Karadelikler

Dış katmanlarını uzaya püskürterek Güneş kütlesinin 1.4 katı haline gelen ölmüş yıldızlar,yaşamlarını Beyaz Cüce olarak devam ettirirken,kütlesi bunun üzerindeki bir değere sahip olan yıldızlar da Nötron yıldızına dönüşürler.

Buna karşın yaşam süresinin sonuna gelmiş olan bir yıldız eğer Güneş’in en az 2.5 katı bir kütleye sahipse bu sefer de yoz elektron ve nötron basıncı tarafından kendini dengeleyemeyeceğinden, yıldızın sahip olduğu kütle nedeniyle trilyonlarca basınç ile güçlü bir şekilde çökmeye başlar.Çökmesiyle birlikte yıldız,çevresine uyguladığı gravitasyonel çekimin güçlenmesine, dolayısıyla da uzay zaman eğriliğini gittikçe artırmasına neden olur ki, sonunda ışık dahil hiçbir şeyin kaçmasına izin vermeyeceği kıritik bir aşamaya gelir.İşte ışığın artık kaçamayacağı bu kritik yarıçapa “Olay Ufku”, yıldızın çökerek bir karadelik oluşturması için meydana gelecek büyüklüğe de “schwarzchıld” yarıçapı adı verilir.Bu aşamadan sonra ise, yıldız olay ufkunun altında tüm kütlesini merkezdeki sıfır hacimde ve sonsuz yoğunluktaki Zümrütü Anka misali bir Düşsel Tekillik noktasında toplamaya yönelik çökmesine devam eder.

Bir karadelik ne kadar kütleli ise, yoğunluğu,olay ufkunun etki alanı ve yüzey alan genişliği de o kadar fazla olur. Eğer Güneş bir karadelik olabilseydi, schwarzchıld yarıçapı 3 km,Güneş’in 150 milyar katı kütleye sahip olan samanyolu galaksisinin 450 milyar km. ve tüm evreni kapalı evren haline getirecek kadar madde bulunmuş olsaydı ,onun da yarı çapı 300 milyar ışık yılı kadar olacaktı. Ayrıca yapay bir karadelik oluşturmayı deneseydik, 1600 ton demiri cm.’ nin yüz milyonda birine sıkıştırmak gerekirdi.Aynı durumu dünyamızın kendisine uygulamak amacıyla tüm kütlesi 1 cm. yarıçaplı bir misket içine sıkıştırılabilseydi,suyun yoğunluğunun cm küpte bir gram olduğu yerde dünyanın beş gram olan yoğunluğunu trilyar kez artırmış olurduk. Bunun ilginç yanı,Dünya bu halde iken Ay’ın yine onun çevresinde dönmesini sürdürebilmesidir. Ay’daki bir insan bu misketi asla göremezdi, fakat çekimini algılayabilirdi.

Aynı şekilde Güneş de Beyaz Cüce olma durumuna geldiğinde yakın gezegenleri yutmasına karşın,dış gezegenler yörüngelerinde hareket etmeye devam edecektir. Çünkü evrende önemli olan hacim değil,kütledir. Yani bir şey hacimce ne kadar büyük olursa olsun,eğer kütlesi seyrekse başka deyişle yoğunluğu az ise, kendinden daha yoğun olan fakat çok küçük bir kütlenin çekimine kapılmak durumundadır. Bununla beraber Güneş ‘ten üç defa büyük, çöken bir yıldızın,karadelik haline gelmesi, saniyenin 67 milyon birinde ,Güneş ‘ten on kat daha kütleli bir yıldız için saniyenin 4 milyonda biri, milyon kez daha büyük bir yıldızın çökme süresi de diğerlerine göre oldukça uzun bir dilim olan saniyenin dörtte biri kadar olmaktadır.

Bir karadelik kütlesi,elektrik yükü ve dönme hızı ile ölçülebilir üç parametreye sahiptir. Şu ana kadar üzerinde durduğumuz (durağan)schwarzchild tipi karadelikleri idi. Şimdi de elektrik yüklü olanlar ile dönen türleri üzerinde duralım. (Bunlara ayrıca Reissner-Nordstrom ile Kerr karadelikleri de denmektedir).

Bilindiği üzere, Elektromanyetik kuvveti,çekim (gravitasyonel) kuvvetlerinden 10 sayısının 40. kuvveti kadar güçlüdür. Bunu göz önünde bulundurarak ,yüksüz ve durağan bir karadelik üzerine elektrik yükü düşürerek yüklediğimizi düşündüğümüz zaman,oluşan Elektromanyetik kuvvet, çekim kuvvetine karşı koyarak tekilliğin çevresinde iki ayrı olay ufkunun oluşmasına neden olacaktır. Yani, zamanın durduğu iki bölge. Deliğin elektrik yükü arttıkça iç olay ufku büyümeye,çekimden kaynaklanan dış olay ufku ise küçülmeye başlar. Alabileceği en fazla yükle yüklendiğinde ise, iki olay ufku çakışarak birbirlerini yok edip olay ufkunun kalkmasını ve tekilliğin çıplak olarak görünmesini sağlar.

Fakat burada önemli olan bir husus,böyle bir karadeliğin evrende bulunabileceğinin beklenmemesidir. Çünkü Elektromanyetik kuvvet alanları o kadar güçlüdür ki, her yöne doğru, birçok ışık yılı uzaklıktaki yıldızlar arası gaz ve toz bulutlarının atomlarını kolayca ayırarak yörüngelerindeki elektronları itip artı yüklü çekirdeği de kendine çekerek nötr duruma gelir. Bu sefer deliğin, artı yükle yüklendiğini düşündüğümüzde ise, çevresindeki eksi yüklü elektronları kendine çekerek aynı şekilde yüksüz hale gelir.

III. olarak,biraz önce bahsedildiği gibi yine elektriksel olarak yüksüz ve durağan bir karadeliği göz önüne alalım. Deliği döndürmeye başladığımız taktirde yine ikinci bir olay ufku açığa çıkacaktır. Bunun nedeni de tıpkı merkezkaç kuvvetinde olduğu gibi,dönmesiyle çekim kuvvetine direnmesidir. Deliğin dönme hızı artarsa,içindeki olay ufku artmaya ,dış olay ufku ise daralmaya başlayacaktır. Dönme maksimum hıza ulaştığında ise,iki olay ufku üst üste çakışarak ortadan kaybolur ve yüklü karadeliklerde olduğu gibi yine çıplak tekillik oluşur. Fakat yüklü olan türle olan benzerliğine karşın, bu türün Tekilliği,dönme eksenine dik ve ekvator düzleminde halka şeklinde olmaktadır.

Daha sonra karadeliklerin ayrı uzay-zaman noktalarını birbirlerine bağlama özelliği ortaya konunca,diğer ikisinde hangi yönden yaklaşılırsa yaklaşılsın sonsuzca eğrilmiş uzay zaman tarafından parçalanmasına karşın bu türde ancak yandan,yani ekvator düzleminden yaklaşmakla parçalanmanın gerçekleşebileceği bunun dışındaki başka bir açıdan yaklaşıldığında ise, sonsuz eğrilmiş uzay zamandan etkilenmeden halka tekilliğinin içinden geçebilme şansı tanıdığı ortaya çıkmıştır (belli bir açı ile tekilliğe girme şartı ile).

Ayrıca bu tür karadelikler küresel biçimde olmayıp dönme hızına bağlı olarak,ekvator bölgeleri şişkin haldedir. Şu an için kendi etrafında saniyede on bin kez dönen böyle bir karadelik bilinmektedir.İki olay ufuklu sistemlerde var olan ayrı bir özellik de ufukların ortasında uzayın soyut olmasın karşın, iç olay ufku ile tekillik arasındaki uzayın bizim uzayla aynı olmasıdır.

Güneş’in tam 2.95 katı olan bir karadeliğin schwarzchıld ile olay ufkunun yarı çapları özel bir hal olarak aynı uzunlukta olup üst üste çakışık durumdadır.Bu durumda da karadeliğin donmuş yüzeyi aynı zamanda onun olay ufku olur.

Bununla birlikte başlangıçta evreni oluşturan tüm maddenin aynı anda ve aynı yerde olmasından dolayı büyük patlamadan $10^{-20}$ sn lik zaman parçası içinde bu aşırı yoğun bölgelerin sıkıştırılmasıyla birlikte, mini karadeliklerin oluşabileceği hesaplanarak her ışık yılı küplük hacimde böyle üç yüz yapının olabileceği ortaya çıkmıştır.Bu mini karadeliklerin ortalama yarıçapları bir proton boyutundaki $10^{-13}$ cm,ağırlıkları da yaklaşık olarak Everest Dağı’nın ağırlığına eşit $10^15$ gramdır.

Bize en yakın böyle bir karadeliğin yaklaşık 1.6 trilyon km uzaklıkta olduğu düşünülmektedir. Güneş’e yaklaşacak bir karadeliğin var olduğunu göz önüne alırsak,buharlaşmadan ya da Güneş’ten etkilenmeden içinde hareket ederek, kütle yutup çok büyük ölçekte enerji üreterek ve onun içinde büyüyerek daha büyük bir karadelik olarak ayrılabilir.

Ayrıca bunun gibi ya da daha büyük bir yapının Güneş’e çarpması veya yakın bir yörüngede konuşlanması da Güneş’e ait tüm maddeyi hortumlayıp onu karadelik içinde yok edebilir. Bu durumda da Beyaz cüce halinde mevcudiyetini devam ettireceğini düşündüğümüz Güneş’in bir karadelik olması bu şekilde söz konusu olabilmektedir.

Böyle bir durumun evrende olup olmadığı çift yıldız sistemleriyle (bunlar evrende bolca vardır.)açıklanabilir.Ki bu sistemde bildiğimiz normal bir yıldız ile ondan önce ömrünü tamamlayarak çökmüş bir karadelik bulunmaktadır. Karadeliğin olay ufku zarına yakalanan yıldızın sahip olduğu hidrojen ve helyum gazlarının (ki kolay çözünürler) karadeliğin yüzeyindeki yakalanma girdabında helisler çizerek milyarlarca derece ısınıp x ışını yayınlaması ile olay anlaşılmaktadır.

Bu x ışını yayımı beyaz cücelerde ve nötron yıldızlarında da vardır. Fakat ayırt edici özelliği beyaz cüce olmayacak kadar küçük ve onlar kadar parlak olmamaları, nötron yıldızı olamayacak kadar da düzenli aralıklarla x ışını yaymamalarıdır.

Böyle tehlikeli olabilecek bir cismin, şu anda galaksi merkezinden 9 ışık yılı uzaklıktan bize doğru saniyede 50 km.’lik hızla yaklaşmakta olduğu tesbit edilmiştir. Bundan kurtulduğumuzu düşünsek dahi, galaksimizin merkezindeki şiddetli olayların neden olduğu dev kütleli ve çok hızlı dönen bir karadeliğin içine sürüklenip onda yok olmamız da çok çok yüksek olasılıklar içindedir.

Alınan radyasyonla ispatlanmış olan bu karadelikler Güneş kütlesinin $10^6$ ile $10^9$ katı arasında kütle içerirler.Bununla beraber, yapılan gözlem ve hesaplamalar yüz bin ışık yılı genişliğindeki galaksimizin kendi ekseni etrafında 250 milyon yılda tamamladığı dönüşünün nedeninin de galaktik sistemin dışında yer almış bir karadeliğin korkunç şiddetteki çekim gücünden kaynaklanmakta olduğunu düşündürmektedir.

Yerleşik anlayışımızı zorlayan karadeliklerin daha iyi anlaşılması için Toskana kırlarında gezerken Ünlü fizikçi A.Einstein’ ın zihninde uyanan şu iki soruyu kendimize sormamız gerekecektir.

İlki: “Acaba bir ışık dalgası üzerinde yolculuk etseydik dünyayı ve evreni nasıl algılardık?” ikincisi ise, “bu durumda dışarıdaki bir gözlemci bizi nasıl görürdü?”

Bu sorular,karadeliğe doğru hareket eden bir gözlemci ile ona dışarıdan bakan ayrı bir gözlemcinin birbirlerini ve çevrelerini nasıl algılar sorusu ile eşdeğer olduğu için, bir ana uzay gemisi ve ana gemiden de ayrı bir aracın karadeliğe doğru gönderildiğini düşünelim. Ayrıca bu süreç içinde hem duran,hem de hareket halindeki gözlemcilerimiz birbirlerine her saniye birer sinyal göndersinler. Dıştan bakan gözlemci ilkin hiçbir şey fark etmez ve gönderdiği her saniyelik sinyale karşılık gelen sinyalleri aynen almaya devam eder (çünkü değişimler ışık hızına çok yaklaştıkça açığa çıkmaktadır). Fakat hareketli olan karadeliğe yaklaşmaya başladıkça, dıştaki gözlemciye gelen sinyallerin zaman aralığı yavaş yavaş artmaya, gelen ışığın dalga boyu da kırmızıya kayarak kızıl renkte görünmeye başlar. Bunun nedeni çekimin yol açtığı etkinin fotonlar üzerindeki belirtisidir; yani enerjisini azaltmaktadır. Tıpkı,Dopler etkisi olarak bilinen yasaya göre,evrenin genişlemesiyle birlikte bizden uzaklaşan cisimlerin gönderdiği ışınların,hız nedeniyle kırmızıya kayması gibi. Başka bir deyişle, araç karadeliğin olay ufkuna yaklaştıkça,dıştaki gözlemci her saniyeye karşılık,sırasıyla artan bir zaman aralığıyla sinyalleri almasıyla beraber, aracın boyutlarının küçüldüğünü ve kütlesinin de arttığını gözlemler.Ve tam araç olay ufku sınırına geldiğinde ise, bu zaman genişlemesi 1 saniyeye karşılık sonsuz bir süreye uzayarak (ki zaman durmuştur artık) bu uzay zaman ağında (sadece zaman parametresini göz önüne aldığımız taktirde) aracın donmuş görüntüsünü algılar hale gelir.Bu durumda da aracın boyutları sıfır, kütlesi ise sonsuz olur.

Şimdi de araçtaki bir gözlemci,dışarıyı nasıl algılar onu görelim. Öncelikle o da anormal bir şeyle karşılaşmaksızın hareket etmesine rağmen, çekim etkisi arttıkça (gelen sinyallerin dalga boyları kısalarak mavi renge doğru kayar), geride bıraktığı cisimlerin kenarlarını önünde görmeye başlar. Nedeni de hareketin (çekimin) yol açtığı uzay zamanın eğilip bükülmesidir. Işık hızına yakın bir sürate ulaştığında ise her şeyin sıkışıp küçücük dairesel pencereye dönüştüğünü ve baktığı uzayın kütlesinin azalarak şeffaflaştığını,boyutların uzayıp arttığını ve zamanın da hızlandığını görür. Tam olay ufkunda ise,hızı ışık hızına ulaşarak (olay ufkuna giren tüm nesneler,çekim etkisiyle sırasıyla moleküllerine,atomlarına,parçacıklarına ve nihayetinde fotonlarına yani en temel bileşenlerine ayrılıp ışık hızıyla hareket etmektedirler.) kütlenin sıfır, zaman ve boyutların da sonsuz olmasıyla,dairesel pencerede kapanarak Tekillik de yok olur.

Evrenin gizlerinin saklı olduğu bu noktada tüm tarih tüketilmiş, uzay ve zaman,madde ve enerji anlamını yitirmiş olur. Artık burada,bilimin yasalarından, dolayısıyla Einstein denklemleri ve quantum mekaniğinden söz edilemez. Fiziğin bitip fikir yürütmenin başladığı bu boyutta,madde ve enerji yerini fokur fokur kaynayan kaotik bir yapıdaki Kuantum Köpüklerine bırakır

Kaynak: Anonim
belgesi-144

Belgeci , 2422 belge yazmış

Cevap Gönderin