Kara deliklerin gizemi biz insanlar için büyük bir soru işareti. Uzayın bu vakumlarının bir yok etme makineleri mi yoksa başka evrenlere açılan kapılar mı bilmiyoruz. Evrenin bizim gelişip kara delikleri keşfetmemizi bekleyeceğini de düşünmüyoruz. Peki kara delik nedir, kara delik oluşumu nasıl gerçekleşir, özellikleri konusunda yeterince bilgi sahibi miyiz? En azından kısmen. Hadi evrenin bu vahşi Dyson elektrikli süpürgeleri neymiş kapsamlı bir şekilde öğrenelim!
İçindekiler
Kara Delik Nedir?
Kara delik, evrenin belirli noktalarında oluşan, en hızlı varlık olan ışığın kendisi dahil her şeyi yutabilen ve tüm bunları yaparken gözünü bile kırpmayan devasa kütleli bir vakumdur. Merkezlerine bakıldığında, kara deliklerin kara maddeden oluştuğu düşünülür ama tamamen normal maddeden oluşurlar.
Bir Kara Delik Nasıl Oluşur?
Kara delik oluşumu, devasa kütleye sahip yıldızların merkezlerine doğru çökmesi ve basınç nedeniyle patlamasıyla olur. 20 Güneş kütlesine sahip bir yıldızın patlaması %40 oranla kara delik oluştururken bu oran 60 Güneş kütlesine sahip bir yıldızın patlamasında %100’e çıkar. Ayrıca iki nötron yıldızının çarpışması da bir kara delik oluşturabilir.
Kara deliğin oluşması için bir yıldızın kendi kütleçekimine yenik düşmesi gerekir. Bunun sonucunda merkezindeki elementler içe doğru çökmeye başlar. Böylece atomların etrafındaki elektronlar birbirlerine daha da yaklaşır ve atomlar birbirlerini itmeye başlar. Bu durumun sonucunda büyük bir enerji patlaması gerçekleşir. Bu patlamadan sonra geriye sıkışmış halde bir çekirdek kalır ve eğer patlayan gök cisminin kütlesi yeterince büyükse bir tekilliğe döneşerek kara delik olur.
Kara Delikler Nasıl Ölçülür?
Kara deliklerin tanımları yalnızca üç parametreye bağlıdır: Kütle, elektriksel yük ve açısal momentum. Bu üç parametreyi 1967’de ortaya atan Werner Israel’in "saçsızlık kuramı"na borçluyuz. Kara deliklerin boyu, biçimi gibi diğer özellikleri bunlarla belirlenir.
Kara Deliklerin Yapısı
Bir kara delik 6 kısımdan oluşur:
Olay ufku: Işığın ve diğer maddelerin kaçamadığı bölge.
Tekillik: Kara deliğin tam merkezinde bulunan ve kütleçekimin sonsuz olduğu varsayılan bölge.
Ergosfer: Olay ufkuna girmeden önceki kara deliklerin dönen bölgesi.
Foton Küresi: Kütleçekimin çok yüksek olduğu için ışığın dönmesine neden olan, olay ufkunun dışındaki hat.
Yığılma diski: Kara deliğin çekim kuvveti nedeniyle çevresindeki malzemenin yörüngesel hareketiyle oluşmuş yapı.
Jet akışları: Kara deliğin yörüngesinden jet hızıyla kurtulan malzemelerin genel adı. Kuasarlarda olur.
Kara Delikler Döner Mi?
Evet, evrendeki her şey kütleçekiminin maddeleri bir araya getirmesiyle meydana gelir. En ufak bir çekim kuvvetinin bile varlığı bize o cismin döndüğüne işaret eder.
Kara Delikler Evrende Hareket Eder Mi?
Kara delikler çökmüş yıldızlar oldukları için yıldız gibi davranırlar ve onlar da uzayda hareket ederler. 2014’te İspanyol bilim insanları, Lacerta takımyıldızında bulunan bir kara deliğin bir Be sınıfı yıldızın etrafında döndüğünü buldu.
Kara Delikler Büyür Mü?
Evet, kara delikler, yakınlarındaki gaz, toz ve yıldızları içine çekerek büyüyebilirler.
Bir Kara Delik Nasıl Yok Olur?
Kara delikler, hawking radyasyonu denilen enerji kaçısı ile kütlelerini zamanla kaybedebilirler. Kara deliğin merkezinden bir akış halinde kaçan enerji zamanla deliği küçültür ve en sonunda da kara delik yok olur.
Bir Kara Deliğin Yok Olması Ne Kadar Sürer?
Hawking radyasyonu çok hızlı bir olgu olmadığı için ortalama boyuttaki (100 - 100.000) bir kara deliğin yok olması yaklaşık 10 milyar yıl (10.000.000.000 yıl) sürer.
Kara Deliğin İçinde Ne Var?
Peki bir kara delik içinde ne var? Aslında hiçbir şey yok çünkü kara delik içi tamamen uzay ve zaman konseptlerinden arınmıştır. Bunun tek sebebi her şeyin kütleçekimi yüzünden bir noktaya, yani tekilliğe çekilmesi ve orada hapsolmasıdır.
Kara Deliğe Girersek Ne Olur?
Peki bir kara delik bizi içine çekerse ne olur? Tamamen mantıksal bir senaryoda, olay ufkuna dahi varamadan ölürsünüz. Kütleçekimi, kara deliğin merkezine yaklaştıkça artar ve kinetik enerji X ışını radyasyonu yayar. Radyasyon sizi öldürmese bile gelgit etkisi, yani merkezin sizi kendisine doğru çekerken uyguladığı güç sizi parçalara ayırır.
Ancak önceki senaryodaki hiçbir şeyin yaşanmadığını düşünelim. Kara deliğin içine çekildiniz ve olay ufkundasınız. Zaman kavramı artık sizin için olmaz çünkü ışık yoktur, yani zaman akmaz. Dışarıdan sizi gözlemleyen birisi için havada asılı görüntünüz orada kalır çünkü ışık orada hapsolmuştur. Bu sırada evrenin gözünüzün önünden akıp geçtiğini de görürsünüz. Çünkü kara deliğin içinde kaldığınız her 1 saat, 100.000.000 Dünya yılına eşittir.
Kara Deliklerin İçi Hakkında Teorileri
Şimdiye kadar ortaya pek farklı kara delik teorisi atılmıştır:
Klonlanmak: Olay ufkuna girerken kavrulursunuz ve sizi gözlemleyen birisi sizi ölü olarak kabul eder. Ancak kara deliğin içine girerken ölmemişseniz bu sizin ne hayatta ne de yaşıyor olduğunuzu gösterir.
Spagettileşmek: Olay ufkuna girdiğinizde kütleçekimi o kadar yüksek olur ki bu güç sizi yassılaştırır.
Zamanda Yolculuk: Kara delik zaman kavramı uzayda farklı işler. Bir kara deliğe girip çıktığınızda aslında zaman yolculuğu yapmış olursunuz.
Beyaz Delikten Çıkmak: Teorik olarak, kara deliklerin yuttuğu her şeyi alternatif bir evrene tüküren bir beyaz delikten çıkarsınız.
Kara Delik Türleri
Evrenimizde 5 tane kara delik türü vardır:
İlksel kara delikler
Orta kütleli kara delikler
Yıldız kütleli kara delikler
Süper kütleli kara delikler
Kuasarlar
İlksel Kara Delikler
Evrendeki en düşük kütleleri kara deliklerdir ancak varlıkları şu ana kadar ispatlanamamıştır. Büyük Patlama’da oluştukları düşünülür ve boyutları çok küçüktür.
Yıldız Kütleli Kara Delikler
3 ila 20 Güneş kütleli kara deliklere denir. Bir yıldızın kendi içine çökmesiyle oluşurlar ve süpernova veya gama ışını patlamaları sayesinde gözlemlenebilirler.
Orta Kütleli Kara Delikler
100 ila 10.000 Güneş kütlesi aralığındaki kara deliklerdir. Yakın zamanda varlıkları ispatlanmıştır. 1970 yıllarında orta kütleli kara deliklerin küresel yıldız kümelerinde oluştuğu ortaya atıldı ancak bu hipotezi destekleyecek gözlem teknolojisi yoktu. 2019’da 85 ve 65 Güneş kütleli iki kara deliğin çarpışması sonucunda 142 Güneş külteli bir kara delik oluştu ve bu birleşme 8 Güneş kütlesinde bir yer çekimsel dalga sinyali yaydı. Bunu yakalayan gözlemciler, orta kültlei kara deliklerin varlıklarını ispatlamış oldu.
Süper Kütleli Kara Delikler
100.000’den yüksek Güneş kütleleri ve birkaç milyara kadar ulaşabilen kara deliklerdir. Süper kütleli kara deliklerin gelgit etkisi daha küçük deliklere göre daha düşütür. Olay ufkunun genişliği ile gelgit kuvvetinin şiddeti ters oranda işler. Bunun nedeni, küçük kütleli kara deliklerin merkezleri olay ufkunun daha yakınında, süper kara deliklerin ise daha uzakta olmasından kaynaklanır. Yani bir süper kütleli kara deliğin olay ufkunun derinine düşmedikçe gelgit etkisi sizi parçalamaz.
Kuasarlar
Bir kuasar son derece parlak bir aktif galaktik çekirdektir. En basit haliyle, iki tarafından enerji fışkıran bir kara deliktir. Çekirdekten gelen emisyon, gazlı bir yığılma diski ile çevrili, milyonlarca ila on milyarlarca güneş kütlesi arasında değişen bir kütleye sahip süper kütleli bir kara delik tarafından desteklenmektedir. Bu jetler, maddelerin olay ufkundan hızla kurtulmaları ile olur.
İki Kara Delik Çarpışması ve Sonucu
İki kara delik birbirlerinin çekim alanlarından kurtulamayacak kadar yaklaşırlarsa birleşir ve daha büyük bir kara delik olur. Bu olay o kadar şiddetlidir ki, birleşme sırasında uzay dokusunda yüksek dalgalanmalar ortaya çıkar.
Bir Kara Deliğin Yıldızı Yutuşu Nasıl Olur?
Kara deliğin kütleçekimine yakalanan herhangi bir yıldız, giderek kara deliğe doğru çekilir. Çekim şiddeti yüzünden gerilmeye başlar ve daha da yaklaştığında patlayarak kara deliğin çevresinde spiral bir gaz bulutu oluşturur. Salyangoz kabuğuna benzeyen bu bulut, merkeze doğru çekilir.
Bir Kara Delik Nasıl Gözlemlenir?
Kara delikler; x ışınları, ışık veya diğer elektromanyetik ışınları algılayan teleskoplar ile direkt olarak gözlemlenemezler. Bu yüzden kara delikleri gözlemlemenin iki farklı yolu vardır: Yer çekim etkisi ve çevredeki maddelerin etkileşimi.
Yer çekimi etkisiyle gözlem için örnek olarak, Samanyolu'nun merkezinde tüm yıldızların sanki çok yoğun bir kütlenin etrafında dönüyormuş gibi döndüğü boş bir nokta görürüz. Bu noktanın kara delik olduğunu çekim kuvvetinden anlarız.
Maddelerin etkileşimleri ise kara deliğe bir madde düştüğünde gerçekleşir. Madde içeri düştükçe, kara deliğin etrafında çok ısınabilen bir diske yerleşir. İçeri düşerken açığa çıkan enerjinin bir kısmı ışığa dönüşür ve biz bunu örneğin X-ışınları olarak görebiliriz.
Çekilen İlk Kara Delik Fotoğrafı
Nisan 2017’de gözlemleri başlanan ve 2019’da ortaya fotoğrafı çıkan, Başak takımyıldızında Dünya'dan 54 milyon ışık yılı uzaklıkta olan Messier 87 (M87) kara deliğinin fotoğrafı:
İlk Kara Delik Fotoğrafı Nasıl Çekildi?
Bir kara delik görüntüsü yakalamak inanılmaz zordur. Ancak bu Olay Ufku Teleskobu İş Birliği (EHT) ile 8 radyo gözlemevi bir araya getirilerek bir “süper Dünya teleskobu” oluşturuldu. İş birliğin ismi, kara deliğin olay ufkundan esinleniyor. Işık yayamadığı için olay ufkunun kendisini göremesek de kara deliğin etrafında dönen parlayan gazlar bulunur. Bunlar sayesinde kara delik “gölgede kalır” ve seçilebilir. Messier 87’den sonra Sagittarius A* kara deliğin fotoğrafı da bu şekilde çekilmiştir.
Çekilmiş Bütün Kara Delik Fotoğrafları
Bugüne kadar çekilmiş kara delik fotoğrafı toplam 2 tanedir. İki gerçek kara delik fotoğrafı:
Messier87'nin yakalanan ilk fotoğrafı (sol) - Saggitarius A*'nın yakalanan ilk fotoğrafı
NASA’nın Yakaladığı Kara Delik Sesi
Öte yandan 2003’te NASA kara delik sesi kaydetti. Dinlerken sesi biraz kısın çünkü bu kara delikten gelen ses o kadar da sevimli değil!
NASA Kara Deliğin Sesini Nasıl Kaydetti?
NASA, kara deliğin sesini kaydetmek için merkezde dönen sıcak gaz yığınlarından faydalandı. Uzay katı vakum halinde bir alan ama bu gazların yoğun olduğu bölgelerinde (mesela süpernovalar) bu durum geçerli değil. Ses, kinetik bir dalga olduğu için titreşimle yayılır ve gazların varlığını bunu mümkün kılar. İşte kara deliğin sesi bu şekilde yakalandı.
Dünya’ya En Yakın Kara Delik
Avrupa Uzay Ajansı’na (ESA) göre Dünya’ya en yakın kara delik 1.560 ışık yılı uzaklığındaki Gaia BH1’dir. Bu sizi korkutmasın çünkü 1.560 ışık yılı bize çok uzakta ve bize doğru hareket etmiyor. Yıldızı ile birbirlerinin etrafında döndükleri için bize yaklaşmaları olası değil.
Ayrıca Gaia BH1’in kütlesi Güneş’in üç katı olduğu için evrendeki en küçük kara delik lakabını da üzerinde taşıyor.
Dünya’ya En Uzak Kara Delik
Dünya’ya en uzak kara delik ve aynı zamanda evrendeki en eski kara delik, Dünya’ya 13 milyar ışık yılı uzaklığındaki ULAS J1342+0928 kuasarıdır. Büyük Patlama’dan 700 milyon yıl sonra oluştuğu tahmin edilen bu kuasar Boötes Takımyıldızı’nda bulunur ve Güneş’in 800 milyon katı kütleye sahiptir.
Evrendeki En Büyük Kara Delikler
Evrenin en büyük kara deliği Phoenix Kümesi’ndeki Phoenix A kara deliğidir. Dünya’dan 8,61 milyar ışık yılı uzaklığındaki bu kara deliğin kütlesi 100 milyar Güneş kütlesi kadardır. Karşılaştırma için, Samanyolu Galaksisi’nin merkezindeki Saggitarius A* kara deliği 4 milyon Güneş kütlesindedir.
Evrenin ikinci en büyük kara deliği ise Ton 618 kara deliğidir. Aslında Ton 618 bir kara delik değil, kuasardır. Dünya’dan 10,4 milyar ışığı uzaklıktaki bu devasa yapının kütlesi 66 milyar Güneş kütlesine eş değerdir.
Cebinizde Bir Kara Delik Olsa Ne Olurdu?
Uzun lafın kısası, Dünya direkt yok olurdu. Cebinize sığacak kadar küçük bir kara delik, Dünya’dan biraz daha büyük bir kütleye sahip olurdu. Siz anlamadan atomlarınızı parçalayarak içine çeker ve Dünya’nın merkezine doğru düşmeye ve Dünya’yı içten “yemeye” başlardı. Bu düşme gerçekleşirken Dünya da içindeki kara deliğin kütleçekim alanına uyum sağlamaya çalışarak yeni bir dönüş alırdı. Daha sonra Dünya tamamen bir gaz diski haline gelir ve Ay’ın yörüngesi de eliptik olurdu. Ancak Güneş Sistemi’ndeki diğer gezegenler ise yörüngelerinde dönmeye devam ederdi. En sonunda bu kara delik Dünya’nın yerine Güneş’in etrafında dönmeye başlardı. Dağdan gelip bağdakini kovmak tam olarak bu olsa gerek!
