Stephen Hawking’in Küçük Kara Delikler Teorisi Denizin Dibinde Doğrulandı
Ünlü astrofizikçi Stephen Hawking elli yıl önce Büyük Patlama’nın evrende çok sayıda küçük kara delik yaratmış olabileceğini öne sürmüştü.
Şimdi araştırmacılar bu birincil kara deliklerden birinin patladığını görmüş olabileceklerine inanıyorlar. Fizikçiler, Şubat ayında Akdeniz’deki KM3NeT teleskobu tarafından kaydedilen inanılmaz enerjik nötrinoların böyle bir kara deliğin patlamasıyla oluştuğuna inanıyor.
Stephen Hawking “Her Şeyin Teorisi” adlı kitabında şöyle yazmıştı: “Eğer birisi böyle bir kara delik bulursa, Nobel Ödülü alacağım”. Ama bir tane bulmanın ne kadar zor olacağını fark etti. Ve birden umut doğdu. Ama Hawking bunu beklemedi.
Şubat 2025’te, Fransa, İtalya ve Yunanistan kıyılarındaki su altı dedektörlerinden oluşan Avrupa KM3NeT işbirliği, şaşırtıcı derecede güçlü bir nötrinonun keşfedildiğini duyurdu.
Bu parçacık yaklaşık 100 PeV enerjiye sahiptir – dünyanın en güçlü ağır parçacık çarpıştırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda hızlandırılan parçacıklardan 25 kat daha fazla.
Fizikçiler böylesine enerjik bir nötrinonun kökeni için bir açıklama bulmaya çalıştılar. Şimdi parçacığın kaydında yer almayan bir grup araştırmacı beklenmedik bir hipotez önerdi: nötrino buharlaşan bir kara deliğin işaretidir. Ekip önerilerini arXiv ön baskı sunucusunda yayınlanan bir makalede açıkladı.
Hawking’in kara delikleri ve süper güçlü nötrino
1970’lerde Hawking kara deliklerin aslında kara olmadığını fark etti. Bir kara deliğin olay ufku ile vakum arasındaki karmaşık etkileşim nedeniyle, artık Hawking radyasyonu olarak bilinen yavaş ama sabit bir radyasyon akışı yayabilirler.
Bu, kara deliklerin buharlaştığı ve sonunda yok olduğu anlamına gelir. Aslında, bir kara delik küçüldükçe, patlayıp KM3Net’in tespit ettiği nötrino kadar yoğun bir yüksek enerjili parçacık ve radyasyon fırtınası saçana kadar radyasyonu daha yoğun hale gelir.
Ancak bilinen tüm kara delikler çok büyüktür, en azından Güneş’in kütlesinin birkaç katıdır ve bazen milyonlarca kat daha büyüktür. Bilinen en küçük kara deliklerin bile patlaması 10^100 yıldan fazla sürer.
Eğer KM3NeT nötrinosu bir kara deliğin patlamasından kaynaklanıyorsa, yaklaşık 10 ton olmalıdır. Bu yaklaşık olarak iki Afrika filinin bir atom boyutuna sıkıştırılmış ağırlığı kadardır.
Bu kadar küçük kara deliklerin oluşması için teorik olarak mümkün olan tek yol, Büyük Patlama’nın başlangıcındaki kaotik olaylardır; bu da kozmosu “ilkel” (ya da primordial) kara deliklerle doldurmuş olabilir.
Büyük Patlama ile oluşan en küçük ilkel kara delikler uzun zaman önce patlamış olabilir, daha büyük olanlar ise günümüze kadar ulaşmış olabilir.
Kütlesi 10 ton olan bir kara delik bugüne kadar hayatta kalamazdı – tamamen buharlaşması gerekirdi. Ancak yeni çalışmanın yazarları, kara deliklerin çürümeye direnmesini sağlayan “hafıza yükü” olarak bilinen ek bir kuantum mekanizması olabileceğini belirttiler.
Bu, 10 tonluk bir kara deliğin, sonunda patlayıp Dünya’ya yüksek enerjili nötrinolar göndermeden önce milyarlarca yıl hayatta kalmasını sağlayabilir.
İlksel kara delikler, evrendeki maddenin çoğunu oluşturan karanlık madde için bir açıklama sağlayabilir, ancak şimdiye kadar bu tür kara delikler için yapılan araştırmalar hiçbir sonuç vermedi.
Yeni çalışma, bu tür kara deliklerin nasıl aranması gerektiğine dair bir ipucu sağlayabilir. Araştırmacılar, eğer bu kütle aralığındaki ilkel kara delikler yeterince çoksa, tüm karanlık maddeyi açıklayabileceklerini, o zaman oldukça düzenli olarak patlamaları gerektiğini gösterdi.
Fizikçiler, bu hipotezin doğru olması halinde KM3NeT işbirliğinin önümüzdeki birkaç yıl içinde en az bir yüksek enerjili nötrino daha görmesi gerektiğini hesaplıyor.
Süper enerjik nötrinolar düzenli olarak kaydedilirse, karanlık maddeye, nötrinoların kökenine ve hatta Evren’in ilk zamanlarındaki fiziğe ilişkin tutumumuzu kökten yeniden gözden geçirmemiz gerekebilir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Stephen Hawking’in Küçük Kara Delikler Teorisi Denizin Dibinde Doğrulandı