boyunca gözlem yapıldı. 5000 Terabayt’tan fazla veri toplandı. Böylece Nisan 2019 yılında Dünya’dan 53 milyon ışık yılı uzakta bulunan M87 Galaksisi’nin merkezindeki kara deliğin fotoğrafını çekmeyi başardılar.

Bu kara delik bizim Güneş sistemimizden bile daha büyük. Güneş’in 6.5 milyar katı bir kütleye sahip.

Kara delikler nasıl oluşur?

Peki böylesine ekstrem gök cisimleri nasıl oluşabiliyor? Gelin biraz da buna bakalım.

Evrende bulunan kara deliklerin büyük bir kısmı ömrünü tamamlamış büyük yıldızlardan meydana gelir. Yani kara delikler yıldız cesetleridir de diyebiliriz. Elbette TON-618 gibi ultra kütleli kara delikler istisna. Onların nasıl oluştukları konusunu belki başka bir videoda konuşabiliriz.

Dolayısıyla kara deliklerin oluşumunu anlamak için yıldızların oluşumuna bakmamız gerekiyor.

Yıldızlar nasıl oluşur?

Yıldızlar, uzayda bulunan gaz ve toz bulutlarının kütle çekimi nedeniyle bir araya gelmesinden oluşur. İnanılmaz miktarda hidrojen bir araya geldiğinde nükleer füzyon başlar ve hidrojen atomları kaynaşarak helyum atomlarını meydana getirir.

Yıldızlar çok büyük kütleli gök cisimleridir. Dolayısıyla güçlü bir kütle çekimine sahiptirler. Çekirdekteki nükleer füzyon, yıldızın kütle çekimine karşı itme yaparak iki kuvvet arasında hassas bir denge sağlar.

Bu denge var olduğu sürece sorun yok. Yıldızlar kararlıdır. Fakat eninde sonunda hidrojen tükendiğinde kütlesi Güneşimizden çok daha büyük olan yıldızlarda basınç ve radyasyon dengesi bozulur, yer çekimi galip gelir ve yıldızı içine doğru iyice sıkıştırır.

Diğer elementler nasıl meydana gelir?

Yıldızın dış katmanları yüzlerce kat daha ağır elementlere kaynaşarak şişerken, çekirdeği de daha sıcak ve daha hızlı yanar. Yüzyıllar içinde karbon neona, bir yıl içinde neon oksijene, aylar içinde oksijen silikona ve bir gün içinde silikon demire dönüşür.

Demir nükleer küldür, verecek enerjisi yoktur ve kaynaştırılamaz. Füzyon aniden durur ve denge durumu sonlanır. Çekirdek, füzyondan kaynaklı dışarı doğru bir itme olmadığından, yıldızın muazzam ağırlığı altında ezilir. Çökmekte olan yıldızın basıncı o kadar büyüktür ki elektronlar protonların içine itilir, böylece birleşir ve nötronlara dönüşürler.

Süpernova patlaması

Yıldız ölürken sadece çekirdek değil bütün yıldız içe doğru çekilir. Kütle çekimi dış katmanları ışık hızının %25’i hızında içeriye çeker ve bir patlama yaşanır. Bu patlama demir çekirdekten sekerek dışarı doğru saçılan bir şok dalgası üretir ve yıldızın geri kalanını uzaya dağıtır.

Süpernova patlaması…

Demirden daha ağır olan gümüş, altın, uranyum gibi elementler işte bu süpernova patlaması sırasında meydana gelir.

Yıldızdan geriye kalan artık ya bir nötron yıldızı ya da yıldız yeterince kütleliyse bir kara deliktir.

Tabii her kara delik, bir yıldızın yakıtını tüketerek kendi üzerine çökmesi sonucu oluşmaz. Bunu da unutmamak lazım. Örneğin çok büyük kütleli cisimlerin uzayda birbirine çarpması sırasında da kara delikler oluşabilir. İki nötron yıldızının çarpışması gibi.

Evrenin yeniden düzenleyicileri

Şimdi buraya kadar kara deliklerin hep olumsuz taraflarına baktık. Yok ederler dedik. İçine düşen hiçbir şey kaçamaz dedik. Işığı bile yutarlar dedik. Zaman bile durur dedik. Peki kara delikler hiç faydalı bir şey yapmazlar mı?

Yaparlar.

Galaksi oluşumlarını düzenleyen şeyin, kara deliklerdeki püskürmeler olduğuna dair bir çok kanıt var. Kara delikler, çok fazla maddeyi içerilerinde hapsettiklerinde bir süre sonra bu maddeyi kusarak çok uzaklara adeta bir fıskiye gibi gönderiyorlar. Bu jetler madde ve gazları yüzlerce, hatta binlerce ışık yılı uzağa fırlatacak kadar güçlü. Bu da kara deliklerin aslında evrenin yok edicileri değil, yeniden düzenleyicileri olduğunun bir kanıtı.

Kara deliğin içine girmek

Şimdi biraz da bilim kurgu yapalım.

Mesela bir kara deliğe yaklaşsaydınız, hatta içine girseydiniz neler olurdu?

Kara deliklerin yakınında kütle çekimi o kadar kuvvetlidir ki ışığı yolundan saptırır. Yani bir kara deliğin yanında, fotosferde dursaydınız hangi yöne bakarsanız bakın kendinizi görürdünüz.

Bu muazzam kütle çekiminin diğer bir etkisi de zamanın yavaşlaması olurdu. Kütle çekimi ne kadar fazlaysa zaman da o kadar yavaş akar.

Eğer bir kara deliğe doğru düşseydiniz, olay ufkuna yaklaştıkça uzay gemisinde sizi bekleyen arkadaşlarınız sizin yavaşladığınızı görürdü. Zaman sizin için o kadar yavaşlardı ki, bir noktada artık sizin donup kaldığınızı gören mürettebat yıllarca bekledikten sonra ümidi kesip dünyaya geri dönerdi. Fakat sizin için daha sadece birkaç dakika geçmiş olurdu. Yani bir kara deliğin yakınında evreni hızlı çekimde görürsünüz. Oradan bir şekilde kurtulabileceğinizi varsayarsak da dünyaya geri dönmek istediğinizde Güneş Sistemi’nin bile yerinde olmadığını görmeniz muhtemel.

Peki ya kurtulamayıp olay ufkunu geçtiğinizi varsayarsak ne olur? Bedeniniz gittikçe gerilirken hücreleriniz parçalarına ayrılır ve sonunda bir atom genişliğinde sıcak bir plazma akımına, bir çeşit kozmik spagettiye dönüşürdünüz.

 

Kara delikler inanılmaz miktarda maddeyi çok küçük bir alana yoğunlaştırabilirler. Merkezlerinde yer çekimi kuvveti neredeyse sonsuz güçte olduğundan evrenin kendisini bile silebilirler. Daha doğrusu bilgiyi yok edebilirler. Yani bir kitabı kitap yapan, bir kediyi kedi yapan, bir insanı insan yapan bilgi kara deliklerin içinde yok oluyor olabilir. Orada ne oluyor bilmiyoruz. Ama bazı fizikçiler bunun asla mümkün olamayacağını, bilginin kaybolamayacağını söylüyorlar.

Kara delikler ve bilgi paradoksu

Bu şimdilik bir muamma. Bilgi paradoksu olarak geçiyor. Kara deliklerle ilgili en korkutucu şey de bu olsa gerek.

Yani onların fizik kurallarını değiştirebilme ihtimalleri.

Eğer kara delikler bunu yapıyorsa o zaman evrende genel geçer bir fizik kuralından bahsedemeyiz. Hiçbir şey öngörülebilir değildir. Bugün bildiğimiz tüm kurallar bir gün değişebilir.

Bu fizikçiler için tam bir kabus demek. Yani düşünsenize Newton’dan Einstein’a kadar ortaya konmuş bir çok fizik kuralı evrenin başka bir yerinde aynı şekilde işlemiyor. Evrenin öngörülebilirliği kara deliklerle çökerse başka durumlarda da çökebilir demektir.

Sonuç:

Bunlar henüz cevapları bulunamamış iddialar. Bizimse buradan çıkarmamız gereken ders şu: Öğrendiğimiz her yeni bilgi, bilinmeyenler okyanusunun ne kadar büyük olduğunu daha iyi anlamamızı sağlıyor.

Fakat yine de biz bu kanalda bilgi okyanusunda kulaç atmaya devam edeceğiz. Çünkü güzel olan yolun sonuna varmak değil, yolda olmaktır.

Yeni videoda görüşmek üzere…

Kaynaklar ve İleri Okuma:

Zamanın Kısa Tarihi – STEPHEN HAWKING

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/black-hole-image-makes-history

https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes

https://evrimagaci.org/ton618-evrenin-bilinen-en-buyuk-kara-deligi-10421

https://www.bbc.com/turkce/haberler-dunya-47868739

https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html

https://www.nationalgeographic.com/science/article/black-holes

https://en.wikipedia.org/wiki/First_observation_of_gravitational_waves

https://en.wikipedia.org/wiki/Star_formation