Neden Bazı Fizikçiler Bir Kara Deliğin İçinde Yaşadığımızı Düşünüyor?
Kara delikler fizik anlayışımızı karıştıran garip nesnelerdir. Onları incelerken keşfedilen bazı paradoksları uzlaştırmak amacıyla fizikçiler hala daha garip hipotezler öne sürmektedir; bunlardan biri, gördüğümüz ve algıladığımız her şeyin aslında evrenimizin sınırında kodlandığı, iki boyutlu (artı zaman) bir evrenin 3 boyutlu (artı zaman) bir temsili olan holografik bir evrende yaşadığımızı ima ettiğini öne sürmektedir. Bunun da ötesinde, bazıları bunun evrenimizin daha büyük bir evrenin kara deliğinin içinde olduğu anlamına gelebileceğini öne sürmüştür.
Büyük yıldızların çökmesiyle oluşan kara delikler, yerçekiminin ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü olduğu uzay alanlarıdır. Varlıkları, termodinamik açısından incelendiklerinde bir sorun teşkil eder. Bir kara deliğin son durumu, dengeye ulaştığında, yalnızca üç parametreye bağlıdır: kütlesi, açısal momentumu ve elektrik yükü.
Fransız astrofizikçi Jean-Pierre Luminet 2016 tarihli bir incelemesinde, “Klasik genel görelilikte bir kara delik, herhangi bir parçacık ya da radyasyon formunun kozmik hapishanesinden kaçmasını engeller” diyor. “Dışarıdan bir gözlemci için, maddi bir cisim bir olay ufkunu geçtiğinde, maddi özelliklerine dair tüm bilgi kaybolur. Geriye yalnızca M [kütle], J [açısal momentum] ve Q’nun [elektrik yükü] yeni değerleri kalır. Sonuç olarak, bir kara delik muazzam miktarda bilgiyi yutar.”
Kulağa basit geliyor değil mi, ya da en azından fiziğin alabileceği kadar basit? Ancak bir kara deliğin kütlesi varsa (ve çok fazla varsa), termodinamiğin birinci yasasına göre bir sıcaklığa sahip olmalı ve termodinamiğin ikinci yasasına uygun olarak 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. Eğer bir kara delik buharlaşabiliyorsa, içerdiği bilginin bir kısmı sonsuza kadar kaybolur” diye devam etti. “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 çelişmektedir. Schrödinger denklemine göre, zaman içinde değişen fiziksel sistemler, birimsellik olarak bilinen bir özellik olan bilgiyi yaratamaz veya yok edemez.”
Bu durum kara delik bilgi paradoksu olarak bilinir ve -evren hakkındaki mevcut anlayışımızı nasıl ihlal ettiği göz önüne alındığında- pek çok çalışma ve tartışmaya konu olmuştur.
Önerilen bir çözüm, sicim teorisi bağlamında kara deliklerin termodinamiğine bakılarak bulunmuştur. Gerard ‘t Hooft, bir kara deliğin içerdiği toplam serbestlik derecesinin, hacminden ziyade ufkunun yüzey alanı ile orantılı olarak tanımlandığını gösterdi. Bu, bir kara deliğin entropisine bakmaya olanak tanır.
Luminet şöyle devam ediyor: “Bilgi açısından bakıldığında, 0 veya 1 şeklindeki her bit dört Planck alanına karşılık gelir ve bu da entropi için Bekenstein-Hawking formülünün bulunmasını sağlar.” “Dışarıdan bir gözlemci için, kara deliğin entropisi hakkındaki bilgi, bir zamanlar olay ufkunu geçen nesnelerin üç boyutlu yapısı tarafından taşındığından, kaybolmuş gibi görünür. Ancak bu görüşe göre, bilgi bir hologram gibi kara deliğin iki boyutlu yüzeyinde kodlanmıştır. Bu nedenle ‘t Hooft, bir kara delik tarafından yutulan bilginin kuantum buharlaşma süreci sırasında tamamen geri yüklenebileceği sonucuna vardı.”
Bu bir açıdan güven verici olsa da (kara delikler termodinamiğin ikinci yasasını ihlal etmez, yaşasın), üç boyutlu bir hacmin fiziğinin iki boyutlu sınırında tanımlanabileceği gibi oldukça uçuk bir fikre yol açtı.
Bu durum bir kara deliğin dışındaki uzay için geçerli olmasa da, evrenin kendisinin bir kara delik olabileceği, tüm süreçlerin sınırda gerçekleştiği ve gözlemlediklerimizin bu etkileşimlerden ortaya çıktığı yönünde öneriler var. Bu çılgınca bir fikir ve daha da çılgınca eklentileri var. Örneğin, yerçekiminin sınırdaki dolaşıklık entropisinden ortaya çıkan bir güç olarak ortaya çıkabileceği öne sürülmüştür.
Teori, evrenimizi açıklamak için var olan en zorlayıcı fikir değildir, standart fizik hala gördüğümüz evreni en iyi şekilde açıklamaktadır. Ancak insanların onu ciddiye alması için nedenler var.
Öncelikle, modelin işe yaraması için evrenin Hubble Yarıçapı – gözlemlenebilir evrenimizin yarıçapı – Schwarzschild yarıçapı ya da içindeki tüm maddenin tek bir noktaya yoğunlaşması halinde oluşacak kara deliğin boyutuyla aynı olmalıdır. Bu iki rakam aslında şaşırtıcı derecede yakındır, ancak bu kozmik bir tesadüfe de bağlanabilir.
Daha büyük bir evrenin kara deliği içinde yaşıyor olabileceğimizi öne süren bu her şey tablosu gibi başka nedenler de var. Ancak böyle bir teori, mevcut fizik anlayışımızın ötesinde ikna edici kanıtlar ve öngörülerle ortaya çıkana kadar, ister geleneksel uzay-zamanda 3 boyutlu bir nesne olun, ister daha büyük bir evrenin içindeki 2 boyutlu bir sınırdan holografik bir projeksiyon olun, henüz varoluşsal bir krize girmemenizi öneririz.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Varsayımsal Bir Kara Deliğin Gücünden Yararlanmak Çılgın Bir Bomba Yaratabilir