Karadelikler ve Olay Ufku

Karadelikler ve Olay Ufku

Dış katmanlarını uzaya püskürterek Güneş kütlesinin 1.4 katı haline gelen ölmüş yıldızlar,yaşamlarını Beyaz Cüce olarak devam ettirirken,kütlesi bunun üzerindeki bir değere sahip olan yıldızlar da Nötron yıldızına dönüşürler.Buna karşın yaşam süresinin sonuna gelmiş olan bir yıldız eğer Güneş’in en az 2.5 katı bir kütleye sahipse bu sefer de yoz elektron ve nötron basıncı tarafından kendini dengeleyemeyeceğinden, yıldızın sahip olduğu kütle nedeniyle trilyonlarca basınç ile güçlü bir şekilde çökmeye başlar.Çökmesiyle birlikte yıldız,çevresine uyguladığı gravitasyonel çekimin güçlenmesine, dolayısıyla da uzay zaman eğriliğini gittikçe artırmasına neden olur ki, sonunda ışık dahil hiçbir şeyin kaçmasına izin vermeyeceği kıritik bir aşamaya gelir.İşte ışığın artık kaçamayacağı bu kritik yarıçapa “Olay Ufku”, yıldızın çökerek bir karadelik oluşturması için meydana gelecek büyüklüğe de “schwarzchıld” yarıçapı adı verilir.Bu aşamadan sonra ise, yıldız olay ufkunun altında tüm kütlesini merkezdeki sıfır hacimde ve sonsuz yoğunluktaki Zümrütü Anka misali bir Düşsel Tekillik noktasında toplamaya yönelik çökmesine devam eder.

Bir karadelik ne kadar kütleli ise, yoğunluğu,olay ufkunun etki alanı ve yüzey alan genişliği de o kadar fazla olur. Eğer Güneş bir karadelik olabilseydi, schwarzchıld yarıçapı 3 km,Güneş’in 150 milyar katı kütleye sahip olan samanyolu galaksisinin 450 milyar km. ve tüm evreni kapalı evren haline getirecek kadar madde bulunmuş olsaydı ,onun da yarı çapı 300 milyar ışık yılı kadar olacaktı. Ayrıca yapay bir karadelik oluşturmayı deneseydik, 1600 ton demiri cm.’ nin yüz milyonda birine sıkıştırmak gerekirdi.Aynı durumu dünyamızın kendisine uygulamak amacıyla tüm kütlesi 1 cm. yarıçaplı bir misket içine sıkıştırılabilseydi,suyun yoğunluğunun cm küpte bir gram olduğu yerde dünyanın beş gram olan yoğunluğunu trilyar kez artırmış olurduk. Bunun ilginç yanı,Dünya bu halde iken Ay’ın yine onun çevresinde dönmesini sürdürebilmesidir. Ay’daki bir insan bu misketi asla göremezdi, fakat çekimini algılayabilirdi.

Aynı şekilde Güneş de Beyaz Cüce olma durumuna geldiğinde yakın gezegenleri yutmasına karşın,dış gezegenler yörüngelerinde hareket etmeye devam edecektir. Çünkü evrende önemli olan hacim değil,kütledir. Yani bir şey hacimce ne kadar büyük olursa olsun,eğer kütlesi seyrekse başka deyişle yoğunluğu az ise, kendinden daha yoğun olan fakat çok küçük bir kütlenin çekimine kapılmak durumundadır. Bununla beraber Güneş ‘ten üç defa büyük, çöken bir yıldızın,karadelik haline gelmesi, saniyenin 67 milyon birinde ,Güneş ‘ten on kat daha kütleli bir yıldız için saniyenin 4 milyonda biri, milyon kez daha büyük bir yıldızın çökme süresi de diğerlerine göre oldukça uzun bir dilim olan saniyenin dörtte biri kadar olmaktadır.

Bir karadelik kütlesi,elektrik yükü ve dönme hızı ile ölçülebilir üç parametreye sahiptir. Şu ana kadar üzerinde durduğumuz (durağan)schwarzchild tipi karadelikleri idi. Şimdi de elektrik yüklü olanlar ile dönen türleri üzerinde duralım. (Bunlara ayrıca Reissner-Nordstrom ile Kerr karadelikleri de denmektedir).

Bilindiği üzere, Elektromanyetik kuvveti,çekim (gravitasyonel) kuvvetlerinden 10 sayısının 40. kuvveti kadar güçlüdür. Bunu göz önünde bulundurarak ,yüksüz ve durağan bir karadelik üzerine elektrik yükü düşürerek yüklediğimizi düşündüğümüz zaman,oluşan Elektromanyetik kuvvet, çekim kuvvetine karşı koyarak tekilliğin çevresinde iki ayrı olay ufkunun oluşmasına neden olacaktır. Yani, zamanın durduğu iki bölge. Deliğin elektrik yükü arttıkça iç olay ufku büyümeye,çekimden kaynaklanan dış olay ufku ise küçülmeye başlar. Alabileceği en fazla yükle yüklendiğinde ise, iki olay ufku çakışarak birbirlerini yok edip olay ufkunun kalkmasını ve tekilliğin çıplak olarak görünmesini sağlar.

Fakat burada önemli olan bir husus,böyle bir karadeliğin evrende bulunabileceğinin beklenmemesidir. Çünkü Elektromanyetik kuvvet alanları o kadar güçlüdür ki, her yöne doğru, birçok ışık yılı uzaklıktaki yıldızlar arası gaz ve toz bulutlarının atomlarını kolayca ayırarak yörüngelerindeki elektronları itip artı yüklü çekirdeği de kendine çekerek nötr duruma gelir. Bu sefer deliğin, artı yükle yüklendiğini düşündüğümüzde ise, çevresindeki eksi yüklü elektronları kendine çekerek aynı şekilde yüksüz hale gelir

III. olarak,biraz önce bahsedildiği gibi yine elektriksel olarak yüksüz ve durağan bir karadeliği göz önüne alalım. Deliği döndürmeye başladığımız taktirde yine ikinci bir olay ufku açığa çıkacaktır. Bunun nedeni de tıpkı merkezkaç kuvvetinde olduğu gibi,dönmesiyle çekim kuvvetine direnmesidir. Deliğin dönme hızı artarsa,içindeki olay ufku artmaya ,dış olay ufku ise daralmaya başlayacaktır. Dönme maksimum hıza ulaştığında ise,iki olay ufku üst üste çakışarak ortadan kaybolur ve yüklü karadeliklerde olduğu gibi yine çıplak tekillik oluşur. Fakat yüklü olan türle olan benzerliğine karşın, bu türün Tekilliği,dönme eksenine dik ve ekvator düzleminde halka şeklinde olmaktadır.

Daha sonra karadeliklerin ayrı uzay-zaman noktalarını birbirlerine bağlama özelliği ortaya konunca,diğer ikisinde hangi yönden yaklaşılırsa yaklaşılsın sonsuzca eğrilmiş uzay zaman tarafından parçalanmasına karşın bu türde ancak yandan,yani ekvator düzleminden yaklaşmakla parçalanmanın gerçekleşebileceği bunun dışındaki başka bir açıdan yaklaşıldığında ise, sonsuz eğrilmiş uzay zamandan etkilenmeden halka tekilliğinin içinden geçebilme şansı tanıdığı ortaya çıkmıştır (belli bir açı ile tekilliğe girme şartı ile).

Ayrıca bu tür karadelikler küresel biçimde olmayıp dönme hızına bağlı olarak,ekvator bölgeleri şişkin haldedir. Şu an için kendi etrafında saniyede on bin kez dönen böyle bir karadelik bilinmektedir.İki olay ufuklu sistemlerde var olan ayrı bir özellik de ufukların ortasında uzayın soyut olmasın karşın, iç olay ufku ile tekillik arasındaki uzayın bizim uzayla aynı olmasıdır.Güneş’in tam 2.95 katı olan bir karadeliğin schwarzchıld ile olay ufkunun yarı çapları özel bir hal olarak aynı uzunlukta olup üst üste çakışık durumdadır.Bu durumda da karadeliğin donmuş yüzeyi aynı zamanda onun olay ufku olur.

Bununla birlikte başlangıçta evreni oluşturan tüm maddenin aynı anda ve aynı yerde olmasından dolayı büyük patlamadan 10 üssü (-20) sn lik zaman parçası içinde bu aşırı yoğun bölgelerin sıkıştırılmasıyla birlikte, mini karadeliklerin oluşabileceği hesaplanarak her ışık yılı küplük hacimde böyle üç yüz yapının olabileceği ortaya çıkmıştır.Bu mini karadeliklerin ortalama yarıçapları bir proton boyutundaki 10 üssü (-13) cm,ağırlıkları da yaklaşık olarak Everest Dağı’nın ağırlığına eşit 10 üssü (15) gramdır.Bize en yakın böyle bir karadeliğin yaklaşık 1.6 trilyon km uzaklıkta olduğu düşünülmektedir. Güneş’e yaklaşacak bir karadeliğin var olduğunu göz önüne alırsak,buharlaşmadan ya da Güneş’ten etkilenmeden içinde hareket ederek, kütle yutup çok büyük ölçekte enerji üreterek ve onun içinde büyüyerek daha büyük bir karadelik olarak ayrılabilir.

Ayrıca bunun gibi ya da daha büyük bir yapının Güneş’e çarpması veya yakın bir yörüngede konuşlanması da Güneş’e ait tüm maddeyi hortumlayıp onu karadelik içinde yok edebilir. Bu durumda da Beyaz cüce halinde mevcudiyetini devam ettireceğini düşündüğümüz Güneş’in bir karadelik olması bu şekilde söz konusu olabilmektedir.Böyle bir durumun evrende olup olmadığı çift yıldız sistemleriyle (bunlar evrende bolca vardır.)açıklanabilir.Ki bu sistemde bildiğimiz normal bir yıldız ile ondan önce ömrünü tamamlayarak çökmüş bir karadelik bulunmaktadır. Karadeliğin olay ufku zarına yakalanan yıldızın sahip olduğu hidrojen ve helyum gazlarının (ki kolay çözünürler) karadeliğin yüzeyindeki yakalanma girdabında helisler çizerek milyarlarca derece ısınıp x ışını yayınlaması ile olay anlaşılmaktadır.

Bu x ışını yayımı beyaz cücelerde ve nötron yıldızlarında da vardır. Fakat ayırt edici özelliği beyaz cüce olmayacak kadar küçük ve onlar kadar parlak olmamaları, nötron yıldızı olamayacak kadar da düzenli aralıklarla x ışını yaymamalarıdır.Böyle tehlikeli olabilecek bir cismin, şu anda galaksi merkezinden 9 ışık yılı uzaklıktan bize doğru saniyede 50 km.’lik hızla yaklaşmakta olduğu tesbit edilmiştir. Bundan kurtulduğumuzu düşünsek dahi, galaksimizin merkezindeki şiddetli olayların neden olduğu dev kütleli ve çok hızlı dönen bir karadeliğin içine sürüklenip onda yok olmamız da çok çok yüksek olasılıklar içindedir.

Alınan radyasyonla ispatlanmış olan bu karadelikler Güneş kütlesinin 10 üssü( 6 ) ile10 üssü(9) katı arasında kütle içerirler.Bununla beraber, yapılan gözlem ve hesaplamalar yüz bin ışık yılı genişliğindeki galaksimizin kendi ekseni etrafında 250 milyon yılda tamamladığı dönüşünün nedeninin de galaktik sistemin dışında yer almış bir karadeliğin korkunç şiddetteki çekim gücünden kaynaklanmakta olduğunu düşündürmektedir.Yerleşik anlayışımızı zorlayan karadeliklerin daha iyi anlaşılması için Toskana kırlarında gezerken Ünlü fizikçi A.Einstein’ ın zihninde uyanan şu iki soruyu kendimize sormamız gerekecektir.

İlki: “Acaba bir ışık dalgası üzerinde yolculuk etseydik dünyayı ve evreni nasıl algılardık?” ikincisi ise, “bu durumda dışarıdaki bir gözlemci bizi nasıl görürdü?”

Bu sorular,karadeliğe doğru hareket eden bir gözlemci ile ona dışarıdan bakan ayrı bir gözlemcinin birbirlerini ve çevrelerini nasıl algılar sorusu ile eşdeğer olduğu için, bir ana uzay gemisi ve ana gemiden de ayrı bir aracın karadeliğe doğru gönderildiğini düşünelim. Ayrıca bu süreç içinde hem duran,hem de hareket halindeki gözlemcilerimiz birbirlerine her saniye birer sinyal göndersinler. Dıştan bakan gözlemci ilkin hiçbir şey fark etmez ve gönderdiği her saniyelik sinyale karşılık gelen sinyalleri aynen almaya devam eder (çünkü değişimler ışık hızına çok yaklaştıkça açığa çıkmaktadır). Fakat hareketli olan karadeliğe yaklaşmaya başladıkça, dıştaki gözlemciye gelen sinyallerin zaman aralığı yavaş yavaş artmaya, gelen ışığın dalga boyu da kırmızıya kayarak kızıl renkte görünmeye başlar. Bunun nedeni çekimin yol açtığı etkinin fotonlar üzerindeki belirtisidir; yani enerjisini azaltmaktadır. Tıpkı,Dopler etkisi olarak bilinen yasaya göre,evrenin genişlemesiyle birlikte bizden uzaklaşan cisimlerin gönderdiği ışınların,hız nedeniyle kırmızıya kayması gibi.

Başka bir deyişle, araç karadeliğin olay ufkuna yaklaştıkça,dıştaki gözlemci her saniyeye karşılık,sırasıyla artan bir zaman aralığıyla sinyalleri almasıyla beraber, aracın boyutlarının küçüldüğünü ve kütlesinin de arttığını gözlemler.Ve tam araç olay ufku sınırına geldiğinde ise, bu zaman genişlemesi 1 saniyeye karşılık sonsuz bir süreye uzayarak (ki zaman durmuştur artık) bu uzay zaman ağında (sadece zaman parametresini göz önüne aldığımız taktirde) aracın donmuş görüntüsünü algılar hale gelir.Bu durumda da aracın boyutları sıfır, kütlesi ise sonsuz olur.

Şimdi de araçtaki bir gözlemci,dışarıyı nasıl algılar onu görelim. Öncelikle o da anormal bir şeyle karşılaşmaksızın hareket etmesine rağmen, çekim etkisi arttıkça (gelen sinyallerin dalga boyları kısalarak mavi renge doğru kayar), geride bıraktığı cisimlerin kenarlarını önünde görmeye başlar. Nedeni de hareketin (çekimin) yol açtığı uzay zamanın eğilip bükülmesidir. Işık hızına yakın bir sürate ulaştığında ise her şeyin sıkışıp küçücük dairesel pencereye dönüştüğünü ve baktığı uzayın kütlesinin azalarak şeffaflaştığını,boyutların uzayıp arttığını ve zamanın da hızlandığını görür. Tam olay ufkunda ise,hızı ışık hızına ulaşarak (olay ufkuna giren tüm nesneler,çekim etkisiyle sırasıyla moleküllerine,atomlarına,parçacıklarına ve nihayetinde fotonlarına yani en temel bileşenlerine ayrılıp ışık hızıyla hareket etmektedirler.) kütlenin sıfır, zaman ve boyutların da sonsuz olmasıyla,dairesel pencerede kapanarak Tekillik de yok olur.

Evrenin gizlerinin saklı olduğu bu noktada tüm tarih tüketilmiş, uzay ve zaman,madde ve enerji anlamını yitirmiş olur. Artık burada,bilimin yasalarından, dolayısıyla Einstein denklemleri ve quantum mekaniğinden söz edilemez.Fiziğin bitip fikir yürütmenin başladığı bu boyutta,madde ve enerji yerini fokur fokur kaynayan kaotik bir yapıdaki Kuantum Köpüklerine bırakır.



Kaynakça:

Joseph Silk: Evrenin Kısa Tarihi
John Taylor: Karadelikler
Discovery Channel: Black Holes
William J. Kaufmann :Evrenin Evrimi ve Yıldızların Oluşumu
Carl Sagan:Kozmos.
Popüler Bilim Dergisi Eylül 2001.

Karadelik Görüntülemek için Dev Proje

Avrupalı gök bilimciler, bugüne kadar görüntülenemeyen karadeliklere ait ilk fotoğrafı elde etmek için plan hazırladı. Bu amaç için görevlendirilen araştırma ekibi, 19 milyon dolarlık projede başarılı olmak için ‘Dünya büyüklüğünde’ görsel bir teleskop kullanacak. Avrupalı bilim insanları, Uzay’ın en gizemli kozmik yapılardan biri olan karadeliklerin nasıl göründüğünü ortaya çıkarmak için düğmeye bastı. Bugüne kadar sadece saçtıkları enerji parçacıklarına ve oluşturdukları çekim gücüne ait verilerle çizimleri oluşturulabilen karadelikleri görüntülemek için, ‘BlackHoleCam’ adı verilen bir ekip kuruldu.

Avrupa Araştırma Konseyi’nin 19.3 milyon dolarlık bütçe ayırdığı proje kapsamında, Samanyolu Galaksisi’nin merkezinde yer alan Sagittarius A süper dev karadeliğin görüntüsü alınacak. Space'in verdiği bilgiye göre BlackHoleCam’in asıl amacı, karadeliğin ışığın bile kaçamadığı bölgesi, Olay Ufku’nun (Event Horizon) neye benzediğini görebilmek.

Ekibin üç baş araştırmacısından biri olan Hollanda’nın Radboud Üniversitesi’nden Heino Falcke, “Neredeyse tüm astrofizikçiler karadeliklerin var olduğuna inanıyor ancak bugüne kadar hiç görüntülenemediler” dedi. Falcke, “Ancak teknoloji o kadar ilerledi ki artık karadeliklerin var olup olmadığını görebiliriz” ifadesini kullandı.

Dünya Çapında Operasyon

BlackHoleCam, Samanyolu’nun merkezinde yatan karadeliği görüntülemek için Very Long Baseline Interferometry (VLBI) adı verilen bir yöntem kullanacak. Güneş’in 4 milyon katı büyüklüğünde olduğu tahmin edilen Sagittarius A’yi gözlemlemek için, dünyanın dört bir yanındaki radyo teleskoplar tek bir nesneneye, karadeliğe odaklanacak ve elde ettikleri veriler süper bilgisayarlarda işlenerek bir araya getirilecek.

Denenecek yöntemle, görsel olarak Dünya büyüklüğünde bir teleskop oluşturulması amaçlanıyor. Sagittarius A’yi tamamen görüntülemesi çok zor görünse de, BlackHoleCam sistemi, karadeliğin Olay Ufku’nu görmeye çalışacak. Bu başarılırsa, Einstein’ın görelilik teorisi de tekrar sınanacak. Karadeliklerin inanılmaz çekim kuvvetinin emdiği gazlar, yok olmalarından önce güçlü elektromanyetik dalgalar yayıyor. Olay Ufku’nun, bu parlak bölgeyi karanlığıyla kaplayarak kendisini göstermesi umuluyor.

Araştırma ekibinde yer alan Almanya’nın Goethe Üniversitesi’nden Luciano Rezolla, “Einstein’in görelilik teorisi en iyi bildiğimiz yerçekimi teorisi. Eğer bir karadelik görüntülemeyi başarırsak, bu modern bilimde bir dönüm noktası olabilir” dedi. BlackHoleCam, Şili’deki ALMA radyo teleskop ağınının yanı sıra, the Event Horizon Teleskobu gibi güçlü donanımları kullanacak.

'Einstein Yanıldı'

Albert Einstein, karadeliklerin gerçek olamayacak kadar abes bir fikir olduğunu düşünürdü. Peki haklı mıydı? Hayır, Einstein yanılmıştı. Karadelikler var, üstelik hayal ettiğimizden daha karmaşıklar!

Yıldızlar açısından bakıldığında, Güneş sadece ortalama bir kütleye sahip ve yaklaşık beş milyar yıl içinde son hidrojen yakıtını da tüketince, dış katmanları uzaya fırlatılacak; çekirdeği zamanla sıkışıp beyaz cüceye, yani evrende Dünya büyüklüğünde bir kor parçasına dönüşecek.

Güneş’ten 10 kat büyük bir yıldızın ölümü ise çok daha dramatik bir olay. Böylesi büyük kütleye sahip bir yıldızın dış katmanları, birkaç hafta boyunca, evrendeki en parlak cisimlerden biri olan bir süpernova patlamasıyla uzaya fırlatılır. Çekirdeğiyse, kütle çekim sıkıştırmasıyla, çapı yaklaşık 20 kilometreyi bulan ve kendi çevresinde dönen bir topa, nötron yıldızına dönüşür. Nötron yıldızının küp şeker büyüklüğünde bir parçası, Dünya üzerinde olduğu varsayıldığında, bir milyar ton ağırlık anlamına gelir. Ve nötron yıldızlarının kütle çekim gücü öyle büyüktür ki, üstüne bir parça lokum bırakmanız halinde dahi bir atom bombasınınkine eşdeğer bir enerji ortaya çıkar.

Ancak bu örnek bile, Güneş’in kütlesinin 20 katı büyüklükte bir yıldızın can çekişmesiyle kıyaslanamaz. Evrenin tüm ömrü boyunca, her milisaniyede bir, Hiroşima’ya atılanın benzeri bir bomba patlatsanız dahi, bu, bir dev yıldızın çöküşünün son anlarında ortaya çıkan enerjiyle boy ölçüşemez. Yıldızın çekirdeği içe doğru çöker. Sıcaklık 55 milyar dereceye ulaşır. Kütle çekiminin ezici gücüne hiçbir şey engel olamaz. Everest Dağı’ndan daha büyük demir kütleleri sıkışıp, neredeyse bir anda, birer kum tanesine dönüşür. Atomlar elektron, proton, nötronlarına parçalanır. Bu minicik parçalar kuark, lepton ve gluonlara ayrılır. Her şey giderek daha da ufalır, daha da yoğunlaşır, sonra da... Sonrasını kimse bilmiyor. Böylesi büyük bir olayı açıklamaya çalışırken, evrenin nasıl işlediğine dair önde gelen iki teori –genel görelilik ve kuantum mekaniği– aynen döne döne düşen bir uçağın göstergelerinin kontrolden çıkması örneğinde olduğu gibi sapıtıyor.

Yıldız Karadeliğe Dönüşüyor

Karadeliği evrendeki en karanlık uçurum yapan şey, karadeliğin kütle çekimsel gücünden kaçmak için gereken hız. Dünya’nın kıskacından kurtulabilmek için saniyede yaklaşık 11 kilometre gibi bir hıza ulaşmak gerekiyor. Bu oldukça yüksek bir hız –bir mermiden altı kat daha hızlı. Ve insan yapımı roketler, 1959 yılından bu yana bu kaçış hızına ulaşıyor. Evrensel hız sınırı ise saniyede 299 bin 792 kilometre, yani ışık hızı. Ancak bu hız dahi karadeliğin çekim gücünün üstesinden gelmeye yetmiyor. İşte bu nedenle karadeliğin içinde ne varsa, bu bir ışık huzmesi bile olsa, dışarı çıkamıyor. Öte yandan, aşırı kütle çekiminin çok tuhaf bazı etkileri nedeniyle, karadeliğin içine bakmak da olanaksız. Karadelik, evrenin geri kalanından sürülmüş bir yer. Karadeliğin içi ve dışını ayıran çizgi, olay ufku olarak adlandırılıyor. Olay ufkunu geçen her şey –bir yıldız, bir gezegen ya da bir insan olabilir– sonsuza dek kayboluyor.

Fizik tarihinin hayal gücü en kuvvetli düşünürlerinden biri olan Albert Einstein, karadeliklerin gerçek olduğuna hiçbir zaman inanmadı. Geliştirdiği formüllere göre varlıkları olası olsa da, doğanın böylesi cisimlere izin vermeyeceği görüşündeydi. Kendisine en aykırı gelen şeyse, kütle çekimin elektromanyetik veya nükleer gibi daha büyük güçleri alt edip, devasa bir yıldızın çekirdeğinin evrenden yok olmasına yol açabileceği fikriydi. Üstelik Einstein bu konuda yalnız değildi. Yirminci yüzyılın ilk yarısında, çoğu fizikçi, bir cismin ışığı yutacak kadar yoğunlaşabileceği görüşünü reddetmekteydi.

Ancak yine de bilim insanları, 18. yüzyıl gibi erken sayılabilecek bir tarihten itibaren, karadeliklerin olası olup olmadığı konusu üzerinde düşünüyordu. İngiliz filozof John Michell, 1783 yılında Londra Kraliyet Topluluğu’na verdiği bir raporda bu fikirden söz etmiş, Fransız matematikçi Pierre–Simon Laplace da, 1796 yılında yayımlanan bir kitapta var oldukları görüşünü öne sürmüştü. Ancak o dönemde hiç kimse bu süper yoğun tuhaf şeyleri karadelik olarak adlandırmıyordu. Donmuş yıldız, kara yıldız, çökmüş yıldız ya da –bu konuda pek çok teorik denklemi çözen Alman astronomdan hareketle– Schwarzschild tekilliği olarak anılıyorlardı. “Karadelik” adlandırmasıysa ilk olarak 1967 yılında, Amerikalı fizikçi John Wheeler’ın Columbia Üniversitesi’ndeki (New York) bir konuşmasında kullanılmıştı.

Yaklaşık olarak yine aynı dönemde, büyük oranda da uzaya bakma konusunda yeni yolların icat edilmesi sayesinde, karadeliklere dair görüşlerde radikal bir değişim yaşanıyordu. İnsanlığın doğuşundan başlayarak görünür ışık tayfıyla kısıtlı kalmıştık. Ancak 1960’larda x–ışını ve radyo teleskoplarının kullanımı giderek yaygınlaşmaya başladı. Bu sayılanlar gökbilimcilerin ışığı yıldızlararası tozdan etkilenmeyen dalga boylarında toplamasına ve –aynen bir röntgen filmi gibi– galaksilerin içindeki “kemikler”i görmemize olanak verdi.

Bilim insanlarının bulduğu şaşırtıcı nokta, çoğu galaksinin merkezinin şişkin bölgesindeki yıldızların, gaz ve tozla tıklım tıklım dolu oluşuydu –ki evrende 100 milyarın üzerinde galaksi bulunuyor. Kendi galaksimiz Samanyolu dahil olmak üzere bakılan neredeyse her galakside, bu kaotik şişkinliğin de tam ortasında öyle ağır, öyle yoğun, kütle çekim gücü öyle güçlü bir cisim var ki, bakış açınız ne olursa olsun, sadece tek bir açıklama mümkün: Bu bir karadelik olmalı.

Ve bu delikler devasa. Örneğin, Samanyolu’nun merkezindeki delik, Güneş’ten 4,3 milyon kat daha ağır. Komşu Andromeda galaksisinde de 100 milyon Güneş’in kütlesine eşdeğer bir karadelik var. Diğer galaksilerde bir milyar Güneş’e, hatta bazılarında da 10 milyar Güneş’e eşdeğer karadelikler olduğu düşünülüyor. (Bu delikler hayata bu kadar büyük olarak başlamamış, hepimiz gibi, onlar da yedikleri her bir öğünle giderek ağırlaşmış.) Karadelikler, sadece bir nesil içinde, fizikçiler arasında neredeyse alay konusu bir görüş olmaktan çıktı ve geniş bir kitle tarafından kabul gören bir olguya dönüştü; karadelikler gayet yaygındı. Üstelik de evrende büyük olasılıkla trilyonlarcası vardı.

Karadelik Suçüstü Yakalandı!

Gökbilimciler yer ve uzay teleskopları yardımıyla bir yıldızın karadelik tarafından yutuluşunu gözlediler. Konu olan karadelik ise 2,7 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir gökadada bulunuyor.

Bu bilgisayar benzetimi, karadeliğin çekimine yakalanmış bir yıldızın adeta yavaş yavaş yok oluşunu gösteriyor. Gazın bir kısmı boşluğa düşerken bir kısmı da yüksek hızla dışarı atılmaktadır.Süper kütleli bir karadeliğin yakınına kadar sokulan bir yıldızın başına neler geldiğini anlamaya çalışan gökbilimciler uzay ve yer teleskoplarıyla elde edilen verileri kullanıyor. Bu çalışmada da NASA’nın yörüngedeki Galaksi Evrimi Tarayıcısı (GALEX) ile Hawaii’deki Haleakala zirvesinde bulunan Pan-STARRS1 teleskopları yıldız kalıntılarını belirlemek amacıyla kullanıldı.

Morötesi ve görünür ışık altında yapılan gözlemlerde helyumca zengin bir gaz kitlesinin karadelik içine düştüğü gözlendi. Yıldız yavaş yavaş parçalanırken kopan gazın bir kısmı karadeliğe düşüyor bir kısmı ise yüksek hızla dışarı atılıyordu. Parlama ve özelliklerinin saptanması, buna benzer kurban yıldızların başına neler geleceğiyle ilgili eşsiz bilgiler sağlamış oldu.Gökadanın ışıl ışıl parlayan aktif çekirdeğinde parçalanan yıldızdan atılan sıcak gazın özellikleri ise Chandra X-Işını Gözlemevi ile gözlendi. Chandra bu gazın gökadanın aktif çekirdeğinden kaynaklı olmadığını gösterdi.

Dünya’dan yaklaşık 2,7 milyar ışık yılı uzaklıktaki PS1-10jh adlı gökadanın merkezindeki süper kütleli karadeliğin yakınından geçen bir yıldızı parçaladığı anlaşıldı. Gökbilimciler PS1-10jh’in merkezindeki karadeliğin Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli karadelikle benzer büyüklükte olduğunu yani birkaç milyon Güneş kütlesinde olduğunu tahmin ediyor.

Karadeliklerde Ne Görülebilir?

Karadeliklerin bir çekiciliği vardır. Burada yerçekimi öyle güçlüdür ki ışık bile kaçamaz. Zifiri karanlığı ise ona gizemli bir hava katarak insanı daha da çeker.Karadeliğe yolculuk tek yönlüdür, geriye dönüşü yoktur. Yani ölüme gitmiş olursunuz. Ama diyelim ki girdiniz, ne görürdünüz orada? Dev bir yıldız söndüğünde kendi ağırlığı altında çöküp karadeliğe dönüşür. Ancak Güneş’ten 25 kat büyük yıldızlar karadelik oluşturabilir. Galaksimizdeki her bin yıldızdan sadece biri bu boyuttadır. Samanyolu galaksisinde 100 milyar yıldız olduğu düşünüldüğünde, 100 milyon karadelik potansiyeli vardır.

Karadeliğin Gölgesi

Uzayın büyüklüğü göz önünde bulundurulursa ışık hızında seyahat edilmesi halinde bile en yakın karadeliğe ulaşmak binlerce yıl alacaktır. Bu engel aşılıp bir karadeliğe varıldığında ne görülebilir? Aslında hiçbir şey görülemez. Tek başına bir karadelik kapkaradır. Etrafında dolanmaya çalışırsanız karadeliğin küre şeklinde olduğunu fark edersiniz. Evrendeki çoğu şey gibi o da muhtemelen dönüyordur ve tam yuvarlaktan ziyade ortası daha geniş olacaktır.Samanyolu galaksisinin merkezinde, Güneş’ten yaklaşık dört milyon kat daha büyük devasa bir karadelik vardır. Buradaki yerçekimi kuvveti öyle güçlüdür ki ışığı bile yutar; etraftaki toz ve gaz bulutlarını çeker. Bu bulutlar disk halinde deliğe doğru sarmal bir şekilde sürüklenir. Bu sırada oluşan sürtünme ile milyarlarca derece ısı ve radyasyon, enerji akımı ve elektrik yüklü parçacıklar ortaya çıkar.

Sıcak disk görülmeye değer bir manzara oluşturabilir; fakat gaz ve tozla kaplı karadeliğin kendisini doğrudan görmek mümkün değildir. Öte yandan karadeliğin çekim gücü, etrafındaki ışık ışınlarını eğip bükerek çevredeki materyallerde karadeliğin gölgesini oluşturur. Yerçekimi gölgenin kendisini de çarpıtacağından karadeliğin beş kat daha büyük görünmesine neden olur.Normalde ışık fotonlarının düz bir çizgi halinde ilerlediği düşünülür. Fakat karadelik yakınlarında, çekim gücü fotonlara asılarak deliğin etrafında yörüngede dönmelerine neden olur. Bu fotonların bazıları kaçıp kurtularak gözümüze (ya da teleskoba) kadar ulaşır ve gölgenin etrafını çevreleyen parlak bir halka görüntüsü oluşturur.

Parlak ve Net

Karadeliğin kendisini göremeseniz de etrafını saran ışıltılı parlak halka ile gölgesini görebilirsiniz. Araştırmacıların bilgisayarda yaptığı karadelik simülasyonlarının yapımında çalışan Arizona Üniversitesi’nden bir astrofizikçi görüntünün parlak ve net olduğunu söylüyor. Gökbilimciler, mevcut 11 teleskobu birleştirerek karadeliğin gölgesini ve karakteristik ışık halkasını gerçekten görmek için uğraşıyor.Event Horizon Telescope adındaki ve Dünya büyüklüğündeki bu teleskoptan alınan veriler bilgisayarlarda işleniyor. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden uzmanlar Dünya’dan karadeliğin gölgesini görme işinin Ay’daki bir portakalı tespit etmeye eşdeğer olduğunu belirtiyorlar.

2017’de teleskopların hazır olması ve karadeliği doğrudan gözlemlemesi bekleniyor. Böylece bugüne kadar karadeliklerle ilgili dolaylı verilere ilk kez gerçek veriler eklenmiş ve varlığı kanıtlanmış olacak.Hala karadeliğe girmek isteyenlere ise araştırmacılar ne yazık ki neyle karşılaşacaklarına dair şu an için bir bilgi veremiyorlar. Fakat yaygın kanı, vücudunuzdaki her hücre, molekül ve atomun moleküllere dönüşeceği, tuz buz olacağı yönünde. Bunun ne aşamada olacağı ise karadeliğin büyüklüğüne bağlı.Fakat bazı araştırmacılar da kuantum mekaniği kurallarına göre, ışığın karadelikten kaçamayacağı ya da karadeliğin ışığı yuttuğu noktada ateşten bir duvar olduğu ve moleküllere dönüşme gerçekleşmeden yaklaşan her şeyi yakacağını belirtiyor.Kısacası bu konuda henüz herhangi bir fikir birliği bulunmuyor.