Yeni Kanıtlar Atom Boyutunda İlkel Kara Deliklerin Varlığını Ortaya Çıkarıyor
İnsanoğlu ilk çağlardan beri evrendeki en öngörülemeyen ve rahatsız edici olayları açıklamak istedi.
Astronomi çalışması tüm uygarlıklarda sabit olmasına rağmen, kuyruklu yıldızlar veya tutulmalar gibi daha “öngörülemeyen” astronomik olaylar, “talihsizlik alametleri” veya “tanrıların eylemleri” olarak kabul edildi.
1066’da, fatih William’ın Norman istilası sırasında Sakson kralı II. Harold’ın düşüşü, bir kuyruklu yıldızın (daha sonra “Halley” olarak tanımlanan) geçişinden gelen kötü alâmete bağlandı.
MS 939’da II. Leon Ramiro’nun birlikleri ile Halife Ad al-Rahman arasındaki Simancas savaşı (Valladolid, İspanya) sırasında, tam bir güneş tutulması her iki taraftaki birlikler arasında paniğe neden olarak savaşı birkaç gün geciktirdi.
Öyleyse atalarımız, ışık da dahil olmak üzere kendilerine düşen her şeyi yutabilen nesnelerin (kara delikler) evrenindeki varlığına nasıl tepki verirdi?
En büyük kara delikler zaten tespit edilmiş ve hatta fotoğraflanmış olsa da, şimdi potasyum atomları boyutunda küçük kara delikler için (yaklaşık 0.23 nanometre, 0.23 milyarda birine eşdeğer bir yarıçapa sahip mümkün kanıtlar var.
Bu atomik büyüklükteki kara delikler, Big Bang’in ilk anlarında oluşmuşlardır ve hatta evrenin karanlık maddesinin bütününü içerebilirler.
2019 yılında, dünyanın farklı yerlerinde bulunan sekiz radyo teleskopunun işbirliğiyle Güneşimizden 6,5 milyar kat daha büyük kütlelidevasa bir kara deliğin ilk fotoğrafını çekmeyi başardılar.
Bizden yaklaşık 55 milyon ışıkyılı (yaklaşık 9,5 trilyon kilometre mesafeye karşılık gelen bir ışık yılı) Messier 87 galaksisinin merkezinde yer almaktadır.
Bu yıldız maddesi, kara deliğin etrafında muazzam hızlarda döner ve parlaklığı bir milyon santigrat derece sıcaklığa ulaştığında tespit edilebilir.
Kara deliği çevreleyen madde diskine “toplanma diski” denir ve kara deliğin kenarı olarak kabul edilir. Bir kez geçildiğinde, hiçbir şey ondan kaçamaz, buna olay ufku diyoruz.
Yukarıdaki görüntüde M87’de bulunan kara deliğin toplanma diskini ve olay ufkunu görebilirsiniz.
İlkel kara delikler
Evrendeki karadeliklerin önemli bir kısmı, son evrelerinde tüm yakıtlarını tüketen yıldızların kütle çekimsel çöküşüyle oluşmuşlardır: bunlara “yıldız karadelikleri” denir.
Tüm yıldızlar yaşamlarının sonunda kara deliğe dönüşmeyecektir; bir yıldızın çekirdeği iki veya üç güneş kütlesinden daha az olduğunda, bir yıldız kara deliği oluşturulamaz.
Yani, altında bir yıldızın çökerek bir kara deliğe dönüşemeyeceği minimum bir yıldız kütlesi vardır. Örnek olarak, Güneşimiz ömrünün sonunda asla bir kara deliğe dönüşmeyecek, ancak kırmızı süperdev Betelgeuse gibi diğer büyük yıldızlar kaçınılmaz olarak kara deliğe dönüşecek.
Ayrıca, adından da anlaşılacağı gibi, evrenin ilk başladığı Büyük Patlama’nın ilk anlarında yaratılan ve teorik olarak herhangi bir kütleye sahip olabilen “ilkel” kara delikler olarak adlandırılan başka kara delikler de vardır.
Boyutları atom altı bir parçacıktan birkaç yüz kilometreye kadar değişebilir.
Ve kara delikler söz konusu olduğunda, süper kütleli olanlar neredeyse hiç radyasyon yaymazken, en küçük olanlar en fazla radyasyonu yayar.
Ancak bu fenomen nasıl mümkün olabilir: neredeyse hiç radyasyon yaymayan ve her şeyi, hatta ışığı bile hapseden süper kütleli kara delikler nedir?
Cevap, 1970’lerin ortalarında fizikçi Stephen Hawking tarafından sağlandı. Bir kara deliğin olay ufkunun yakınındaki kuantum etkilerinin, ondan kaçabilecek parçacıkların emisyonunu üretebileceğini öne sürdü.
Yani başka hiçbir şekilde kütle kazanmayan kara delikler giderek kütlelerini kaybedecek ve sonunda buharlaşacaktır.
Öte yandan, 1.000 tonluk bir gemiye eşdeğer kütleye sahip bir kara delik, yaklaşık 46 saniyede buharlaşacaktır .
Bir kara deliğin buharlaşmasının son aşamalarında patlayacak ve büyük miktarda gama ışını (X-ışınlarından bile daha yoğun bir radyasyon) üreteceklerdi.
Atom boyutunda bir ilkel kara delik yakalamak
Peki, atomik boyuttaki delikler tamamen buharlaşmadan önce nasıl kanıtlanabilir?
Atom boyutundaki kara deliklerle ilgili son çalışmada, bu küçük kara deliklerden birinin süper kütleli bir kara delikler tarafından yakalandığı bir astrofizik senaryo önerildi.
Atom büyüklüğündeki kara delik, süper kütleli olanın olay ufkuna yaklaştıkça, Dünya’dan tespit edilebilecek Hawking radyasyonunun oranı, bir ışık ışını boyutuna ulaşana kadar yavaş yavaş azalır.
Bu ışın, astronomik gözlemevlerinde halihazırda ölçülen termal gama ışını patlamaları (GRB’ler) ile uyumludur. Henüz keşfedilmemiş ve büyüleyici bir evrenin karanlık maddesi için ciddi adaylar olan bu tür küçük kara delikler için deneysel bir kanıt oluşturan bu GRB’lerdir.
Aşağıdaki animasyon, yukarıdaki işlemi daha ayrıntılı olarak göstermektedir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: İnteresting Engineering
Uzaylılar Kara Deliklerden Enerji Hasat Etmek İçin Dyson Kürelerini Kullanıyor Olabilir
/Yeni Kanıtlar Atom Boyutunda İlkel Kara Deliklerin Varlığını Ortaya Çıkarıyor /