Kara delikler, evrenin en merak uyandırıcı ve gizemli yapılarıdır. Işığı bile içine çeken bu kozmik devler, bilim insanlarının yıllardır anlamaya çalıştığı bir sır. İngiltere’deki Southampton Üniversitesi’nde çalışan bir araştırma ekibi, bu sırlara bir adım daha yaklaşarak “kara delik bombası” adı verilen bir teoriyi laboratuvarda gerçeğe dönüştürdü. Bu deney, kara deliklerin çevresinde neler olduğunu anlamak için önemli bir buluş olarak görülüyor.
1970’lerde fizikçiler Roger Penrose ve Yakov Zel’dovich, dönen kara deliklerin çevresindeki enerjiyi artırabileceğini öne sürmüştü. Penrose, bir kara deliğin dönüş enerjisinin (hareket enerjisi), yakınındaki parçacıkların enerjisini güçlendirebileceğini söylemişti. Zel’dovich ise bu etkiyi görmek için gerçek bir kara deliğe gerek olmadığını, dönen bir cismin özel bir düzenek içinde aynı sonucu yaratabileceğini belirtmişti. Daha sonra başka bilim insanları, bu düzeneğin bir ayna ile çevrelenmesi durumunda enerjinin katlanarak artacağını ve sonunda patlayıcı bir şekilde açığa çıkacağını keşfetti. Bu fenomene “kara delik bombası” adı verildi, ancak bu isim korkutucu olsa da aslında bir enerji artışı modelini ifade ediyor, gerçek bir bomba değil.
Southampton Üniversitesi’nden Marion Cromb liderliğindeki ekip, bu teoriyi laboratuvarda test etti. Deney, tamamen güvenli bir şekilde yapıldı ve sonuçlar arXiv adlı bilimsel platformda paylaşıldı. Bu çalışma, kara deliklerin nasıl çalıştığını anlamak için büyük bir adım olarak değerlendiriliyor.
Deney Nasıl Yapıldı?
Deneyde, alüminyumdan yapılmış bir silindir kullanıldı. Bu silindir, etrafında manyetik alanlar (görünmez enerji alanları) oluşturan bobinlerle çevrildi. Bobinler, manyetik alanların kontrollü bir şekilde dönmesini sağladı. Amaç, kara deliklerin çevresindeki özel bir bölge olan “ergosfer”in (enerji bölgesinin) etkilerini taklit etmekti.
Ergosfer, kara deliğin olay ufkunun (hiçbir şeyin kaçamadığı sınır) hemen dışında yer alan bir bölgedir. Bu bölgede, kara deliğin muazzam kütle çekimi uzay-zamanı (evrendeki her şeyin içinde hareket ettiği yapı) öyle bir büker ki, uzay-zaman kara deliğin dönüşüyle birlikte hareket eder. Bu harekete “çerçeve sürüklenmesi” (uzay-zamanın çekilmesi) denir. Bir parçacık, bu hareketli uzay-zamanda kara deliğin dönüş yönünde ilerlerse, dışarıdan bakıldığında sanki daha hızlı hareket ediyormuş gibi görünür. Örneğin, bir havalimanındaki yürüyen bantta yürürken daha hızlı ilerlemeye benziyor. Parçacık bu bölgeden çıktığında, daha fazla enerjiye sahip oluyor.
Gerçek bir kara deliğin kütle çekimini laboratuvarda yaratmak mümkün değil. Bu yüzden ekip, manyetik alanları parçacıkların yerine kullandı ve bobinler, teorideki ayna gibi davranarak enerjiyi geri yansıttı. Deneyde, silindirin manyetik alandan daha hızlı ve aynı yönde döndüğü durumlarda manyetik alanın güçlendiği görüldü. Ancak silindir daha yavaş döndüğünde manyetik alan zayıfladı. Bu, Zel’dovich’in teorisini ve kara delik bombası fikrini doğrulayan ilk deneysel kanıt oldu.
Kara Delik Bombası Ne Anlama Geliyor?
Kara delik bombası, adından dolayı korkutucu gelse de, aslında bir enerji artırma sürecini tarif ediyor. Dönen bir kara deliğin enerjisinin, çevresindeki parçacıklara aktarılması ve bu enerjinin bir döngüyle katlanarak artması anlamına geliyor. Bu fenomen, evrenin en aşırı koşullarında neler olduğunu anlamak için önemli bir ipucu.
Bu deney, laboratuvarda bu süreci taklit ederek kara deliklerin davranışlarını dolaylı yoldan incelemeyi sağlıyor. Kara deliklere doğrudan ulaşamadığımız için, bu tür laboratuvar modelleri (analoglar), onların nasıl çalıştığını anlamanın en iyi yollarından biri. Araştırmacılar, deneyin Zel’dovich’in 1971’de önerdiği fikirle ve daha sonra geliştirilen kara delik bombası teorisiyle uyumlu olduğunu söylüyor.
Bu Buluş Ne İşe Yarayacak?
Bu deneyin günlük hayatta hemen bir kullanımı olmayabilir, ama evreni anlamak için büyük bir adım. Kara deliklerin enerji mekanizmalarını çözmek, sadece uzay bilimi için değil, fizik dünyasının temel kuralları olan kuantum mekaniği (küçük parçacıkların dünyası) ve genel görelilik (büyük cisimlerin dünyası) için de yeni bilgiler sunabilir.
Marion Cromb, “Bu deney, uzun süredir sadece teoride var olan bir fikri test etmemizi sağladı. Kara deliklerin sırlarını çözmek için laboratuvar modelleri çok değerli. Bu çalışma, gelecekteki keşifler için bir temel olabilir,” dedi.
Özetle Southampton Üniversitesi’ndeki bu deney, kara deliklerin gizemli dünyasına yeni bir pencere açıyor. Kara delik bombası modeli, teorik bilimi laboratuvarla buluşturarak evrenin en esrarengiz yapılarını anlamamıza yardımcı oluyor. Bilim insanları, bu tür çalışmalarla, evrenin karanlık köşelerine birer birer ışık tutuyor.
Ekibin ön baskı makalesi arXiv’de yayımlanmıştır.
