Kara Delik Nedir?

Kara delik, kendi öz ışığını soğuran, son derece yoğun, görünmez ve sanal gökcismi. Kara delikler belki de olabilecek en şaşırtıcı gökcisimleridir, çünkü bu ci­simlerin özellikleri bizi metafiziğin sı­nırlarına kadar götürmektedir. Bir gökcisminin, çekimi kendi öz ışığını tutmasını sağlayacak biçimde yoğun bir noktaya (bir başka deyişle, sonsuz küçük boyutlara) indirgenmesi ve bu noktada, hem uzayın hem de zamanın tümüyle değişikliğe uğradığı düşünce­si, kavrayış gücünü gerçekten aşmak­tadır. Bununla birlikte, böyle bir dü­şünce yeni sayılmaz: Fransız gökbilimcisi Laplaee, daha 1796’da. Exposition du systeme du monde (Dünya Sis­teminin Açıklanması) adlı yapıtında ışınımı güçlü bir çekim tarafından en­gellenen karanlık gökcisimlerinin var­lığına değinmişti. Daha bilimsel bir ta­nımı, 1916’da Alman Karl Schwarschild yaptı: Gerçekten de, Schvvarschild’in aşırı yoğun bir gökcisminin çevresindeki uzayı, bağıllık kuramına dayanan hesaplarla belirlemesi sonu­cu kritik yarıçap (Schwarschild yarı­çapı) kavramı ortaya çıktı. Bu yarıça­pın berisinde bir gökcismi varolamazdı, çünkü cisim burada bir bakıma görsel Evren’den “çıkmaktaydı”. Bi­zim fiziğimizin evreniyle hiç bilinme­yen bir evren arasındaki sının oluş­turan bu kritik boyut, son derfece bü­yük, suyunkinin 10¹⁴ katından fazla bir yoğunluğun düşünülmesine yol aç­tı.

Kara delikler, ancak 1971’den sonra, X ışınları gökbiliminin, gökyüzünün belirli bölgelerinde (özellikle Kuğu takımyıldızı içinde, dünyadan 6 000 ışık yılı uzaklıktaki “Cygnus X-l” kayna­ğının yakınında) bunların varlığının düşünülmesine olanak vermesiyle bir araştırma konusu oldu. Çünkü, tanı­ma göre, bir kara delik görünmez; bu gökcismi varsa, ancak dolaylı olarak, çevresinde oluşturduğu tedirginlikler­den, düzensizliklerden algılanabilir (sözgelimi, bunlar görünebilir bir yıl­dızın çevresindeki bir yörüngede bu­lunuyorlarsa yıldızda bazı değişme­ler olabilir). Kara delik, bu yıldızın maddesini ek bir disk oluşturacak bi­çimde (yani “yığılma” ile) soğurur, kendine doğru çektiği gazlar da sar­mal bir hareket yaparak, gerçek bir kozmik girdap oluştururlar. Bu ola­ğanüstü boyutlu girdaptan doğan sür­tünme kuvvetleri, bir milyar kelvine yaklaşan bir sıcaklık artışına neden olurlar. Bu olayın sonucunda X ışın­ları bölgesinde, çok kısa dalga boy­lu bir ışınım yayımlanır. Bazı yıldızla­rın çevresindeki yörüngelerde X kay­naklarının bulunması, böylelikle, ka­ra deliklerin varlığından yana güçlü bir kanı oluşturur.

Kara delik olayının tam olarak kav­ranması, karmaşık matematik formül­lerin bilinip kullanılmasını gerektirir; işte bu nedenle söz konusu gökcisim­lerinin varlıkları önce kuramsal ola­rak kabul edilmiştir. Ama gene de so­run, daha anlaşılabilir olan Newton mekaniğine indirgenerek yalınlaştırı­labilir. Gerçekten de, herhangi bir gökcisminden kurtulma hızının, bu gökcisminin kütlesiyle doğru, merke­zine olan uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğu bilinmektedir. Demek ki, kara delik, evrenimiz içinde düşünülebilen en yüksek hıza, yani ışık hı­zına eşit bir kurtulma hızına erişilin­ce belirir. Bunun için de, belli bir küt­lenin indirgenmiş (küçülmüş) bir ha­cim içinde hapsedilmesi, bir başka de­yişle, yoğunluğunun çok yüksek olması gerekir. Schwarzschild formülü, uy­gun yarıçapın hesaplanmasını sağlar: Rc = 2 GM/ c²; G = 6, 671.10 “(evren­sel çekim sabiti); c = 2, 998.10³ ml sn (ışık hızı) [M, söz konusu gökcisminin kütlesidir], Böylece, çapı 5,9 km’ye irfebildiğinde Güneş’in bir kara delik olacağı hesaplanır; Yer içinse, kritik çap çok daha küçüktür: Yalnızca 18 milimetre. Bu kuramsal olarak böyledir, çünkü söz konusu gökcisimlerini böylesine küçük boyutlara indirgeye­bilmek için uygun bir fiziksel süreç ge­reklidir; böyle bir şey de bugün için bilinmemektedir. Buna karşılık büyük kütleli yıldızlar için böyle bir yol var­dır: Genel çekime bağlı çökme. Gerçekten de, gökfizikçileri kütlesi Güneş kütlesini 3,5 kez aşan bir yıldızın art arda bir dizi büzülmeye uğrayacağı ve bu büzülmelerin onu nötron yıldızı ev­resinin ötesine götüreceği kanısındadırlar. Bir başka deyişle, pülsarların varlık nedeni olan nötronların yapış­ması (birleşmesi), gökcisminin kendi kütlesinden doğan çekim kuvvetlerini dengelemeye yeterli olmayacak ve bu durum sınırsız bir çökmeye yol aça­caktır. Bu çöküntü yıldızın, belirli bir anda, Schvvarzchild’in kritik yarıça­pını aşmasını sağlar; bu kritik yarı­çapsa elektromagnetik ışınların, özel­likle görsel ışığın “saklı” bulunduğu küreyi sınırlar; o zaman yıldız bir ka­ra delik olacaktır. Eskiden kara delik­lerin varlığıyla ilgili kesin hiçbir ka­nıt yoktu. Ama nötron yıldızlarının, gözlenmesinden (1967’de) önce ku­ramsal yoldan (1932) ortaya çıkarıl­ması olayındaki gibi, kara deliklerin var olduğu da düşünülmektedir, çün­kü bunlar da aynı süreç içinde yer alırlar.

Hadi Paylaş!