Büyük Bir Yıldızın Karadeliğe Dönüşmesi
Yıldız önce bir toz bulutudur.Yerçekimi ile toz bulutu merkeze doğru sıkışır.Bu süreç içinde ortaya çıkan yerçekimi enerjisi ile yıldız ısınmaya başlar.Bu ısı belli bir ısıya ulaşırsa nükleer erime başlar.(Güneş için 15 milyon derece)Bu süreç,iki hidrojen atomunun birleşerek bir helyum çekirdeği oluşturma sürecidir.Yıldız genellikle %75hidrojen, %25 helyumla ısınma sürecine başlar.Sonra süreç bütün hidrojen atomlarının yanarak helyuma dönüşünceye kadar sürer.Güneş’te 10 milyar yıllık sürecini yarıladı.Yıldız yakıtını bitirince ani bir patlamayla 10 katına genişler.Yıldızın bu durumuna ‘Kızıl dev’denir.Güneş yakıtını bitirince atmosferi Merkür’ü içine alacak.Eğer yıldız yeteri kadar büyükse sonuç farklıdır.Yıldız hidrojeni bitirince bu kez karbon atomunu yakar ve neon atomları oluşturur.Sonrada neon ve oksijen birlikte yanarak sülfür oluşturur.Böylece yıldızın içinde katman katman farklı atomlar yanarak daha ağır atomlara dönüşürler.Yıldızın çekirdeğinde yavaş yavaş demir birikir.Bundan sonrası da büyüklüğe bağlıdır.Yıldız küçükse yanma biter ve ‘Beyaz Cüce’adında içine çökmüş yıldız olur.Beyaz cüce birkaç km çapında ancak metre küpüne milyonlarca ton basınç düşen sönmüş bir yıldızdır.Bu zaman içinde soğuyarak’Kara Cüce’ye dönüşür.
Yıldızımız çok küçük ama çok yoğun nötron yıldızına dönüşebilir.Böylesine ani bir çöküş dalgası oluşturarak yıldız,bir ışık kümesi halinde galaksinin ötelerine doğru fırlar.Buna’Süpernova’denir.Nötron yıldızları görünmezler;ancak dönerken,bir deniz feneri gibi çevrelerine radyasyon yayarlar.Bugüne kadar 400 nötron yıldızı bulunmuştur.Yıldız yeteri kadar büyükse ani çöküş dramatik olur.Yani yıldız bir anda tek bir noktaya sıfıra indirgenebilir.Böylesine büyük yıldızın böyle küçük bir alana sıkışmasının doğal sonucu olarak,çekim gücü o kadar büyük olur ki,bu yıldızdan ışık bile çıkamaz.Herşey girebilir ama hiçbirşey çıkamaz.Girenlerin akıbetinin ne olduğu bilinmiyor.Bunlara karadelik denir.
Karadelik
Hepimiz biliyoruz;karadeliklerin bir türü,büyük kütleli yıldızların merkezdeki hidrojen yakıtlarını kısa sürede tüketip çökmeleriyle ortaya çıkıyor.Kabullenmekte zorlandığımız şey,Güneşimizden kat kat büyük bir yıldızın nasıl olup da inanılmaz boyutlara küçülebilmesi ve nanılmaz bir güç kazanması.Örneğin;Güneşimizden 10 kat büyük bir yıldızın karadelik haline geldikten sonra aldığı boyut,60 km çaplı bir küre.Üstelik bu küre, deliğin kendisi de değil.İçine düşen hiçbirşeyin,hatta ışığın bile kaçamayacağı bir ‘olay ufku’.Örnek için;Dünyamızı düşünelim. Böylesine küçük kütleli bir cismin karadelik olamayacağını biliyoruz, ama oldu diyelim.Bu durumda Dünya’nın olay ufkunun çapı 9 mm’den az olacaktı!Asıl karadelik,yani fizikteki adıyla ‘tekillik’,olay ufkunun tam merkezinde.Ama artık çap falan yok.İçine düşen madde ve enerjiyi yutan bu cismin boyutları,matematiksel bir nokta kadar!Dünya asla bir karadelik olamaz dedik ama aslında olabilir!…Yeter ki;Onu yeteri kadar sıkıştırabilelim!Dolayısıyla kuramsal bir karadelik oluşturmak için bir sınır yok.Ama oluştuğu maddenin böyle büyük bir ölçüde sıkışabilmesi için gerekli koşullar büyük yıldızlarda kendiliğinden var.Dolayısıyla en çok görülen karadelikler,10 üssü 31 kg kadar!Karadeliklerin öbür türleri hakkında kuramcılar;13-15 milyar yıl önce Big Bang’in hemen ardından mikroskobik karadelikler oluştuğunu sanıyorlar.Ama karadelik dinamiğine göre bunların çoktan yok olması gerekiyor.
Bir karadeliğin kütlesi ne kadar büyükse,kapladığı alanda o ölçüde büyük oluyor. Yani‘SCHWARZSCHİLD yarıçapı’ denen olay ufkunun yarı çapıyla,karadeliğin kütlesi birbiriyle doğru orantılı.Peki,şöyle irisinden bir karadelik tüm evreni yok etmez mi?Bilim adamlarına göre korkulacak bir şey yok.Tek koşul var:olay ufkundan uzak duracaksınız…Eğer kazara ufku geçerseniz;kurtuluş yok!Bir Güneş kütlesindeki bir karadeliğin çekim gücü,aynı kütledeki Güneş’ten fazla ve az olamaz.Peki Güneş bir karadelik olursa?Olamaz!Çünkü;kütlesi bir karadelik için yeterli düzeyin çok çok altında…Benzerleri gibi Güneş,5milyar yıl sonra yakıtını tüketince kırmızı dev haline gelerek şişecek.Sonrada atmosferi Merkür ve Venüs’ü içine alacak.Sonra dış katmanlarını yavaş yavaş uzaya bırakacak.Sıkışıp ısınan merkezi,Dünya’mız boyutlarında bir ‘beyaz cüce’ olacak!Zaman içinde soğuyarak kaybolacak.Diyelim ki;karadelik oldu,gezegenler yörüngelerini kaybetmeyecekler ve aynı uzaklıkta dönmeye devam edecekler.Çünkü;Karadeliğin olay ufkunun çapı yalnızca 3 km olacak.Ama genede yaşama veda edebiliriz.Nedeni:Artık buraların eskisindende çok soğuk ve karanlık olacağı!…
Karadeliğin İçinde…
Bir uzay gemisinde olduğumuzu varsayalım,bilmeden Güneş kütleli karadeliğin olay ufkuna düşmüşüz.Malesef;geri çıkamayacağımızı da biliyoruz.İçindeyken bazı şeyleri değişik göreceğiz.Çünkü;bir milyon Güneş kütleli karadelik gelen ışık demetlerini bükecek.Peki,ama neden güçlü bir cismin içinde olduğumuz halde kütleçekimini hissetmiyoruz? Nedeni;hala serbest düşüşteyiz ve deliğin güçlü çekim alanı,bedenimizin ve gemimizin her noktasına aynı şiddetle etki yapıyor.Ancak merkeze 600 000 km Sokulduğumuzda,bir gariplik olacak. Ayaklarımız, başımızdan büyük bir kuvvetle çekiliyormuş gibi olacak.Merkeze yaklaştıkça bu etki artacak ve uzamışız gibi hissettikten sonra son anımsadığımız bedenimizin parçalanmak üzere olduğu…Fakat bütün bunlar çok kısa sürecek. Merkezdeki tekilliğe olan uzaklığımızın,olay ufkunun yarıçapının 10 katı olduğunu varsayalım.Yani;merkeze 30 milyon,olay ufkunaysa 27 milyon uzaklıktayız.Buradan,olay ufkunun içine çekilmemiz 8 dk. sürüyor.Bundan sonra tekilliğin içinde kaybolmamız için sadece 7 sn var.Bütün bu süre yani;ufuktan tekilliğe düşme düresi,karadeliğin kütlesine orantılı olarak artıyor.
Ve Dışında...
Dünya’dan bizi seyredenler ise işlerin kötüye gittiğini çok geç anlayacaklardır.Çünkü onlar,bizi karadeliğin olay ufkuna yaklaştıkça giderek yavaşlıyor sanacaklardır.Fizik kurallarına göre biz öldükten sonra bile arkadaşlarımız,olay ufkuna vardığımızı bile göremeyeceklerdi. Sonsuza kadar bekleseler bile…Bizde yeni oluşmakta olan bir karadeliğe yaklaşıyor olsaydık,ölmekte olan yıldızın giderek küçüldüğünü görecek, ama karadelik oluştuktan sonra dahi çöken maddenin olay ufkunu aşıp gözden kaybolmasını göremeyecektir. Bu Einstein’in kuramında saklı.Genel göreliliğin temel öngörüsü,kütlesi olan her cismin uzay-zaman dediğimiz 4 boyutlu dokuyu,tıpkı üzerine ağır bir top konmuş esnek bir kumaş gibi çukurlaştırması.Bu çukurun üzerinden geçen herhangi bir cisim,hatta ışık,çukurun büktüğü düzlemden geçtiği için biraz eğrileşecek, ya da bükülecekti.
Karadelikler çok büyük kütleli olduğundan çukurlar dipsiz bir kuyuyu andırıyor.Bu nedenle bizim için zaman daha yavaş geçerken,uzaktaki arkadaşlarımız için daha hızlı akıyor. Eğer zamanında uyanabilseydik ve karadeliğe düşmeden olay ufkunun kenarında bir süre araştırma yaptıktan sonra dönebilseydik,kavuştuğumuz arkadaşlarımızı bizden daha fazla yaşlanmış bulacaktık.Gerçekte arkadaşlarımız kayboluşumuzu görebilecekti. Nedeni; ışığın kırmızıya kayma olgusu. Karadeliğin yakınlarında uzaya saçılan ışık giderek daha uzun dalga boylarına doğru ‘kırmızıya’ kayar.Bu görünür ışık,onlarca daha uzun dalga boyu olarak anlanılacak. Onlarda bizi özel aygıtlarla izleyebilecekti. Fakat; sonraları dalga boyları öylesine uzayacaktı ki ,arkadaşlarımız için biz artık tümüyle görünmez ve algılanamaz olacaktık.
Peki ; şöyle büyükçe bir karadelik tüm evreni yok etmezmi? Tek şartla kurtulabiliriz : Olay ufkundan uzak durmak kaydıyla. Karadeliği saran kütle çekim alanının,aynı kütledeki bir başka cismin çevresindeki kütle çekim alanından farkı yoktur.
Bilim adamlarına göre,olası en küçük karadeliğin çapı 10 üzeri eksi 35 civarında olabilir.Ama bunun kütlesi 10 mikrogram kadar(bir toz zerreciği)ağırlığında olur.Böyle cisimler oluşturabilmek için 10 üzeri 19 giga-elektronvolt düzeyinde enerjiler gerekir.Demek ki;bir karadelik oluşturabilmek için Dünya’nın en güçlü parçacık hızlandırıcısından 10 katrilyon kat daha güçlü bir makine gerekiyor.Ve bu makinenin boyutları bir samanyolu kadar olacak!… Üstelik bu çaba ve masraf boşa gidecek.Çünkü ‘Hawkins Işınımı’denen bir süreç sonucu laboratuvar ürünü karadelik 10 üzeri eksi 42 saniye içinde buharlaşıp yok olacak.Bir toz zerreciği yerine Everest tepesi kütlesinde bir karadelik oluşturulsa bile,(bunun yarı çapı 10 üzeri eksi 15 metre olur.) bir atom çekirdeği büyüklüğündeki böyle bir cismi bir proton veya nötron bile yutamaz.Karadelikler kütlelerine,renklerine,dönmelerine ,elektrik yüklü olanlarına göre sınıflandırılıyorlar.Bir de akdelikler vardır, bunlarda gelen herşeyi dışarı atarlar.Nasıl ki;karadelikler yutuyorsa…
Kaynak:Genelbilge
