Kara Delikler Aslında ‘Donmuş Yıldızlar’ mı?
Yeni bir araştırma, kara deliklerin ne olduğuna dair alternatif bir fikri inceledi ve düşündüğümüz gibi olmayabileceklerini öne sürdü.
Kara delikler muazzam bir yerçekimi, “kabarcıklar” ve baş ağrısı kaynağıdır. Einstein’ın genel görelilik teorisinin bir sonucu olarak öngörülen bu kara delikler, olay ufku olarak bilinen ve hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamadığı bir dış bölge içerirler. Bunun yanı sıra, fizik anlayışımızın çöktüğü ve hiçbir şeyin anlam ifade etmediği sonsuz yoğunlukta bir noktaya sahip oldukları tahmin edilmektedir.
Bu, kara delik bilgi paradoksuna girmeden önce bile geçerli. Eğer bir kara deliğin kütlesi varsa termodinamiğin birinci yasasına göre bir sıcaklığa sahip olmalı ve termodinamiğin ikinci yasasına göre de ısı yaymalıdır. Stephen Hawking kara deliklerin radyasyon yayması gerektiğini gösterdi – şimdi Hawking radyasyonu olarak adlandırılıyor – bir kara deliğin sınırında oluştu.
“Hawking daha sonra bir paradoksa işaret etti. Fransız astrofizikçi Jean-Pierre Luminet 2016 tarihli bir makalesinde ” Eğer bir kara delik buharlaşabiliyorsa, içerdiği bilginin bir kısmı sonsuza dek kaybolur,” diye açıklıyor . “Bir kara delik tarafından yayılan termal radyasyonun içerdiği bilgi bozulur; daha önce kara delik tarafından yutulan madde hakkındaki bilgiyi tekrarlamaz. Geri dönüşü olmayan bilgi kaybı, kuantum mekaniğinin temel önermelerinden biriyle çelişir. Schrödinger denklemine göre, zaman içinde değişen fiziksel sistemler, birimsellik olarak bilinen bir özellik olan bilgiyi yaratamaz veya yok edemez.”
Kısacası, muhtemelen bir şeyleri kaçırıyoruz ve Karl Schwarzschild’in 1915’te dönmeyen bir kara deliği ilk kez tanımlamasından bu yana fizikçiler bu sorunları ortadan kaldırmak için oldukça sağlam bir şekilde çalışıyorlar.
Kara delik benzeri nesnelerin var olduğunu bilsek de, bazı fizikçiler gerçekte ne olduklarına dair alternatif açıklamalar önerdiler. Bir modele göre bunlar ilk olarak Einstein’ın denklemleriyle tanımlanan kara delikler değil (kara delik fikri aslında Einstein’dan 100 yıl öncesine dayanıyor), “donmuş yıldızlar” olarak adlandırılan ultra kompakt nesneler (UCO’lar).
İsrail’deki Ben-Gurion Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Ramy Brustein yaptığı açıklamada, “Donmuş yıldızlar bir tür kara delik taklitçisidir: tekillik içermeyen, ufku olmayan, ancak yine de kara deliklerin gözlemlenebilir tüm özelliklerini taklit edebilen ultra kompakt, astrofiziksel nesneler” dedi. “Eğer gerçekten varlarsa, Einstein’ın genel görelilik kuramının önemli ve temel bir şekilde değiştirilmesi gerektiğini göstereceklerdir.”
Fizikçilerin tekilliklerin nasıl önlenebileceğini açıklamaya çalışmasının bir yolu, kuantum belirsizliğinin bu çöküşü engellemesidir. Kısacası, Heisenberg belirsizlik ilkesi, bir parçacığın konumu hakkında ne kadar çok şey bilirseniz, momentumu hakkında o kadar az şey bildiğinizi belirtir. Bu fikre göre, bir kara deliğin içindeki madde tek bir noktaya zorlandığında, parçacıklar kesin bir noktaya sıkıştırılmaya direnecek ve dışa doğru iten ve bir tekilliği önleyen bir tür “kuantum basıncı” oluşturacaktır.
“Donmuş yıldızlar” kendi galaksimize ve daha geniş evrene baktığımızda gözlemlediğimiz ve çıkarım yaptığımız kara deliklere çok benzese de, birkaç cazip yönden farklılık gösterirler.
“Polimer modeli, bir kara deliği (BH) başarıyla taklit eden herhangi bir düzenli nesnenin iç kısmının, belirsizlik ilkesinin maddenin bir tekilliğe çökmesini önlediği fikrinden yola çıkarak, kuantum hidrojen atomunun çökmeye karşı kararlı olduğu gibi, güçlü bir şekilde klasik olmayan bir durumda olması gerektiği fikrine dayanmaktadır.” “Güçlü bir şekilde klasik olmayan bir durum, maksimum entropi yoğunluğuna sahip olmakla eşdeğerdir ve bu da sabit enerji yoğunluğuna sahip bir durum için maksimum pozitif radyal basınç anlamına gelir. Donmuş yıldız modeli, bu yüksek kuantum durumunun özelliklerini klasik bir geometri açısından taklit etmeyi amaçlamaktadır; bu da radyal basıncı maksimum pozitiften maksimum negatife ‘çevirmek’ anlamına gelmektedir.”
Makalede matematiksel olarak incelenen sicim teorisinden esinlenen bu alternatif, termal radyasyonlarından entropilerine kadar aşina olduklarımıza benzeyen, ancak pek çok baş ağrısına neden olan ilişkili tekillikler olmadan bir kara deliği tanımlayacaktır. Bu alternatif aynı zamanda “donmuş yıldızların” içlerinde daha fazla çökmeyi önleyen, yüksek derecede uyarılmış bir durumda bir “güvenlik duvarına” sahip olabileceğini düşündürmektedir. Daha da önemlisi, bu farklılıklar çarpışan kara deliklerden gelecek yerçekimsel dalga tespitleriyle gözlemlenebilir.
Standart model kara deliklerle ilgili sorunlar göz önüne alındığında ilgi çekici ve muhtemelen keşfedilmeye değer olsa da, herhangi bir test yapılmadan veya sonuç çıkarılmadan önce bu alternatif modelin iç kısımlarını tanımlamak için çok daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
Kaynak: https://www.iflscience.com