Kara delikler nasıl tespit edilir? 1 Ağustos 2019
Astrofizik topluluğu arasında en çok tartışılan kavramlardan biri kara deliklerdir. Kara delik, yerçekimi varlığının hızlı hareket eden parçacıkların veya ışığın kaçamayacağı kadar aşırı olduğu bir alan hacmidir.
Kara delikler görünür ışık yaymadığından, astronomlar kara deliğin net bir resmini gözlemleyemedikleri için kara delikleri tespit etmek uzun zamandır imkansız olmuştur. Ancak vakum teknolojisindeki ilerlemelerle bu artık mümkün değildir.
Yerçekimi dalga dedektörleri ile kara delik keşfi
10 Nisan 2019'da astronomlar, Event Horizon Telescope (EHT) kullanarak bir kara deliğin ilk görüntüsünü elde edebildiler. Uluslararası işbirliğiyle mümkün kılınan EHT, elektromanyetik radyasyonu kaydeden ve çok uzun taban çizgisi interferometrisi (VLBI) kullanarak birden fazla radyo veri sonucu kaynağını birleştiren sekiz radyo teleskobundan oluşan gezegen ölçeğinde bir düzenektir.
EHT sayesinde, süper büyük bir kara deliğin ilk görsel kanıtı ve gölgesi gösterildi. Bu kara delik Messier 87 galaksisinde bulunmuştur ve Dünya'dan 55 milyon ışık yılı uzaktadır.
Bu keşif, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisinin önemli bir doğrulamasıyla sonuçlandı. Bu, "materyali saran ve hatta ışığı hapseten yerçekimi etkisine sahip aşırı kütle konsantrasyonları" olarak tanımlanan kara delikler konseptinin doğuşunu işaret etti.
Yerçekimi dalga dedektörleri, kara deliklerin nasıl algılandığı konusunda da önemli bir rol oynar. Aralık 2018'de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ve The Virgo interferometer, 10 yıldız kütleli ikili siyah delik birleşmesinden ve nötron yıldızlarının birleşmesinden oluşturulan dört yeni siyah delik birleşmesini ve yerçekimi dalgalarını duyurdu.
Kara delikler ve vakum dalgalanmaları
Yakın zamanda yapılan kara delik keşiflerinin önemli bir etkisi, Hawking Radyasyon Teorisi hakkındaki yeni bilgilerdir. Bu, kara deliklerin enerjilerini tüketip sonunda buharlaşana kadar atom altı partiküller oluşturabileceğini ve yayabileceğini öngördü.
Kuantum perspektifinden bakıldığında, kara deliklerin varlığı uzayın vakumunun tamamen boş olmadığını gösterir. Kuantum dalgalanması (vakum durumu dalgalanması olarak da bilinir), enerjik parçacıkların boş bir alandan geçici olarak görünmesidir. Bu, sanal partiküllerin partikül-antipartikül çiftlerinin oluşturulmasına olanak tanır. Kara Deliğin güçlü yerçekimi alanı, bu dalgalanmaları Hawking Radyasyonunu oluşturan partiküllere ayırır.
Kara delik bilimsel tartışmaları
Kara delikler, bilimsel toplumda bir dizi tartışma ve tartışma yarattı. Ana tartışmalardan biri vakum bozulmasıyla ilgilidir. Bu, kara deliğin yerine gerçek bir vakum koyarak veya statik bir baloncuğu çekirdekleyerek 'çekirdeklenen' bir baloncukla merkezlenmiş statik bir kara deliğe dayanır. Bunun sonucunda gerçek vakumla çevrili bir artık siyah delik oluşur. Bu 'kabarcığın' eninde sonunda evrenin yerini alacağına inanılmaktadır. Ancak bu, çekirdeklenme tohumu görevi gören küçük siyah delikler nedeniyle vakumun kararsızlığını artırabilecek yerçekimi alanlarını hesaba katmaz.
Kara delikler, yerçekimi tekilliğiyle merkezlenir. Bu, yerçekimi ve yoğunluğun sonsuz ve uzay-zaman eğrileri haline geldiği önemli ölçüde küçük bir alandan oluşan tek boyutlu bir noktadır. Birçok kişi, nesneler kara bir deliğe düştüğünde ve benzersizliğe ulaştığında, çeşitli yerçekimi çekimleri tarafından değiştirildiklerini savunmaktadır. Bu, kara deliklerin varlığındaki kuantum etkilerini vurgulayan Genel Görelilik teorisine meydan okuyor.
Teleskoplar kara deliklerin algılanmasında temel bir rol oynasa da, vakum teknolojisi hızla ilerlerken CERN'in Büyük Hadron Çarpışması (LHC) gibi vakum bilimindeki uygulamaların kara delikler oluşturabileceği düşünülmektedir. Bunun nedeni, proton çiftleri çarpıştığında oluşan partiküllerdir. Böyle bir oluşum, evrenin dört boyutlu olmadığı, bunun yerine diğer boyutlara sahip olduğu teorilerini doğrulayacaktır.
Kara delikler fizik dünyasında belirli bir gizemli statüye sahiptir. Ancak son gözlemlerin yanı sıra teleskoplarda ve yerçekimi dalga dedektörlerinde görülen vakum teknolojisindeki ilerlemelerle birlikte, kara deliklerin gözlemlenmesi, araştırmacıların evren ve kökenleri hakkında yeni tahminler ve keşifler yapmalarını sağlayacaktır.
