Kara Delikler ve Bilgi Üzerine – Enformasyon Paradoksu. Bu yazı ‘ Kara Delikler Aslında O Kadar Da Kara Değil ‘ yazımızın devamı niteliğindedir. Keyifli okumalar dileriz.
Enformasyon Paradoksu Nedir ?
Termodinamiğin 1. Yasasına göre : “ Enerji yoktan var , var olan enerji de yok edilemez “. Bu bize temelde öğretilen sınırlı doğru bilgilerden biridir.
Kuantum fiziğine göre de : Ölçebildiğimiz , gözlemleyebildiğimiz bütün fiziksel etkileşimler “ bilgi “ içermektedir. ( Bilgi = Parçacığın konumu , hızı, enerjisi..) Zaten böyle olmasaydı eğer ışınlanmak mümkün olabilirdi.
Bizi biz yapan moleküllerimizde ki kayıtlı bilgi olduğu için , ışınlanmak ( şimdilik ) imkansızdır. Neyse konumuz bu değil. (İlgili: Işınlanma Neden Mümkün Değil? )
Eğer kara delikler yuttukları cisimleri yok ediyorsa , bilgiyi de yok ediyor olmalıdır. İşte biz bu duruma: Enformasyon Paradoksu diyoruz.
Ortada bir paradoks varsa eğer, bu durum : Elimizdeki bilgilerin yetersiz olduğunun ya da mümkün olmayan olasılıklarla uğraştığımızın göstergesidir. ( Örneğin Büyükbaba paradoksu: Geçmişe gittiniz ve büyükbabanızı öldürdünüz, sonra ?
İşler rayından çıkar haliyle . Hem “şuan ki” yasalarımıza göre, hem de düşünce deneyine göre geçmişe gitmek bir paradokstur.)
Ama biz kuramsal fizikçiler paradoksları pek samimi bulmayız. Özellikle test edebildiğimiz fizik yasalarımızı sarsan paradoksları. Bu sebeple varız : Hayal gücümüz ve matematiği birleştirmek için.
Kara Delikler Ne Zaman Keşfedildi?
Samanyolu , 100 milyondan fazla kara delik içerebilir, ancak bu obur canavarları tespit etmek çok zordur. Samanyolu’nun kalbinde süper kütleli bir kara delik bulunur. Sagittarius A . NASA’dan yapılan açıklamaya göre devasa yapı, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 4 milyon katı ve Dünya’dan yaklaşık 26.000 ışıkyılı uzaklıkta yer alıyor.
Bir kara deliğin ilk görüntüsü, 2019 yılında Event Horizon Telescope (EHT) işbirliği ile yakalandı. M87 galaksisinin merkezindeki kara deliğin Dünya’dan 55 milyon ışıkyılı uzaklıktaki çarpıcı fotoğrafı, dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarını heyecanlandırdı.
Enformasyon Paradoksu ‘na Çözümümüz Nedir ?
Bilgi paradoksu çözüldü mü?
Çok küçük atomların ve parçacıkların dünyasını tanımlayan kuantum mekaniğine sahibiz.
Öte yandan, çok büyük, çok kütleli, çok büyük şeyleri tanımlayan genel göreliliğe sahibiz ve dünyadaki çoğu şey her iki teoriyi de gerektirmez. Ya büyükler ya da küçük kara delikler, her ikisi de tüm evrendeki en yoğun şeyler kara deliklerdir.
Bu paradokstan kurtulmak için : Kara delikler “ bilgiyi “ yok etmez , ama bize de göstermez diyoruz. Yani kuramsal fizikçi Leonard Susskind böyle diyor.
Biliyoruz ki ışık bile kara delikten kaçamaz . Aynı zaman da ışık hızı; nedenselliğin yani gerçekliğin hızıdır. Bu sebeple kara deliğe düşen cisimlerin bilgisini görmemiz imkansızdır.
Kara delikler bilgiyi yok etmiyorsa nerede saklıyor?
Merkezinde saklıyor olamaz . Çünkü: Kara deliğe düşen her şey merkezdeki tekillikte parçalanarak yok olur. ( Tekillik: Fizik yasalarımızı alt üst eden , uzay-zaman bükülmesinin sonsuz kabul edildiği ‘noktalardır’.)
O zaman geriye tek seçenek kalıyor : Olay Ufku . Kara delikler bilgiyi burada saklıyor olmalı . Ama nasıl ?
Düşünce Deneyi : “Kara Deliğe Düşen Astronot”
Leonard Susskind , Tamamlayıcılık ilkesinden ( Tamamlayıcılık ilkesi , kuantum mekaniğinin temel bir ilkesidir. Bu ilke ; nesnelerin aynı zamanda %100 doğrulukla ölçülemeyen bazı tamamlayıcı özelliklerine sahip olduğunu ifade eder. Örneğin Belirsizlik ilkesine göre , bir parçacığın momentumu ve konumu aynı anda tam doğrulukla ölçülemez.
Bkz : momentum ve konum birbirini tamamlıyor .) yola çıkarak kara deliğe düşen astronota ne olacağını gösterdi. Şimdi Leonard Susskind gibi düşünme vakti.
Bir Dahi Gibi Düşünmek
Hangi sebepten orda olduğunu bilmesek de bir astronotun kara deliğe düştüğünü, sizin de onu olay ufku dışında bulunan bir uzay aracından o astronotu gözlemlediğinizi hayal edin . Tahmin edeceğiniz üzere astronotu kötü bir son bekliyor .
Ama merak etmeyin o kötü sona şahit olmayacaksınız.
Çünkü: Astronotun zamanı kara deliğe yaklaşırken git gide yavaşlayacak ve tam olay ufkundayken donup kalacaktır. ( Kısaca, kütle çekim arttıkça, zaman yavaşlıyor . )
Astronot olay ufkunda donup kalıyorsa , bilgisi de o zaman olay ufkunda korunabilir. İlgili makale: Astronot Olmak Nasıl Bir şey? NASA’da Astronot Olmak!
Peki Astronot tam olay ufkuna giriş yaparken size haber verebilseydi?
Hawking radyasyonu ( şimdilik!) Kuramsal olduğu için kara delikler ‘cep evren’ konumundadırlar. Bu demek oluyor ki astronot size haber gönderemez. Çünkü: Bunu yapabilmesi için aynı anda iki farklı kapalı sistemde ( evrende ) var olması gerekir.
Buradan İlerisi Olay Ufkudur !
Ayrıca astronot olay ufkuna vardığını nasıl anlayabilir ki ? Sonuçta kara deliğin ‘girişinde’ “ dikkat buradan ilerisi olay ufkudur “ yazan bir tabela olmayacak. Bu yüzden, Leonard Susskind astronota bir saat verdi : Kara deliğin yoğun kütle çekiminden etkilenmeyecek hassasiyette bir saat.
Tahmin edebileceğiniz üzere, aynı zaman da hesaplamalara göre bu saatin kütlesi kara delikten büyük olacaktır. Yani kısaca bu saat bu yoğun kütle sebebiyle bir kara deliğe dönüşecektir. Bir astronotun yanında bir kara delikle , başka bir kara deliğe düşmesi mi ? İmkansız . Böyle bir şey nasıl mümkün olabilir ki ? Dediğinizi duyar gibiyim.
Leonard Susskind , basite indirgediğimiz bu düşünce deneyini matematiğe döktü. Susskind böylece, kara deliklerin yuttuğu cisimlerin bilgilerini olay ufkunda saklayacağını ve bu bilgileri asla okuyamayacağımızı kağıt üzerinde ispatlamış oldu.
Saçmalık ?
Ne yani tüm yazıyı bu saçma ‘son’ için mi okudum ? Diye düşünüyor olabilirsiniz. Öncelikle unutmayın ki , bu tartışmalar hâlâ teori seviyesindedir . ( Kağıt üzerinde matematiksel olarak tutarlı olsalar da , deneye tabi tutulmamıştır. )
Aynı zaman da fiziğin temelini oluşturan Newton yasaları bir “ elmanın “ yarattığı kelebek etkisi sayesinde ortaya çıkmış ve fizikte bu seviyelere gelmemizi sağlamıştır.
Neden bir “saat” bu kelebek etkisini güçlendirerek devam ettirmesin ?
Bu konu için net bir yorum yapamam . Ama tek bildiğim kara delikler ‘kritik’ önem taşıyor. O yüzden Stephen Hawking ‘in şu sözüyle yazıyı bitirmek istiyorum: “ Albert Einstein , ‘ Tanrı zar atmaz ‘ derken hatalıydı . Kara deliklerin varlığı, Tanrı ‘nın zar atmakla kalmadığını, bu zarları göremeyeceğimiz yerlere atarak bizi şaşırttığını da gösteriyor…
Bizimle kalın, BİLİMLE kalın.
Editör / Yazar: Alper Kirlioğlu
Serimizin Önceki Makaleleri İlginizi Çekebilir:
Kara Delikler Aslında O Kadar Da Kara Değil
Evrenin Gizemleri – Evren Nasıl Yok Olacak?
