Başka Bir Evrende, En Güzel Halinle: Beyaz Delik Nedir?
Günümüzde kara deliklerin varlığı kanıtlandı ancak bu gizemli kozmik vakumların varlığı bize başka sorular sordurdu: “Beyaz delikler olabilir mi?” ya da “Kara delikler varsa neden beyaz delikler yok?”. Düşündüğümüzde beyaz deliklerin varlığı mantıklı gelebilir çünkü yaşadığımız evren bir OKB hastası. Bir madde varsa onun antimaddesi olması lazım. Peki beyaz delik nedir, gerçek mi ve uzayın kurallarına uyuyor mu? Gelin bir göz atalım neymiş bu beyaz delik.
İçindekiler
Beyaz Delik Nedir?
Beyaz ya da ak delik, isminden de anlaşılacağı gibi kara deliğin tam tersidir: çevresindeki partikülleri içine çekmek yerine içindeki maddeleri uzay boşluğuna bırakır. Yine de, beyaz deliklerin de bir kütlesi ve çekim gücü olacağı için çevresindeki maddeleri kendine doğru çekecektir. Fakat maddeler olay ufkuna (ışığın kaçamadığı alan) giremeden itilecektir. Çünkü kara deliklerin zıttı oldukları için olay ufukları terstir, yani içine girilmesine izin vermez ve maddeyi iter. Ayrıca beyaz deliklerin varlığı kara deliklerin varlığına bağlıdır çünkü teorik olarak kara deliğe çekilmiş maddeleri dışarı atarlar.
Beyaz Delikler Nasıl Çalışır?
Beyaz deliklerin nasıl çalıştığını öğrenmeden önce kara delikler hakkında birkaç şey bilmek gerekir. Bir Schwarzschild kara deliğinde, içine düşmek sizi tekilliğe ve karanlığa götürür. Ancak yüklü bir Reissner-Nordstrom kara deliğinde, siz içine düşerken ışık sonunda sizi yakalayabilir ve sizi evrende başka bir yere tünelleyerek götürebilir. Diğer tarafa çıkış kapısı beyaz deliklerin kendisidir.
Teorik olarak kara delikler ile beyaz deliklerin arasında bir birleşme noktası olabilir.
Beyaz delikleri ters yüz edilmiş kara delikler olarak düşünebilirsiniz. Peki size bir soru sorayım, kara deliğe düşen bir madde nereye gider? Cevap normalde “merkezdeki tekillik” ama bu beyaz delik tartışmasına son veriyor. Sıklıkla düşünülen bir olasılık, tekilliğin sadece bir olay ufkuna düştükten sonra maddelerin "gittiği" bir nokta olmayabileceği ve aynı zamanda maddelerin "ortaya çıktığı" bir nokta da olabileceği. Madde için hikayenin "sonu" olmaktan ziyade, yeni ve farklı bir hikayenin "başlangıcı" olma ihtimali.
Büyük Patlama Bir Beyaz Delik Tarafından Mı Meydana Geldi?
Bu konu hakkında iki fikir var: İlki Büyük Patlamanın bir beyaz delik tarafından başlamasının imkansız olduğu. Bunun en yere basan kanıtı ise beyaz deliklerin var olması için bir uzay boşluğu gerekmesi. Hiçbir şeyin var olmadığı bir yerde beyaz delikler ortaya çıkamaz.
Bazı görüşlere göre kara delik tarafından yutulan maddeler beyaz delik olarak başka bir evrende tamamen farklı bir bilgi olarak salınır ve olası yeni bir evrenin başlangıcı olur. Zaman okunun ileri gittiği bir evrende kara delik tarafından yutulan bir "1" sayısı düşünün, bu sayı olay ufkuna girdiğinde artık "0"dır, beyaz delikten ise "-1" olarak yeni evrene giriş yapar.
Diğeri ise bir beyaz deliğin varlığının geleceğin önceden belirlenmiş olduğu anlamına gelmiş olması. Bir kara deliği karakterize eden şey, yalnızca dışarıdan içeriye doğru geçilebilen bir olay ufkudur. Geçmişte ortaya çıkan hayat çizgileri bu ufukla kesişebilir ya da kesişmeyebilir. Geleceğe uzanan hayat çizgileri ufukta ortaya çıkamaz. Şimdi bunun tersini düşünün, işte size bir beyaz delik: Geçmişte ortaya çıkan hayat çizgileri ufukla kesişemez çünkü o beyaz deliğin varlığı önceden belirlenmiştir. Yani hiçbir şey içine giremez. Ancak bu nedensellik ilkesini ihlal eder: Geleceğin şimdiyi belirlemesi. Yine de bazı görüşler devasa bir beyaz deliğin Büyük Patlamaya neden olduğunu ve evrenimizin deliğin olay ufkunda asılı kaldığını savunuyor.
Beyaz Deliklerin Tekilliği Var Mı?
Beyaz deliklerin merkezlerinde tıpkı kara delikler gibi bir tekillik ve olay ufku olması gerekiyor. Çünkü foton dışında hiçbir şey kütlesi olmadan herhangi bir evrende var olamaz. Bu nedenle beyaz deliğin de bir kütlesi ve kütleçekimi var. Bunlar da merkezdeki tekilliğin beraberinde getirdiği özellikler.
Beyaz Deliğe Girilebilir Mi?
Bir beyaz deliğe girmek için geçmişe zaman yolculuğu yapmak gerekir. Bu mümkün değildir. Entropide (rastgelelik veya belirsizlikte) kompleks nesneler için zaman oku daima ileriye doğru hareket eder. Bir beyaz deliğe girmek, kişinin doğumuna geri dönmesi gibi olacağı için en azından bizim evrenimizde mümkün değildir.
Beyaz Delik Gerçek Mi?
Einstein’ın genel görelilik kuramına göre beyaz deliklerin varlığı mümkün ancak bulunduğumuz evrende oluşamazlar. Bunun nedeni zamanın çoklu evrendeki her evrende tek yönlü bir sistem olması. Bizim evrenimizde zaman sadece ileriye doğru akabilir ve bu da bir beyaz deliğin yaratılmasını yasaklar. Öte yandan, çoklu evrendeki kardeş evrenimizde zaman sadece geriye doğru akabilir ve bu da kara deliklerin varlığını yasaklarken beyaz deliklerin varlığına kapı açar. Fakat beyaz deliklerin varlığı tamamen teori olduğu için gerçek olup olmadıkları kanıtlanmadı.
Daha Önce Bir Beyaz Delik Gözlemlendi Mi?
Her ne kadar çok anlaşılabilir olmasa da 2006’da 100 saniye süren bir gama ışını patlaması gözlemlendi. Özellikle 100 saniye olarak belirtilmesinin sebebi, bu patlamanın bir süpernova tarafından olmuş olması gerektiği, ancak ortada bir süpernova yoktu. 2011 yılında bunun bir beyaz delik olduğu iddiası ortaya atıldı.
Beyaz Delik Nasıl Oluşur?
Teorik olarak kara delik tarafından yutulmuş bir bilgi evrende kaybolur ancak kuantum fiziğine göre kaybolamaz ve bir yerde bulunması gerekir. Ancak yutulmuş bilgi entropi yasalarına uyamayacağı için (tekillik nedeniyle) zaman onun için ileriye akamaz. Bu bilginin iki kaderi vardır: Ya zaman onun için artık tersine akmaya başlar ve zaman oku geriye gittiği için beyaz delikten farklı evrene çıkar ya da Hawking radyasyonu ile yutulduğu evrene saf enerji olarak geri çıkar. Kaynak
Bir beyaz deliğin oluşması için zamanın zaman okunun (zaman akışının) geriye aktığı bir evren ile zaman okunun ileriye gittiği evrendeki bir kara deliğin gerekir. Bir madde, kara deliğin olay ufkuna girdiğinde o evrende yok olur, zaman oku onun için durur ve bulunduğu evrenden tamamen silinir. Şimdi bu oku tersine çevirelim ve kara deliğin merkez tekilliğinin aslında bir geçit olarak düşünelim. Elimizde artık zamanın tersine aktığı bir evrene çıkış kapısı var. İşte beyaz deliklerin oluşması için bu tür bir durum lazım.
Beyaz Deliklerin Solucan Delikleriyle İlişkileri Ne?
Hem beyaz hem de kara deliklerin merkezlerinde bir tekillik bulunur. Teorik olarak bu tekillikleri bir solucan deliği birleştirir ve böylece diğer evrene geçiş mümkün olur. Nasıl mı? Schwarzschild metriği, geometri için pozitif karekök çözümlerinin yanı sıra negatif karekök çözümlerini de kabul eder. Schwarzschild geometrisinin tamamı bir kara delik, bir beyaz delik ve ufuklarında bir solucan deliği ile birbirine bağlı iki evrenden oluşur.
Akış olan noktaların uçları beyaz ve kara deliğin tekilliklerini temsil eder, tam aralarında (kırmızı halka) ise iki tekillik arasında akışı sağlayan bir solucan deliği bulunur.
Genel Görelilik zaman simetrisine sahiptir. Termodinamiğin ikinci yasasını ve neden ile sonucun hangi yöne gittiğini bilmez. Ama biz biliyoruz. Ufkun dışındaki negatif karekök çözümü başka bir Evreni temsil eder. İki ayrı evreni birleştiren solucan deliği Einstein-Rosen köprüsü olarak bilinir.
Beyaz Delik Teorisi ve Yapılan Çalışmalar
Beyaz deliklerin teorik kökenleri 1964 yılında Rus kozmolog Igor Novikov'a kadar uzanmaktadır. Novikov, herhangi bir küresel kütleyi çevreleyen boş uzayın uzayzaman geometrisini tanımlayan Alman fizikçi Karl Schwarzchild'in çalışmalarını temel alarak Einstein'ın alan denklemlerine getirdiği çözümün bir parçası olarak kara deliklerin bir tür kozmik ikizi olarak beyaz delikler fikrini ortaya atmıştır. 1960 yılında matematikçi Martin David Kruskal, Schwarzchild'in çalışmasını kara delik tekilliğinin bir yansımasını içerecek şekilde genişletti, ancak bunu beyaz delik kavramına dönüştüren Novikov oldu.
Schwarzchild'in Einstein'ın alan denklemlerine getirdiği çözümler, bir kütlenin kritik bir yarıçapın (Schwarzschild yarıçapı) içine sıkıştırılması durumunda, kütleçekiminin ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü hale geleceği, başka bir deyişle bir kara deliğe dönüşeceği öngörüsünü içeriyordu. Ancak Schwartzchild'in tanımı, kara deliğin olay ufku ile tekilliğin teorik bir “negatif” versiyonu arasında, kara delik için teorik bir “ikiz” olasılığını ve şimdi solucan delikleri dediğimiz, uzaydaki nesnelerin teorik olarak büyük mesafeleri neredeyse anında geçmek için içinden geçebileceği uzay zamanındaki kıvrımları da içeriyordu.
Yakın zamana kadar fizikçiler beyaz delik olasılığını matematiksel bir alıştırma olarak ele aldılar. Beyaz delikler matematiksel olarak mümkün olabilir ancak "gerçek hayatta" imkansız olarak görülüyorlardı. Bunun bir nedeni, kimsenin gerçekte nasıl oluşacaklarına dair bir mekanizma bulamamasıydı. Bir yıldız çöktüğünde bir kara delik oluşur, ancak bunun tersi olarak bir yıldızın içine patlayan bir kara delik, entropi yasalarını ihlal eder yani zaman okunun ileri değil de geri gitmesinden bahsediyoruz.
Farklı bir teori ise beyaz deliklerin kara deliklerin ikizi olmadığını, çok kısa bir süreliğine de olsa bir kara deliğin ölümünden sonra başına gelenler olduğunu öne sürüyor. Ancak fizikçi Stephen Hawking'in çalışmaları, kara deliklerin aslında termal radyasyon (Hawking radyasyonu) yayabileceğini, bunun da kara deliğin yakınındaki kuantum vakum dalgalanmalarının sürekli olarak parçacık ve anti parçacık çiftlerine dönüşmesinden kaynaklandığını göstermiştir. Pozitif parçacık kaçarken, negatif anti-parçacık içeri düşerek kara deliğin kütle kaybetmesine neden olur. Hawking radyasyonu zamanla kara deliklerin kütlesini ve dönme enerjisini azaltır ve teorik olarak bir kara deliğin buharlaşmasına neden olabilir.
Ancak bu bir dizi soruyu da beraberinde getirir. Bunlardan biri, eğer bir kara delik buharlaşıp yok olabiliyorsa, yuttuğu bilgiye ne olacağıdır? Genel göreliliğe göre bu bilgi kaçamaz ve kuantum mekaniğine göre de silinemez. Bazı teorik fizikçilere göre cevap, bir solucan deliğinde kaybolması ve bir beyaz delikten çıkmasıdır.
1980’lerin sonunda önerilen ilk kara delik görüşü klasik beyaz deliklerin doğal hali üzerindeki dökülmeler olarak yorumlanabilir. Bazı araştırmacılar kara deliğin ana evrenin dışına doğru genişletilmiş hali olan yeni evrenin oluşmasını sağlayan çekirdekte meydana gelen büyük bir patlamayla oluştuğunu ileri sürüyor. Bir kara delik oluştuğunda çekirdekte yeni bir büyük patlama meydana geleceğini öngörürler. Bu büyük patlama bütün evrenin dışından gelen yeni bir evren yaratır.