Hepimiz izlediğimiz bilim kurgu filmlerinin yanı sıra bir karadeliğin içinde ne olduğunu merak ederiz. Yaşadığımız evren gizemli yönleriyle varoluşsal sırlarımızı saklamaya devam ederken, birçoğumuz gerçeği bilmeye cesaret edemeyiz. Süper kütleli bir karadeliğin içindeki evrende, neler olduğunu anlamaya çalışan herhangi bir tür olabiliriz. Olay ufkunu hiçbir ışığın veya bilginin geçemeyeceği gerçeği; karadeliklerin tam olarak ne olduğunu bilmemizi engellemektedir. Ancak zaten bir karadeliğin içindeysek, yani tekilliğe Schwarzschild yarıçapından daha yakınsak; o halde temelde hiçbir şey bizi içeride ne olduğunu bilmekten alıkoyamaz.

Bir karadeliğin derinliklerinde, yerçekimsel tekillik olarak bilinen; uzay-zamanın sonsuzluğa doğru kıvrıldığı ve içinden geçen her şeyin hayatta kalabileceği bir bölge vardır. Araştırmacılar, karadeliğin merkezinde arka kapı gören bir solucan deliğinden çıkış yolu olabileceğini öne sürüyorlar. Bu teoriye göre, karadeliğe düşen herhangi bir nesne kütle çekiminin fazlasıyla artmasından dolayı spagetti gibi uzayarak incelir; ancak evrenin farklı bir bölgesinde ortaya çıktığında normal boyutuna geri döner. Corpuscular Physics Enstitüsü’nden fizikçiler, tekilliği uzay-zamanın geometrik yapısındaki bir kusur olarak gören yeni bir senaryo önerdiler. Bu fikri test etmek için araştırmacılar, bir karadeliğin içindeki aktiviteye daha iyi uyan; grafen katmanına benzer geometrik yapılar kullanarak alışılmadık bir yaklaşım benimsemekte. Karadelikler, yerçekimi hakkında yeni fikirlerin denendiği teorik bir laboratuvar olarak görülmeye başlandı. Dolayısıyla doğada gözlemlenen gerçeklerden ilham alarak tüm olası seçenekleri araştırmalıyız.

KARADELİKLER TAM OLARAK NEDİR?

Karadelik, büyük maddelerin yeterince küçük bir alana sıkıştırılmasıyla oluşan; son derece yüksek yoğunluklu bir bölgedir. Örneğin Dünya 4,38 mililitrelik bir su damlasına sıkıştırılabilirse; bu bir karadelikle sonuçlanacaktır. Bu şekilde oluşturulan hacme karşılık gelen yarıçap ise Schwarzschild yarıçapı olarak adlandırılır.

Karadelikler, yerçekiminin çalışma mekanizmasını aydınlatan bir dizi özellikle ilgilidir. Yerçekimini, büyük cisimlerin varlığında uzay-zamanın bükülmesi olarak açıklayan genel görelilik ilkelerine dayanarak; karadeliklerin uzay-zamanda hiçbir nesnenin kaçamayacağı kadar güçlü yerçekimi etkisi gösteren gizemli bölgeler olduğu söylenebilir. Biraz daha iyi anlamak için bazı kavramlara bakalım:

OLAY UFKU

Olay ufku, bir karadeliğe yaklaşırken oluşan sınırdır ve ötesindeki herhangi bir olay dışarıdaki gözlemciyi etkileyemez. Bu tanım, genel görelilik prensipleri altında 1958 yılında David Finkelstein tarafından açıklandı. Aynı kavramın 1784’te John Michell tarafından önceki tanımı; yerçekiminin, ışığın bile kaçamayacağı ölçüde arttığı yoğun ve büyük bir nesneye yakın bölge anlamına geliyordu. Kavram önemli ölçüde değişmiş olsa da tanımlamaların kesinliği yansıtacak şekilde sürekli olarak iyileşmesi dikkate değerdir. Son yıllarda ise olay ufkunun yeni tanımları fizikçi Stephen Hawking’den geldi. Hawking, kütle çekimsel çöküş gibi kozmik olguların görünür ufuklar oluşturmasına rağmen; olay ufuklarını oluşturmadığı ve dolayısıyla olay ufuklarının karadelik varlığının nihai göstergesi olduğu kanısına vardı.

TEKİLLİK

Genel görelilik; karadeliklerin merkezindeki uzayda, karadeliğin tüm kütlesini içeren bir bölgenin olduğunu öngörür. Bu noktada bildiğimiz fizik yasalarının artık geçerli olmadığı varsayılıyor. Tekillik, temelde sonsuzluğun çöktüğü bir uzay olduğundan dolayı matematiksel olarak sıfır alanlıdır.

SCHWARZSCHİLD YARIÇAPI

Kurtulma hızının ışık hızına eşit olduğu olay ufkunun yarıçapıdır.

ERGOSFER

 Eğer bir karadelik dönüyorsa; kütlesinin büyüklüğü sebebiyle etrafındaki uzay-zaman da döner. Dönen bu bölgeye ise ergosfer denir.

FOTON KÜRESİ

Olay ufkundan önce, fotonların içine düşmeden karadeliğin etrafında güvenli bir şekilde dönebilecekleri yörüngedir.

KARADELİKLER NASIL OLUŞUR?

Bir yıldız, yakıtı bittiğinde kendi içine çökebilir. Güneş kütlesinin yaklaşık üç katı kadar olan daha küçük yıldızlar için; yeni çekirdek bir nötron yıldızı veya beyaz cüce olacaktır. Ancak çok daha büyük bir yıldız çökmeye başladığında, sıkışmaya devam eder ve bir karadelik yaratır. Yıldızların tek tek çökmesiyle oluşan karadelikler daha küçüktür; ancak inanılmaz derecede yoğundur. Böyle bir karadelik, Güneş’in kütlesinin üç katını veya daha fazlasını şehir boyutundaki bir alana sığdırır. Bu da etrafındaki nesneleri çeken devasa miktarda yerçekimi kuvvetine yol açar. Karadelikler; etraflarındaki galaksiden gelen toz ve gazı, boyut olarak büyürken tüketir.

KARADELİKLERİN ÖLÜMÜ

Karadelikler, temelde olay ufkunun yakınında kuantum etkilerinin birikmesiyle oluşan ve Hawking radyasyonu olarak bilinen bir olgu nedeniyle ölebilirler. Ancak bu çok uzun bir zaman alır ve evrendeki her şeyin son karadelik ölmeden önce tamamen yok olduğu tahmin ediliyor.

BİR KARADELİĞİN DÖNMESİ

Çok büyük yıldızlar öldüğünde çekirdekleri kendi çekim kuvvetleri altında çökerek karadeliklere dönüşür. Bu, çok büyük bir şeyin fazlasıyla küçük duruma gelmesi demektir. Evrende olabilecek en küçük nesne gibi mesela. Ancak yıldızlar dönüyor ve evrenimizin temel bir özelliği vardır: Dönen şeyler dönmeyi bırakmak istemez. Buna açısal momentum denir. Dönen ve küçülen bir şey daha hızlı döner. Dolayısıyla bir yıldız çekirdeği çökünce çok daha hızlı dönmeye başlar; ta ki bir karadeliğe dönüşene kadar. Böylece karadelik dönmeye devam eder.

Dönmeyen karadelikler gibi; dönenlerin de bir olay ufku ve çekirdeklerinde tüm kütlesinin yoğunlaştığı bir tekillik bulunmaktadır. Ancak noktalar dönemez; yani dönen bir tekillik olamaz. Onun yerine bir halka vardır. Bu; kalınlığı ve yüzeyi olmayan, çok hızlı dönen ve karadeliğin tüm kütlesini içeren bir halkadır. Karadelik o kadar hızlı döner ki; uzay-zamanı değiştirir. Böylece karadeliği saran ergosferi oluşturur. Ergosferde ise hiçbir şey mantıklı değildir. Sabit bir karadeliğe düşmek, bir çukurdan aşağıya kaymak gibidir. Dönen bir karadeliğin ergosferinde olmak ise sarmal giden bir akıma kapılmak gibidir.

EİNSTEİN ROSEN KÖPRÜLERİ

Teorileşen solucan deliklerinin ilk türleri Einstein Rosen Köprüleriydi. Einstein, bütün karadelikleri sınırsız paralel evrenlere açılan bir tür geçit olarak tanımlıyordu.

Boş uzay-zaman düzdür; ancak üzerindeki nesneler tarafından bükülebilir. Eğer bir nesneyi yeterince sıkıştırırsak, etrafındaki uzay-zaman bükülmeye başlar. Nihayetinde uzay-zaman o kadar eğilir ki; çökerek karadeliğe dönüşmekten başka seçeneği kalmaz. Tek yönlü bir karadelik, her şeyin girebileceği fakat hiçbir şeyin kurtulamayacağı ve atomlarına ayrışıncaya dek kapana kısılacağı olay ufkunu oluşturur. Ancak burada belki de tekillik yoktur. Bir ihtimale göre olay ufkunun diğer tarafı evrenimizin ayna görüntüsü gibidir ve zaman tersine akar. Evrenimizde nesneler karadeliğin içine düşer; tersine akan zamanın olduğu paralel evrendeki karadelik ise büyük patlamadaki maddeleri uzaya bırakır. Bunlara beyazdelik denir. Ancak maalesef Einstein’ın Rosen Köprüleri günümüz şartlarında geçilemez. Karadeliğin diğer tarafındaki evrene ulaşarak bilgiyi kendi evrenimize getirmek sonsuz zaman sürer ve ortada koparlar.

Bir karadelik oluşturmak için yoğunluğun güneşin merkezinden çok daha yüksek olması gerekir ve fark etmediyseniz; uzay çoğunlukla boştur. Genişleyen evren ve yoğunluk sorunu, başlangıçta büyük bir patlama olmadığı; ancak uzayın genişlemesine neden olan sürekli bir madde yaratımı olasılığını arttırıyor.         

Evrenimiz bir karadeliğin oluşmasıyla yaratılmış olabilir. Diğer evrendeki karadelikler daha fazla madde emerken; evrenimiz bu karadeliklerin yarıçapının boyutuyla orantılı olarak genişler. Karadelik dış evrende büyüdükçe; daha fazla maddeyi ve radyasyonu emerek evrenimizin daha hızlı genişlemesine neden olur. Hızlandırılmış genişlemeye sebep olan karanlık enerji de bu olguyla açıklanabilir.

Şimdi ufkunuzu genişletin. Görünür evrenimizin sınırları dışında ne biliyoruz? Belki de evrenimizin dışında başka bir süper evren var ve orada yaşayan zeki varlıklar, bir karadelik olarak görünen evrenimizi inceleyerek buradaki fizik yasalarının nasıl işlediğini merak ediyorlar. Hatta belki ışık hızını geçmişlerdir; bunu asla kesin olarak bilemeyiz.