fbpx
Connect with us

Fizik

Stephen Hawking’in Son Makalesi Yayımlandı !

Published

on

Dünya’nın en büyük fizik profesörlerinden olan Stephen Hawking, hatırlanacağı üzere Mart ayında hayatını kaybetmişti. Hawking’in, ölümünden birkaç gün önce tamamladığı belirtilen ve bilgi paradoksu ile alakalı olan makalesi Cambridge ve Harvard Üniversitesi’de birlikte çalıştığı bilim insanları tarafından düzenlenerek internette yayımlandı.

Stephen Hawking’in “Kara deliğe düşen cisimlerin fiziksel bilgisine ne olur?” sorusunu cevaplamak için 40 yıldan uzun bir süre “bilgi paradoksu” üzerinde üzerinde çalışıyordu. Bilgi paradoksunun kökeni Alman teorik fizikçi Albert Einstein’ın 1915’te yayımladığı genel görelilik kuramına dayanıyor. Bu teori kütle çekimini, maddenin uzay-zaman bükülmesi etkisiyle açıklıyor ve bu sayede gezegenlerin Güneş etrafında dönebildikleri tezini temel alıyor. Einstein, kara deliklerle ilgili önemli öngörülerde de bulunuyor. Teoride kara deliğinin bütün özelliklerini belirleyen üç unsurdan; kütle, elektriksel yük ve açısal momentumdan söz ediliyor.

Hawking, Einstein’den yaklaşık 60 yıl sonra kara deliklerin bir ısısının da olduğu tezini ortaya attı. Hawking’in teorisine göre sıcak nesneler uzayda ısı kaybettiği için kara deliklerin sonunda buharlaşarak yok olması gerektiğine işaret ediyor. Ama bilim insanlarına göre bu, bir paradoks yaratıyor. Zira kuantum dünyası kuralları, bilginin asla kaybolmadığını söylüyor ve “Bu durumda kara delik tarafından yutulan bir nesnenin içerdiği fiziksel bilgiye ne oluyor?” sorusu gündeme geliyor. Perry, “Kara deliğe bir şey atarsanız, yok olur gibi görünüyor. Sonrasında kara delik de yok olunca bu bilgiyi nasıl geri alabilirsiniz?” diyor.

Son makalede Hawking ve birlikte çalıştığı bilim insanları, bu bilginin en azından nasıl korunabileceğini ilişkin tezler ileri sürüyor. Makalede, kara deliğe bir madde atılınca kara deliğin sıcaklığının değişeceği aynı şekilde sıcaklığı arttıkça termodinamikte bir nesnenin iç düzensizlik ölçüsü olarak entropinin de artacağı belirtiliyor. Hawking’in makalesinde, bir kara deliğin entropisinin, ışığın yoğun kütleçekim gücünden kaçamayacağı nokta olan, kara deliğin olay ufkunun çevresindeki fotonlar tarafından kaydedilebileceği vurgulanıyor. Makalede, bu foton saçaklarına “Yumuşak saçlar” adı veriliyor. Cambridge Üniversitesi’nden teorik fizikçi Prof. Malcolm Perry “Bu makale, yumuşak saçların entropiyi açıkladığını ortaya koyuyor” diyor ancak bilgi paradoksunun sonunun gelmediğini daha ileri çalışmalara ihtiyaç duyulduğunu belirtiyor.
Kaynak: https://www.livescience.com/63812-stephen-hawking-final-paper-published.html ve BBC
Editör / Yazar: Kuzey KILIÇ

Astrofizik

Karanlık Madde Gerçekten Belirsiz Mi?

Published

on

Bilim insanları yıllardır karanlık maddeyi anlamaya ve evrenin 4’ te 1’ ini kaplayan bu gizemli maddenin sırlarını çözmeye çalışıyor. Görünmezlik pelerininin mantığını kavramamızı sağlayacak fikri arıyorlar. Devasa tek bir parçaymışçasına hareket eden binlerce küçük parçacığı inceliyorlar. Maalesef 28 Şubat’ta, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics dergisinde yayınlanan makaleye göre karanlık maddeyi elde etme girişiminden elleri boş ayrıldılar. Sonuçlara göre karanlık madde eğer gerçekten çok küçük maddelerden oluşuyorsa elde edilmesi çok zor ve diğer maddelerle etkileşime girmeyen bir madde olabilir. Karanlık madde evrenin en büyük sırlarından biri. Işıkla etkileşime girmiyor ama diğer maddeler üzerinde kütlesel çekim kuvveti uyguluyor. Evrendeki enerji ve maddenin dörtte birini oluştursa da bilim insanları onu henüz ne bulabildiler ne de neyden oluştuğunu çözebildiler.

Karanlığın Kalbi

Pek çok bilim insanı, karanlık maddenin zayıf etkileşimli büyük parçacıklardan (WIMP) oluşuyor olabileceğini düşünüyor. Ama bu teori karanlık maddeyi tam olarak açıklayamıyor. Örneğin, bu parçacıklar, galaksiler ağında astronomların henüz göremediği yapılar oluşturmalıydılar. Bu yüzden bilim insanları karanlık maddeyi farklı bir yönde aramaya başladılar, ultralight parçacıklarında. Araştırmanın yazarlarından Sergey Troitsky, “ Bir çok teori olsa da hiçbirinin destekleyici bir kanıtı yok, bu yüzden her ihtimali tek tek araştırmalıyız.” dedi. Bazı teorilerse ultralight karanlık maddenin diğer adıyla belirsiz karanlık maddenin elektrondan 10^28 kat daha hafif olduğunu ve bir dalgadan ziyade bulanık sınırları olan bulaşmış parçacık gibi hareket ettiği için “belirsiz” karanlık madde olarak adlandırıldığını iddia ediyor. Son araştırmalarla aktif galerilerdeki ışıkla bu maddeyi bulmanın bir yolu olup olmadığı araştırılıyor.

Karanlık madde evrenin çoğunluğunu kapladığından, eğer ultralight parçacıklarından yapıldıysa onlardan çok sayıda var olmalı. Durum böyleyse parçacıklar Bose-Einstein Yoğuşması gibi ultra soğukta birbirleriyle yapışık halde bulunuyor olmalılar, mesela bir saha gibi . Parçacıklar ışıkla etkileşime girmediğinden (ki zaten bu yüzden onları bulamıyoruz) bu saha hareket ettikçe polarize ışıkta etki bırakıp, ışığın hareketi sırasında ışınların yönünü değiştiriyor olmalı. Teoriye göre bu etki karanlık maddenin 325 ışık yılı kadar karşısındaki alanlarda görülebiliyor. Bu alanın salınımı da ultralight karanlık maddenin kütlesine bağlı. Bilim insanları bunu kullanarak karanlık maddenin kütlesini ölçmeyi umuyorlar. Karanlık maddenin etkisinden dolayı ışığın kutuplaşmasındaki değişiklikleri araştırmak için bilim insanları 10 teleskopun birleşimiyle oluşan Very Long Baseline Array isimli radyo-teleskopunun arşivlerini taradılar. Uzak galaksilerden ulaşan ışık ayrıntılı bir şekilde araştırıldığı için elimizde yeterli bilgi mevcut.

“Genellikle astrofizik alanında önceden yayınlanmış belgeleri inceleyerek araştırma yaparız ama bu kez araştırmacılardan kendi çalışmaları üzerinde incelemeler yapmalarını istedik ve çalışma taslağımız için gözlemsel verileri kullandık.” Dedi Troitsky.10 yıllık araştırmaları taradıktan sonra bilim insanları salınımları buldular ama bu bekledikleri türden değildi. Galaktik nükleuslar(çekirdekler) normalde belli bir frekans olmadan salınım yapar ama karanlık maddede durum böyle değildi. Bilim insanları galaksiler arası yapıları açıklayacak ultralight karanlık maddenin varlığına dair herhangi bir kanıt bulamadı. Yine de bu yokluğunun kanıtı olamaz. “Karanlık maddenin yer çekimi dışında bir kuvvetle etkileşime geçeceğinin garantisi yok, böyle bir maddeyi bulmak çok zor olsa da en basit açıklama bu.” Dedi Troitsky. “Karanlık madde hakkında emin olduğumuz tek şey, bilinen parçacık fiziğinin dışında kalması. karanlık maddenin yapısına ilişkin gözlemsel kanıtlara sahip olana dek tahminlere ve spekülasyonlara dikkat etmeli ve açık fikirli olmalıyız.” Dedi Telaviv Üniversitesi’nde gökbilimci olan Rennan Barkana.

Editör / Yazar: Şeyma SÜRÜCÜ

Kaynak: https://www.space.com/fuzzy-dark-matter-evidence.html

Continue Reading

Fizik

Çekilen İlk Karadelik Fotoğrafı Einstein’ın Görelilik Teorisini Kanıtlıyor

Published

on

Kara delik her zaman bilim kurgunun megastarları olmuşlardır. Ancak onların Hollywood’daki ünleri -şu ana kadar kimse gerçeğini görmediğini düşünürsek- biraz farklıdır. Eğer bir tanesini görmeden inanmam diyenlerdenseniz Event Horizon Teleskobu’na(EHT) teşekkür edin. Çünkü o bu güne kadarki ilk karadelik fotoğrafını çekti. Bu inanılmaz adım, tüm Dünyayı koca bir teleskoba çevirerek ve trilyonlarca kilometre ötedeki bir resmi çekerek gerçekleşti. Her ne kadar görkemli ve devrim yapıcı bir proje olsa da sadece bununla sınırlı kalmıyor. Bu aynı zamanda Albert Einstein’ ın uzayın ve zamanın doğası hakkındaki fikirlerinin, ekstrem koşullarda geçerli olup olmadığını araştıran ve kara deliklerin evrendeki rolüne ilişkin şu ana kadarki en bol bilgiyi sunan eşi görülmemiş bir araştırmadır. Uzun lafın kısası: Einstein başından beri haklıymış.

Görüntülenemeyeni Görüntülemek

Karadelikler, kütlenin çok yoğun ve sıkışmış olduğu, ışığın bile yer çekiminden kaçamadığı uzay bölgeleridir. Bir mürekkep kadar karanlık bir arkaplanda bir tanesinin fotoğrafını yakalamak neredeyse imkansız bir görev. Ancak Stephen Hawking sayesinde biliyoruz ki bu devasa kütleler sadece siyah uçurumlardan oluşmuyor. Yüksek hızda plazma yaymalarının yanında, buna karşın inanılmaz kütle çekimi yakaladığı maddeyi merkezine doğru çekiyor. Ne zaman madde karadeliğin eventhorizon*(olay ufku-olayları son olarak gözlemleyebildiğimiz, ışığın bile kaçamadığı yer)a geldiği zaman karadeliğin etrafında dönen bir disk oluşturuyor. Bu diskteki maddeler birbirleriyle temas ettikleri zaman enerji ortaya çıkartıyorlar. Bu enerji diski ısıtıyor, aynı bizim soğuk bir günde ellerimizi birbirine sürterek ısındığımız gibi. Maddeler birbirlerine yaklaştıkça sürtünme daha da fazla oluyor. Eventhorizon*(olay ufku) na yakın olan bölge yüzlerce güneş akısında parlıyor. İşte EHC karadeliğin siluetinde bu ışığı gözlemliyor. Bu resmi oluşturmak ve veriyi analize etmek inanılmaz zor bir görev. EHT ekibi bize en yakın 2 süperbüyük karadeliği hedeflediler, bunların ikiside eliptik şekilli galaksi olan M87 ve Sagittarius A* bizim Samanyolu Galaksimizin merkezindeydi.

Size bu işin ne kadar zor olduğunu şöyle anlatalım. Samanyolunun karadeliği 4.1 milyon güneş kütlesindeyken ve çapı 60 milyon kilometreyken dünyaya uzaklığı 250,614,750,218,665,392 kilometre uzak. Bu da Ankara İstanbul arasını 558 trilyon kere gitmek anlamına geliyor. EHT ekibi tarafından da söylendiği gibi New York’ ta olup Los Angles’ daki bir golf topundaki çıkıntıları görmek gibi bir şey. ( İstanbul’ dan Dubai’ deki yeri görmek gibi bir şey) Bu kadar uzakta olan bir şeyi fotoğraflamak için ekibin bir dünya kadar büyük bir teleskoba ihtiyaçları vardı. Bu kadar büyük bir teleskop olmadığı için EHT ekibi dünyanın her yerinden gelen verileri bir arada topladılar. Bu kadar uzaktaki bir maddenin doğru resmini çekmeleri için bütün teleskopların sabit olmaları ve senkronize hareket etmeleri gerekiyordu.

Bu zorluğu yenmek için ekipler atomik saatler kullandılar. Bu saatler o kadar doğrudur ki her yüz milyon yılda 1 saniye hata payları vardır. Toplanan 5000 terabitlik veri o kadar büyük olmuştu ki yüzlerce hard diskte taşınmak zorunda kaldı ve fiziksel olarak bir süper bilgisayara takıldı. Bu süper bilgisayar bu verileri arasındaki zaman farkını sildi ve son olarak elimizdeki görüntüyü oluşturdu.

Genel göreliliğin kanıtlanması

Bu buluştan aldığımız en önemli mesaj, Einstein’ ın tekrardan haklı çıkmasıydı. Son birkaç yıldır yapılan testlerde Einstein’ ın genel görelilik teorisinin evrenin en ekstrem yerlerinde bile doğru çıktığını bir kere daha gördük. Burada, Einstein’ ın genel görelilik teorisi M87 den gelen bilgileri şaşmaz bir şekilde doğru tahmin etti. Görünen o ki uzayın, zamanın ve yerçekiminin en doğal açıklaması bu. Karadeliğin merkezinin etrafındaki maddenin hızı sabit ve ışık hızına yakın hızlarda. Bu resimden EHT bilim insanları, M87 karadeliğinin güneşin 6.5 milyar katı kütleye sahip olduğu ve 40 milyar kilometre uzak olduğunu çıkarttılar. Bu Neptün’ün 200 yıllık güneş etrafında dönüşünden daha fazla demek oluyor. Samanyolu’nun karadeliğini bu zamanlarda değişen ışık çıktısından dolayı doğru gözlemlemek biraz zordu. Umarız ki daha fazla teleskop EHT’ye eklenir ve bu inanılmaz maddelerin resmini çekebiliriz.

Editör / Yazar: Uzay TEMEL

Kaynak: https://www.sciencealert.com/the-first-black-hole-photo-confirms-einstein-s-theory-of-relativity?perpetual=yes&limitstart=1

Continue Reading

Fizik

Kara Delikler Hakkında Muhtemelen Bilmediğiniz İlginç Bilgiler

Published

on

Eğer bir kara deliğe düşerseniz teoriye göre kütle çekimi sizi bir spagetti gibi uzatacaktır ancak ölümünüz tekilliğe varmadan gerçekleşecektir demektedir. Ancak 2012’de Nature dergisinde yayımlanan bir çalışmaya göre, kuantum etkilerinin olay ufkunun bir ateş duvarı gibi hareket ettiğine ve birinin anında bu duvara değdiğinde yanarak yaşamının sonlanacağı öne sürülmüştür.

Kara delikler içine çekmez. Büyük kütleli kara deliklerde emiş gücü içine düşen maddelerin oluşturduğu vakumdan kaynaklı olmamaktadır. Aksine nesneler onlara düşmektedir.

Bir kara delik olarak ilk tanımlanan nesne Cygnus X-1’ dir. Geiger sayaçlarını taşıyan roketler 8 yeni X ışını kaynağı keşfettiğinde bilim insanları 1971’de Cygnus X-1’den gelen radyo dalgalarını tespit ettiler ve bu büyük gizli kara delik keşfedilip tanımlandı.

Cygnus X-1, 1974 yılında Stephan Hawking ve bir diğer fizikçi olan Kip Thorne arasındaki dostça bir bahse konu oldu. Stephan Hawking’ in iddiası bu buluşun bir kara delik olmadığı yönündeydi ve 1990 yılında yenilgiyi kabul etti.

Büyük patlamadan hemen sonra minyatür kara delikler oluşmuş olabilir. Hızla genişleyen evrenin bazı bölgeleri bu muazzam kütleli minyatür kara deliklere sıkışmış olabilir.

Bir yıldız, kara deliğin oldukça yakınından geçerken parçalanabilmektedir.

Gökbilimciler Samanyolu galaksisinde 10 milyon ila bir milyar yıldız kara delik olduğunu ve güneşin yaklaşık 3 katı kütleleri olduğunu düşünmektedir.

Bir kara delik olarak ilk tanımlanan nesne Cygnus X-1

Sicim teorisi ve kara delikler arasındaki ilginç ilişki, klasik fizik mekaniği kuralları çerçevesinde bulunanlara göre daha büyük kütleli dev kara delikler olduğunu söylemektedir.

Kara delikler bilim kurgu kitaplarını ve filmlerini iyi bir şekilde beslemeye devam etmektedir. “Yıldızlararası” filminin ardındaki teorik fizikçi Kip Thorne’ a dayanan bilime bir bakın. Hollywood’ a gerçeklere dayanan bilimi getirmeye çalışmıştır.

Gişe rekortmeni bu filmlerde özel efektlerle çalışmak, insanların hızlı dönen bir kara deliğin yakınındayken uzak yıldızların nasıl görünebileceği konusunda bilimsel bir bakış açısı geliştirmelerine yardımcı olmuştur.

Editör / Yazar: Erkan GÜL

Kaynak: https://www.space.com/15421-black-holes-facts-formation-discovery-sdcmp.html

Continue Reading

Öne Çıkanlar