Kara delikler bilim kurgu gibi gelebilir, ancak gerçek olduklarını kanıtlayacak önemli kanıtlar bulunmaktadır.
Astronomideki tüm sıradışı ve aynı zamanda da şahane kavramlar arasında kara delikler en tuhafı olabilir. Maddenin o kadar sıkı bir şekilde paketlendiği ve hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamadığı bir uzay bölgesi, bu karanlık devler de oldukça ürkütücü bir olasılık sunuyor. Tüm normal fizik kuralları içlerinde yıkılırken, kara delikleri bilimkurgu malzemesi olarak görmemek cezbedici. Bununla birlikte, evrende gerçekten var olduklarına dair hem doğrudan hem de dolaylı birçok kanıt mevcuttur.
Einstein’ın “Oldukça Sağlam Öngörüsü”
Teorik bir olasılık olarak, karadelikler 1916’da, onların Einstein’ın genel görelilik teorisinin kaçınılmaz bir sonucu olduğunu bulan Karl Schwarzschild tarafından tahmin edilmiştir. Başka bir deyişle, eğer Einstein’ın teorisi doğruysa – ve tüm kanıtlar doğru olduğunu gösteriyor – o zaman kara delikler mevcut olmalıdır. Daha sonra Cambridge Üniversitesi’ne göre, bir kara deliğe çöken herhangi bir nesnenin geleneksel fizik yasalarının bozulduğu bir tekillik oluşturacağını gösteren Roger Penrose ve Stephen Hawking tarafından daha da sağlam bir zemine oturtuldular. Bu teori o kadar yaygın bir şekilde kabul gördü ki, Penrose, “kara delik oluşumunun genel görelilik teorisinin sağlam bir tahmini olduğunu keşfettiği için” 2020 Nobel fizik ödülünde bir paya layık görüldü.
Gama-Işını Patlamaları
NASA’YA göre, 1930’larda Hintli astrofizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar, tüm nükleer yakıtını tükettiğinde bir yıldıza ne olduğuna baktı. Bulduğu sonuç, yıldızın kütlesine bağlıdır. Eğer bu yıldız gerçekten büyükse, örneğin 20 güneş kütlesi kadar varsa, o zaman yoğun çekirdeği — ki bu da Güneş’in kütlesinin üç veya daha fazla katı olabilir — NASA’YA göre bir kara deliğe kadar çöker. Son çekirdek çöküşü saniyeler içinde inanılmaz derecede hızlı gerçekleşir ve bir gama ışını patlaması şeklinde muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Bu patlama, sıradan bir yıldızın ömrü boyunca yaydığı kadar uzaya enerji yayabilir. Ve Dünya üzerindeki teleskoplar, bazıları milyarlarca ışık yılı uzaklıktaki galaksilerden gelen bu patlamaların bir çoğunu tespit etmişti; böylelikle aslında kara deliklerin doğduğunu görebiliriz.
Yerçekimi Dalgaları
Kara delikler her zaman ayrı ayrı bulunmazlar – bazen çiftler halinde meydana gelirler, birbirlerinin etrafında dönerler. Bunu yaptıklarında, aralarındaki yerçekimsel etkileşim, uzay-zamanda, Einstein’ın görelilik teorisinin bir başka öngörüsü olan yerçekimi dalgaları olarak dışa doğru yayılan dalgalanmalar yaratır. Live Science’ın kardeş sitesi Space.com’un bildirdiğine göre Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ve Virgo gibi gözlemevleri ile artık bu dalgaları algılama yeteneğine sahibiz. İki kara deliğin birleşmesini içeren ilk keşif 2016 yılında açıklandı ve o zamandan beri çok daha fazlası yapıldı. Live Science’a göre, dedektör hassasiyeti arttıkça, kara delik birleşmelerinin yanı sıra, kendi galaksimizin çok ötesinde dünyadan 650 milyon ila 1,5 milyar ışık yılı uzaklıkta gerçekleşen bir kara delik ile nötron yıldızı arasındaki çarpışma gibi diğer dalga üreten olaylar keşfediliyor.
Görünmez Yol Arkadaşı
Gama ışını patlamaları ve yerçekimi dalgaları üreten kısa ömürlü, yüksek enerjili olaylar, gözlemlenebilir evrenin yarısında görülebilir, ancak yaşamlarının çoğu için kara delikler, doğası gereği neredeyse tespit edilemez olacaktır. Herhangi bir ışık ya da başka radyasyon yaymadıkları gerçeği, astronomların farkında olmadan kozmik mahallemizde gizlenebilecekleri anlamına gelmektedir. Yine de karanlık canavarları tespit etmenin kesin bir yolu var ve bu ise onların diğer yıldızlar üzerindeki yerçekimsel etkileridir. Gökbilimciler, 2020’de HR 6819 olarak bilinen sıradan görünümlü ikili sistemi veya yörüngedeki bir çift yıldızı gözlemlerken, iki görünür yıldızın hareketinde, ancak orada tamamen görünmez üçüncü bir nesne varsa açıklanabilecek tuhaflıklar fark ettiler. Kütlesi üzerinde çalıştıklarında — güneş’in en az dört katı — araştırmacılar tek bir olasılık kaldığını biliyorlardı. Live Science’ın bildirdiği gibi, kendi galaksimizin içinde sadece bin ışıkyılı uzaklıkta, Dünya’ya en yakın keşfedilen bir kara delik olmalıydı.
X-Işını Vizyonu
Bir kara deliğin ilk gözlemsel kanıtı 1971’de ortaya çıktı ve bu da kendi galaksimizdeki ikili yıldız sisteminden geldi. Cygnus X-1 olarak adlandırılan sistem, evrenin en parlak X ışınlarından bazılarını üretir. NASA’YA göre, bunlar kendi güneşimizin kütlesinin 33 katı kadar muazzam olan, kara deliğin kendisinden veya onun görünür refakatçi yıldızından kaynaklanmıyor. Aksine, madde sürekli olarak dev yıldızdan sıyrılıyor ve kara deliğin etrafındaki bir yığılma diskine sürükleniyor ve bu yığılma diskinden NASA, X ışınlarının yayıldığını söylemiştir. HR 6819’da olduğu gibi, gökbilimciler Cygnus X-1’deki görünmeyen nesnenin kütlesini tahmin etmek için gözlemlenen yıldız hareketini kullanabilirler. Live Science’ın bildirdiğine göre, en son hesaplamalar karanlık nesneyi 21 güneş kütlesinde o kadar küçük bir alana yoğunlaştırdı ki kara delikten başka bir şey olamazdı.
Süper-Kütleli Kara Delikler
Live Science’ın bildirdiğine göre, yıldız çöküşüyle oluşan kara deliklere ek olarak, kanıtlar, her biri milyonlarca hatta milyarlarca güneş kütlesi olan süper kütleli kara deliklerin, evrenin tarihinin başından beri galaksilerin merkezlerinde gizlendiğini gösteriyor. Sözde aktif galaksiler söz konusu olduğunda, bu oldukça sağlam kanıtlar muhteşemdir. NASA’YA göre, bu galaksilerdeki merkezi kara delikler, ışığın tüm dalga boylarında yoğun radyasyon üreten yığılma diskleriyle çevrilidir. Ayrıca kendi galaksimizin merkezinde bir kara delik olduğuna dair kanıtımız bulunmaktadır. Bunun nedeni, o bölgedeki yıldızların çok hızlı — ışık hızının% 8’ine kadar — döndüklerini görebilmemizdir ki, son derece küçük ve büyük bir şeyin etrafında dönüyor olmalıları gerekir. Mevcut tahminler Samanyolu’nun merkezi kara deliğini 4 milyon güneş kütlesi civarında bir yere koymaktadır.
Spagettifikasyon
Kara deliklerin varlığına dair bir başka kanıt da … spagettileşmedir (spaghettification). Acaba spagettifikasyonun ne olduğunu merak ettiniz mi? Bir kara deliğe düştüğünüzde olan şey budur ve oldukça açıklayıcıdır. Kara deliğin aşırı yerçekimsel kuvvetiyle ince teller halinde uzarsınız. Neyse ki, bu sizin ya da tanıdığınız herhangi birinin başına gelmeyebilir, ancak Live Science’ın bildirdiğine göre, süper kütleli bir kara deliğe çok yakın dolaşan bir yıldızın kaderi bu olabilir. Ekim 2020’de gökbilimciler bu parçalanmaya tanık oldular – ya da en azından, parçalanırken şanssız bir yıldızdan gelen ışık parıltısını gördüler. Neyse ki, spagettileşme Dünya’ya yakın bir yerde gerçekleşmedi, bunun yerine 215 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir galakside gerçekleşti.
Ve Nihayet — Doğrudan Bir Görüntü
Şimdiye kadar kara delikler için pek çok ikna edici dolaylı kanıtımız vardı: bilim tarafından bilinen başka herhangi bir nesne tarafından üretilemeyecek olan radyasyon patlamaları veya yerçekimi dalgaları veya diğer cisimler üzerindeki dinamik etkiler. Ancak son nokta, Nisan 2019’da, aktif galaksi Messier 87’nin merkezindeki süper kütleli kara deliğin doğrudan bir görüntüsü şeklinde geldi. Bu çarpıcı fotoğraf, Event Horizon Teleskopu tarafından çekildi – biraz yanıltıcı bir isim, çünkü tek bir enstrümandan ziyade tüm dünyaya dağılmış geniş bir teleskop ağından oluşuyor. NASA’YA göre, katılabilecek teleskoplar ne kadar fazlaysa ve ne kadar geniş aralıklı olursa, nihai görüntü kalitesi o kadar iyi olur. Sonuç, Live Science tarafından bildirildiği gibi, 6,5 milyar güneş kütleli kara deliğin karanlık gölgesini, onu çevreleyen yığılma diskinin turuncu parıltısına karşı açıkça gösteriyor.
Orijinal olarak Live Science’da yayınlandı.
