Bir kara deliğin varlığı sorusu merak uyandıran bir sorudur. Hawking radyasyonuna göre, kara delikler beyaz deliklerle aynıdır ve uzay-zamanın eğriliği maddenin yoğunluğu ile ilgilidir. Böyle bir kara deliği tespit edebilirsek, nesnenin içinde zaman ve uzay alışverişinin nasıl gerçekleştiğini gözlemleyerek onu gözlemleyebilirdik. Ancak soru, bir kara deliğin varlığının mümkün olup olmadığıdır.
Hawking Radyasyonu Kara Deliklerin Beyaz Deliklerle Aynı Olmasına Neden Oluyor
Bu teori, kara deliklerin her şeyi yaydığı gerçeğine dayanmaktadır, ancak aslında tam tersidir. Kara delik radyasyon yayar ve beyaz delik radyasyonu emer. Bu şaşırtıcı, çünkü bu olayların her ikisi de bir kara delikte bekleniyor. Peki ya Hawking’in teorisi doğruysa? Eğer öyleyse, iki kara delik aynı mı olurdu? Görünüşe göre öyle değil. Ve ikisinde de kalamazdık!
Hawking radyasyonunun neden siyah ve beyaz nesneler için aynı olduğunu anlamak için BH’nin fiziğini anlamamız gerekir. Bir karadelikte, sol hareket ettirici tarafından salınan enerji, sağ hareket ettiricinin enerjisini yok eder. Bu süreç son derece yavaş olacaktır ve çiftin kaçan üyeleri Hawking sıcaklığı ile termal akı üretecektir. Hawking radyasyonu, kara deliklerin bozunma ürünleri tarafından üretilir ve bu akı, kara deliğin kütlesinin bir bileşenidir.
Bir kara deliğin sıcaklığı arttıkça, Hawking radyasyonunun yayılması da artar. Siyah bir cisimden gelen termal radyasyon doğada istatistiksel olsa da, Hawking radyasyonu değildir. Bir kara deliğin bilgiye sahip olan tek özelliği kütlesi, açısal momentumu ve yüküdür. Bu, kara deliklerin ya tamamen ortadan kalkabileceği, radyasyon yaymayı bırakabileceği ya da süresiz olarak yayılmaya devam edebileceği anlamına gelir. Bununla birlikte, negatif kütleli çıplak tekillikler olası değildir. Bu makale Hawking radyasyonunun arkasındaki teoriyi ve bunun kara ve beyaz delikler üzerindeki etkilerini tartışıyor.
Uzayzamanın Eğriliği Maddenin Yoğunluğu İle İlgilidir
Genel görelilik, maddenin yoğunluğunun evren boyunca eşit olarak dağıldığını varsayarak uzay-zamanın eğriliğini tanımlar. Uzay-zaman, farklı madde yoğunlukları nedeniyle yüksek ve düşük kütleli evrenlerde farklı eğrilere sahiptir. Uzayın eğriliği doğrudan maddenin yoğunluğu ile ilgilidir ve yüksek yoğunluklu evrenlerde uzayın eğriliği pozitiftir.
Enerji bir nesneden çıkarıldığında, yerçekiminin temeli olan kütleye dönüşür. Kütle yeterince azalırsa, uzay-zaman daha kavisli ve daha az yoğun hale gelir. Örneğin bir kara delik, çok yüksek bir yoğunluğa ancak çok küçük bir alana sahiptir. Aynı şey yerçekimi için de geçerlidir – kütle ne kadar yüksek olursa, alan o kadar az olur. Uzayzamanın eğriliği enerji ile artar.
Bir kara delik, bu etkinin aşırı bir örneğidir. Bir kara deliğin o kadar çok maddesi vardır ki, uzay-zamanın dokusunu etkili bir şekilde yırtar. Kara deliğe düşen bir saat yoğun zaman genişlemesi yaşar. Olay ufkuna ulaşmak sonsuza kadar sürecek gibi görünüyor. Genel görelilik teorisi, uzay-zamanın eğriliği olgusunu böyle bir senaryoda açıklayamaz. Bu nedenle, genel görelilik sınırlı tahmin gücüne sahiptir.
Genel görelilik, kütlenin uzay-zamanın şeklini nasıl etkilediğini de açıklar. Ne kadar çok madde varsa, eğrilik o kadar güçlü olacaktır. Bununla birlikte, bir parçacık bir dizi daldan geçerek bir kara delikten kaçabilir. Bu fenomen Hawking radyasyonu olarak bilinir. Madde ve eğrilik arasındaki ilişki, entropinin maksimizasyonunun sonucudur. Sonuç olarak, uzay-zamanın eğriliği maddenin yoğunluğu ile ilgilidir.
Bir Kara Deliğin İçindeki Zaman Ve Uzay Ticareti Yerleri
Bir kara deliğin arkasındaki teori, zaman ve uzay ticaretinin olay ufkunun içinde yer aldığını belirtir. Kara deliğe doğru hareket eden nesneler, zamanın akışı tarafından ona çekilir. Bir kez orada, evrendeki hiçbir kuvvet nesnelerin kara deliğe düşmesini engelleyemez. Bu, fiziğin temel bir kavramıdır ve uzay ve zamanın doğasını anlamak için gereklidir. Ancak fizikçiler kara delikleri görselleştirmeye çalışırken zorluklarla karşılaşıyorlar. Bu nedenle, fizikçiler genellikle onları tanımlamak için matematiksel bir dil kullanırlar. Sezgilerini geliştirmenin yanı sıra, kara deliklerin nasıl çalıştığına dair bir anlayışa da sahipler.
Bir Kara Delik Tespit Etmek
Bir kara deliği tespit etmek zorlu bir iştir, ancak yeni teknoloji bu nesneler hakkındaki anlayışımızı geliştiriyor. Gökbilimciler yerçekimi etkisini kullanarak bir kara deliğin var olup olmadığını belirleyebilirler. Kara delikler çok güçlü yerçekimi kuvvetlerine sahip oldukları için cisimleri ve maddeyi merkezlerine çekerler. Bu, yıldızların, gezegenlerin ve diğer gök cisimlerinin bu gizemli nesneyi doğal olarak yörüngede tutacağı anlamına gelir. Benzer şekilde, toz ve gazlar da bu nesnenin yörüngesinde olacaktır. Bilim adamları ayrıca kara deliğin yeri olduğuna inandıkları bir kara deliği çevreleyen karanlık bir alan da gözlemlediler.
X-ışınları bir kara deliği tespit etmenin başka bir yoludur. Bu teknikte, kara deliğin iç kısmından gelen X-ışınları, onu çevreleyen süper sıcak gazdan oluşan bir diskten yansır. Bu, çevredeki ortamın bir haritasına dönüşür. Bu görüntüler analiz edildiğinde kara deliğin yerini ortaya çıkaracaklar. Bir kara deliği tespit etmek, bilim insanlarının evreni daha iyi anlamasına ve onu yaşamak için daha güvenli bir yer haline getirmesine yardımcı olacaktır.
Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nden Simon Portegies Zwart adlı teorik bir fizikçi, keşfin orta kütleli kara deliklerin varlığını doğruladığını söyledi. Bu nesneler yıldızlardan daha büyük ama süper kütleli kara delikler değil. Araştırma ekibi şimdi keşfinin bir sonraki aşamasında süper kütleli kara delikleri inceliyor. Ev sahibi galaksiden bir kara delik atmayı görmeyi umuyorlar.
Olay Ufku
Bir kara deliğin olay ufku, bir kara deliği çevreleyen sınır bölgesidir. Kara deliğin yapısına bir tür sansür uygular. Kara deliğin dışında yalnızca özellikleri ve zamana bağlı süreçleri tespit edilebilir. Kara delikten kaçabilen tek radyasyon şekli olan ışık, ondan kaçamaz. Bu nedenle, bir kara deliğin tam şeklini bilmenin hiçbir yolu yok.
Bir kara deliğin olay ufkunun sonlu olduğunu anlamak da önemlidir. Bir gözlemci önüne düşse asla yanına yaklaşamaz. Ancak kara deliğin içine indirilirlerse, mesafe ve ip uzunluğu sonludur ve ivme sonsuza ulaşacaktır. Bunun nedeni, gözlemcinin olay ufkunu geçememesidir.
Bir kara deliğin olay ufku kabaca dört milyon kilometre genişliğindedir. Olay ufkundan bir kez geçtiğinde, onun çekiminden hiçbir şey kaçamaz. Olay ufkunu geçen her şey ya ezilir ya da kara deliğin yerçekimi kuyusuna çekilir. Bu nedenle, ondan hiçbir parçacık veya elektromanyetik radyasyon kaçamaz. Bu, evrenin en gizemli gizemlerinden biridir. Neyse ki, uzayın bu bölgesini çevreleyen gizem için oldukça iyi açıklamalarımız var.
Bir Kuark ve Gluon Sıvısının Fiziği
Süper kütleli bir kara deliğin içindeki şarlatan ve gluon sıvısının fiziği henüz keşfedildi. Plazma, kuark ve gluon adı verilen yüklü iyonların bir karışımıdır. Gluonlar nötr iken kuarklar kesirli yüklere sahiptir. Bir atom çekirdeğini oluşturan protonlar ve nötronlar da dahil olmak üzere bir kompozit parçacıklar ailesi olan hadronların içinde sıkıca paketlenirler. Kuark içeren ağır parçacıklar, yüksek enerji seviyelerinde çarpışır, geçici olarak serbest bırakılır ve sonunda kaybolur.
Bu temel parçacıkları inceleyen fizikçiler, sistemin, ideal bir gaz gibi davranan, yüksek etkileşimli, düşük viskoziteli bir sıvı olduğunu, ancak parçacıkların aynı anda birbirlerine kuvvet uyguladıklarını bulmuşlardır. Bir eksen boyunca diğerinden daha hızlı yayılır. Bu özellikler hidrodinamik yasaları kullanılarak yeniden üretilebilir.
İlk evren düşünülemeyecek kadar sıcak bir plazmaydı, ama sonunda soğudu ve basınç azaldı. Bu, daha fazla bölgenin kara deliklere dönüşmesine katkıda bulunmuş olabilir. Fizikçilerin kuark-gluon plazmasının fiziğini keşfetmeleri onlarca yıl sürse de, yeni araştırma bu nesnelerin neden bu kadar zor olduğunu açıklamaya yardımcı oluyor. Yeni bulgular, akıl almaz derecede tuhaf olmanın yanı sıra, diğer gök cisimlerinin varlığını ve evrenimizin kökenlerini açıklamaya da yardımcı oluyor.
Bu soruları cevaplamak için öncelikle güçlü etkileşimin ne olduğunu anlamalıyız. Bu, atom çekirdeğini bir arada tutan dört temel etkileşimden biridir. Gluonların değişimi, bu etkileşimin birincil mekanizmasıdır. Elektromanyetik etkileşimdeki fotonlar gibi, gluonlar da diğer parçacıklarla etkileşime girer. Ayrıca, gluonlar ve kuarklar da birbirleriyle etkileşime girebilir.
Yorum Yok