Kara deliklerin varlığını doğrulayan ilk doğrudan tespitlerimizin ancak bu yüzyılda gerçekleştiği göz önüne alındığında, insanlık, bu gizemli kozmik cisimler hakkında çok şey bilmediği için affedilebilir.
Neyi bilmediğimizi bile bilmiyoruz- bu yeni bir keşifle ortaya çıkan bir gerçek.
Fizikçiler, bir kara deliğin entropisine kuantum yerçekimi doğrulamaları için denklemler çalıştırırken, kara deliklerin etraflarındaki uzaya baskı uyguladığını buldu.
Elbette çok fazla basınç yok- ama bu, Stephen Hawking ‘in kara deliklerin radyasyon yaydığı ve bu nedenle yalnızca bir sıcaklığa sahip olmakla kalmayıp, yığılma olmadığında zamanla yavaş yavaş küçüldüğü yönündeki tahminiyle büyüleyici bir şekilde tutarlı bir bulgu.
İngiltere’deki Sussex Üniversitesi’nden fizikçi ve astronom Xavier Calmet, “Schwarzschild karadeliklerinin sıcaklığa sahip olduğu kadar basınca da sahip olduğunu bulmamız, tamamen sürpriz olduğu için daha da heyecan verici” diyor.
“Kara delikleri yalnızca genel görelilik içinde ele alırsanız, merkezlerinde fizik yasalarının geçerli olduğu yıkılması gereken bir tekilliğe sahip oldukları gösterilebilir.”
“Kuantum alan teorisi genel göreliliğe dahil edildiğinde, kara deliklerin yeni bir tanımını bulabileceğimizi umuyoruz.”
Calmet ve Sussex Üniversitesi’nden meslektaşı, fizikçi ve astronom Folkert Kuipers, keşiflerini yaptıklarında, bir kara deliğin olay ufkunu denemek ve araştırmak için kuantum alan teorisini kullanarak hesaplamalar yapıyorlardı.
Spesifik olarak, düzenden düzensizliğe ilerlemenin bir ölçüsü olan entropisini doğrulayan bir kara deliğin olay ufkundaki dalgalanmalarını anlamaya çalışıyorlardı.
Calmet ve Kuipers bu hesaplamaları yaparken denklemlerinde görünen ek bir rakamla karşılaşmaya devam ettiler, ancak neye baktıklarını – basıncı- anlamaları biraz zaman aldı.
Kuipers, “Denklemlerimizdeki gizemli sonucun, üzerinde çalıştığımız kara deliğin -onunla aylarca uğraştıktan sonra- bir baskıya sahip olduğunu söylediğini fark etmemiz neşelendirici bir andı.” dedi.
Basınca neyin sebep olduğu belli değil ve takımın hesaplamalarına göre çok küçük. Dahası, Dünya’nın deniz seviyesindeki 1 barına kıyasla Güneş’in kütlesi bir kara delik için -2E-46 bar olarak ifade edildiğinde, bu basınç negatiftir.
Bu, kulağa nasıl geliyorsa tam olarak o anlama geliyor – kara delik büyümüyor, küçülüyor. Bu, Hawking ‘in tahminiyle tutarlıdır, ancak bu noktada, Hawking radyasyonu ile negatif basıncın nasıl ilişkili olduğunu veya iki fenomenin ilişkili olup olmadığını belirlemek imkansızdır.
Bununla birlikte, bulgunun genel göreliliği (makro ölçeklerde) kuantum mekaniğiyle (son derece küçük ölçeklerde işleyen) karesini alma girişimlerimiz için ilginç çıkarımları olabilir.
Kara deliklerin bu girişimin anahtarı olduğu düşünülüyor. Kara delik tekilliği, matematiksel olarak, son derece yüksek yoğunluklu tek boyutlu bir nokta olarak tanımlanır ve bu noktada genel görelilik bozulur- ancak etrafındaki yerçekimi alanı yalnızca göreli olarak tanımlanabilir.
İki sistemin nasıl birbirine uyduğunu bulmak, gerçekten zorlu bir kara delik sorununu çözmeye de yardımcı olabilir.
Genel göreliliğe göre, bir kara deliğin ötesinde kaybolan bilgiler sonsuza kadar gitmiş olabilir. Kuantum mekaniği altında, bu mümkün değildir. Bu kara delik bilgi paradoksudur ve bir kara deliğin etrafındaki uzay-zamanı matematiksel olarak araştırmak onu çözmeye yardımcı olabilir.
Calmet ekliyor. “Çalışmamız bu yönde atılmış bir adımdır ve üzerinde çalıştığımız kara deliğin uyguladığı basınç çok küçük olsa da onun mevcut olması, astrofizik, parçacık fiziği ve kuantum fiziği araştırmalarını kapsayan birçok yeni olasılığın kapısını açar.”
Gülcan Gören
