Ana içeriğe atla

Yıldız Tutan: Kara Delikler



            10 Nisan 2019 tarihinde dünya insanlığı ve bilim için büyük bir gelişme yaşandı. Yıllarca bilinmezlikleri ile birçok astronom ve astrofiziğe ilgi duyanları meraka düşüren kozmik cisimlerden olan bir kara deliğin tam net olmasa da çığır açıcı bir fotoğrafı paylaşıldı. 1915 yılında, Einstein tarafından ortaya konulan genel görelilik kuramının bir öngörüsü olan, varlığı Einstein’ in denklemlerine sadece patolojik çözümler üretmek olan hatta Einstein’a göre kara deliklerin yanlışlıkla dahi oluşamayacağını düşündüğü (çünkü çökmüş parçacıkların açısal momentumunun hareketlerini yarı yarıya sabitleştireceğini savundu.) bu kozmik cisimler 1960’ların sonuna gelindiğinde, fiziksel olarak var olabilecekleri bir olay ufku oluştukları keşfedildikten sonra birçok tartışma sonucunda, 2019 Nisan ayına gelindiğinde bir fotoğrafla karşımıza çıktı. Peki bu kadar olayın ardından devasa yıldızları yutabilen, ışığın bile kaçamadığı ismi ile ürkütücü olan bu kara delikler nedir? Tarihsel bilgiler, bilimsel bulgular ve tanımı biraz göz ucuyla bütün sorulara cevap vermeye çalışalım. 

10 Nisan 2019'da çekilen ilk kara delik fotoğrafı

            Kara delikler, genel görelilik tarafından öngörülen yeterli kütlenin yeterli küçük bir hacme sıkıştırıldığında oluşan kozmik cisimlerdir.Kara delik kavramı ilk olarak 18. yüzyılın sonunda, Newton'un evrensel çekim kanunu kapsamında doğmuştur denebilir. Fakat o dönemde mesele yalnızca "kaçış hızı" ışık hızından daha büyük olmasını sağlayacak derecede kütleli cisimlerin var olup olmadığını bilmekti. Aslında tarihçe konusunda biraz daha dikkatli olursak, kara deliklerin yine düşünce deneyinde, 1783’te John Michell adlı bir İngiliz din adamınca ortaya atıldığını görürüz. Michell çok önemli ve doğru bir kabul yaparak şöyle başlamış:’’Varsayalım ki ışık parçacıkları da tıpkı öteki parçacıklar gibi yer çekiminden etkilesin”. Ardından Michell en az Güneş’in yoğunluğunda ama çapı Güneş’inkinden 500 kat daha büyük bir yıldızdan ışığın kaçamayacağını ve dolayısıyla bize görünmeyeceğini anlatmış. Ama böyle bir yıldızın varlığını, onun çevresindeki cisimlere uyguladığı çekimden dolayı anlayacağımızı ileri sürmüş. 1796’da Pierre- Simon Laplace da Michell’ in yaptıklarından habersiz olarak yine kara delik düşüncesini yakalamış ve çok önemli bir şey bulmuş: Işığın bile kaçamayacağı bir yıldızın yarıçapıyla kütlesi doğru orantılı olmalıdır! Bugün artık Laplace’in bulduğu yarıçapın, gerçekten yıldızın maddesel yarıçapından çok, kara deliğin olay ufkuna karşılık geldiğini düşünülenebilir. İlk kuramsal kara delik çözümü Einstein’ın genel görelilik kuramını ortaya atmasından hemen sonra 1915 tarihinde Alman fizikçi Karl Schwarzschild tarafından elde edilmiştir.
            Modern tarihte ise Oppenheimer ve Synder’in çalışmalarına rağmen kara delikler 1950’lerin sonuna kadar göz ardı edildi. Wheeller ve arkadaşlarının yer çekimi çöküşü sorununa ciddi bir soruşturma başlatmasıyla önemli hala geldi. 1968 yılında ise Wheeller kara delik adını yarattı. Kuvarsların, pulsarların ve kompakt X ışını kaynaklarının keşfedilmesi 1960'lı yıllar sonunda konuyla ilgili gözlemsel bir eylem kazandı ve kara delik araştırmalarının altın çağına öncülük etti.
            Bu dönemlerde ise daha genel kara delik çözümleri bulundu. 1963'de Roy Kerr dönen kara delik için kesin çözümü buldu. İki yıl sonra, Ezra Newman hem döner ve elektrik yüklü bir kara delik için eksensel simetrik bir çözüm buldu. Werner Israel’in çalışması sayesinde Brandon Carter ve David saçsız teoremi ortaya çıkardı ve en kararlı kara delik çözümü için Kerr-Newman kütle, açısal momentum ve elektrik yükünden oluşan metriği oluşturdu.

Kara Deliklerin Yapısı ve Özellikleri

            Bir kara deliğin kütlesi, elektriksel yükü, kendi etrafında hangi yönde ve ne hızla döndüğü gibi az sayıda özelliği vardır. Genel göreliliğin en basit matematiksel kara delik çözümü olan Schwarzschild çözümünde ise kara deliği tanımlayan sadece bir özellik vardır, o da kara deliğin kütlesidir. Bu, dönmeyen ve elektriksel yüksüz bir kara deliğe karşılık gelir. Bir yıldızın çökmesi sonucu oluşan kara delik kısa zaman içinde kütle çekim dalgaları yayarak durağan bir hal alır. Kara delikleri betimlemeye az sayıda özelliğin yetmesi, saçsızlık teoremlerinin özünü oluşturur.
Saçsızlık teoremi modeli şu şekilde açıklanabilir. Mesela saçı olmayan birisinin saç modeli tek bir bilgiyle ifade edilebilir. Saçın olmaması. Fakat saçı olan birisinin saç modeli her saç telinin yeri, şekli ve rengi çok daha fazla bilgiyle ancak biraz olsun temsil edilebilir.

Bir Fotoğraf Çekinebilir miyiz :Olay Ufku

Genel görelilikte, kara delikler dış evrenle iletişim kurmayan bir uzay zaman bölgesi olarak tanımlanır. Bu bölgenin sınırına kara deliğin yüzeyi veya olay ufku denir.Bir kara deliği diğer kozmik cisimlerden ayıran en önemli özellik olay ufkunun olmasıdır.
Peki bu olay ufkuna giren bir cisme neler olur? Aslında bizi en çok merak ettiren sorular bunlar. Bir düşünce deneyiyle açıklarsak. Olay ufkunun sınırına yaklaşmış bir gözlemci, kara delikten yeterince uzaktaki bir gözlemciye kıyasla, öncelikle zamanın farklı bir şekilde aktığının farkına varacaktır. Düşünce deneyimizi biraz daha ilerletelim.
            Kara delikten uzakta olan gözlemcinin diğerine düzenli aralıklarla (örneğin birer saniye arayla) ışık işaretleri yolladığını varsayalım. Kara deliğe yakın gözlemci bu işaretleri hem daha enerjik  (ışığın kara deliğe düşmek üzere yaklaştıkça maviye kayma sonucuyla bu ışık işaretlerinin frekansı daha yüksek olacaktır) hem de ardışık işaretlerin aralarındaki zaman aralığı daha kısalmış (birer saniyeden daha az) olarak alacaktır. Yakın gözlemci, uzaktakine oranla zamanın daha hızlı aktığı izleminde olacaktır. Uzaktaki gözlemci de aksine, diğerinde meydana gelen şeylerin gitgide daha yavaş seyrettiğini görecek, zamanın daha yavaş aktığı izleniminde olacaktır.
Uzaktaki gözlemci kara deliğe bir nesnenin düştüğünü görmesi halinde, ona nazaran “çekimsel kızıla kayma” ve “zamanın genleşmesi” fenomenleri birleşmiş durumda olacaktır: Nesneden çıkan işaretler gitgide kızıl, gitgide parlak (uzak gözlemciye varmadan önce gitgide artan enerji kaybıyla çıkarılan ışık) ve gitgide aralıklı olacaktır. Yani pratikte, gözlemciye varan ışık fotonlarının sayısı, gitgide hızla azalacaktır ve nesnenin kara deliğe gömülüp görünmez olmasının ardından tükenecektir.
Nesneden çıkan işaretlerin gitgide kızıl ve parlak olması 10 Nisan günü yayınlanan fotoğrafı inanılmaz şekilde anımsatıyor değil mi?  Olay ufku teleskobu da tam olarak olay ufkunu gözlemlemiyor muydu? Bilim insanlarının karşılaştıkları görüntü tahmin edilenin aynısıydı. Bilim bizi yine yanıltmadı. 

Bir Kara deliğe Düşersek Ne Olur: Tekillik    
Yine bizi fazlasıyla tedirgin eden sorularla kara delikleri incelemeye ve onların dünyasına yolculuğumuza devam edelim.
            Genel görelilikte tarif edildiği gibi bir kara deliğin merkezinde, yer çekimi tekilliği, uzay-zaman eğriliğinin sonsuza indiği bir bölge bulunur. Kara delik deliğinin merkezinde, yoğunluk ve yer çekiminin sonsuza uzandığı ve uzay-zaman eğrisinin sonsuza indiği ve neredeyse fizik kanunlarının bilindiği gibi, son derece küçük bir alanda büyük bir kütle içeren tek boyutlu bir nokta olan yer çekimi tekilliği yer alır. Ünlü Amerikalı fizikçi Kip Thorne'nun açıklamalarına göre bu nokta “tüm fizik yasalarının yıkıldığı”noktadır.


Dönmeyen bir kara delik için bu bölge tek bir nokta şeklini alır ve dönen bir kara delik için dönme düzleminde uzanan bir halka tekilliği oluşturmak için dağılır. Her iki durumda da tekil bölgenin hacmi sıfırdır.Tekil bölgenin kara delik çözümünün tüm kütlelerini içerdiğini de gösterilebilir. Tekil bölgenin sonsuz yoğunlukta olduğu düşünülür.
Bir kara deliğin içine düşersek ne olur? Adım adım ilerlersek kaçınılmaz sonumuz kesinlikle şu şekilde olacaktır: Bir Schwarzschild kara deliğine düşen gözlemciler (yani dönmeyen ve elektriksel yükü olmayanlar) olay ufkunu geçtikten sonra tekillik içine düşmekten kaçınamazlar. Yaşam deneyimlerini,  inişlerini yavaşlatmak için hızlandırarak uzatabilirler. Ancak yalnızca bir şartla; belli bir ideal hıza ulaştıktan sonra geri kalan her şey için vazgeçmek en doğru tercih olacaktır. Tekilliğe ulaştıklarında sonsuz yoğunluğa kadar ezilirler ve kütleleri karadeliğin toplamına eklenir.Bunun gerçekleşmesinden önce, zaman zaman büyümekte olan gelgit kuvvetleri tarafından parçalanırlar. Bu durum spagetti etkisi veya noodle etkisi olarak da adlandırılır.
Yüklü (Reissner-Nordström) veya dönen (Kerr) kara delik durumunda, tekilliği önlemekmümkündür. Bu çözümleri olabildiğince genişletmek, kara deliği farklı bir uzay zamanına çekme olasılığını ortaya koyuyor ve kara delik de bir solucan deliği gibi davranıyor. Bununla birlikte, başka bir evrene seyahat olasılığı, sadece teoriktir. Çünkü herhangi bir pertürbasyon bu olasılığı yok edecektir. Ayrıca, Kerr'in tekilliği etrafında eğrilikler gibi kapalı zamanı izlemek mümkündür. Bu da geçmişe dönüp kendi dedeni ziyaret etmek veya öldürmek çelişkisi gibi nedensellik sorunlarına yol açar. Dönen ve yüklü kara deliklerin uygun bir kuantum muamelesiyle bu tuhaf etkilerin hiçbirinin var olamayacağı kaçınılmaz bir gerçektir.
Tekillik varlığı, genel görelilik teorisinin bozulduğunun kanıtı olarak da varsayılabilir.Bu durum, kuantum etkilerin önemli hale gelmesi gereken koşullarda ortaya çıktığı içindir. Belki de beklenmedik bir durumdur. Bazı kuantum çekim teorisinin (süper sicim teorisi için yapılan araştırmalar gibi) kombinasyonları, kara deliklerin tekilliklerini bilmeden tarif edebileceğini varsaysa da böyle bir teori uzun zamanlar alacak bir teoridir.
O halde, doğası gereği, kara deliğin merkezinde tekilliği tam olarak tanımlayamayacağımız hatta anlayamayacağımız muhtemeldir. Bir gözlemci bir kara deliğe sinyal gönderebilirse de, kara deliğin içerisindeki hiçbir şey onun dışındaki herhangi bir şeyle iletişim kuramayacaktır ve bu nedenle sırlar daima orada kalacaktır.

Onur ERTAN

Yorumlar

Bu blogdaki popüler yayınlar

Otoriter Rejimlerin Demokratikleşmesi: Türkiye Örneği Üzerinden

GİRİŞ

Türkiye Cumhuriyeti’nin ilk dönemlerinde çok partili sisteme geçiş denemeleri yapılmasına rağmen bu girişimler dönemin şartlarından ötürü başarıya ulaşamamıştır. Türkiye, yirmi üç yıllık tek-parti iktidarının ardından demokrasiye geçmiş ve siyasal plüralizme erişmiştir. Bu politik geçiş, Türkiye’nin politik hayatı ve demokratikleşme tarihi açısından bir dönüm noktasıdır. Dönemin uluslararası koşulları ve iç politikada cereyan eden gelişmeler çok partili sisteme geçilmesinde etkili olmuştur. Bu araştırma projesinde, Türkiye’nin otoriter tek parti rejiminden demokratik çok partili sisteme geçişini etkileyen iç ve dış faktörler incelenecektir. Sözü edilen iç ve dış faktörler birbirinden bağımsız olmamakla beraber birbirlerini tamamlayıcı niteliktedirler. Bu faktörlerin incelenmesi, Türkiye’de demokrasinin oluşumunun anlaşılması açısından oldukça önemlidir.

Batı Avrupa'da Yeni Bir Dünya Savaşının Hazırlıkları: İttifakların Genel Durumları

BATI AVRUPA’DA YENİ BİR DÜNYA SAVAŞININ HAZIRLIKLARI: İTTİFAKLARIN OLUŞUM SÜRECİ

Özet

Birinci Dünya Savaşı’nın bitmesinin üzerinden uzun bir zaman geçmemişken Avrupa yine bir dünya savaşı tehdidiyle karşı karşıya kaldı. Almanya’da iktidara gelen Adolf Hitler ve İtalya’da iktidara gelen Benito Mussolini’nin yayılmacı politikaları ile beraber Faşizm ideolojisi de Avrupa’da yayılmaya başladı. İtalya’nın Arnavutluk, Almanya’nın ise Çekoslovakya ve Avusturya’yı topraklarına katması bir tehlike olarak görüldüyse de somut bir adım atılmamıştı. Bu şekilde hayat sahası idealini gerçekleştirmek isteyen Hitler yönetimindeki Nazi Almanyası’yla, Roma İmparatorluğu düşleri kuran Mussolini yönetimindeki İtalya, ideolojilerinin de yakın olması dolayısıyla yakınlaştılar. Bu yazıda, Avrupa’daki bu yakınlaşmanın etkilerini ve diğer ittifakları ele alacağız.

Anahtar Kelimeler: II. Dünya Savaşı, Almanya, İtalya, Fransa, Birleşik Krallık.

Siyasilerin Popülist Ekonomik Vaatleri: Ekonomi Politikasına Etkileri ve İran İslam Cumhuriyeti’nden Örnek

Siyasilerin Popülist Ekonomik Vaatleri: Ekonomi Politikasına Etkileri ve İran İslam Cumhuriyeti’nden Örnek
Özet Her seçim tecrübesi yaşadığımızda meydanlara inen siyasilerin, siyasi çıkarlarını maksimize etmek ve iktidara ulaşmak için muhtelif vaatler verdiklerine tanık oluyoruz. Özellikle siyasiler çıkarlarına ulaşmak için ekonomik vaatleriyle seçmenleri etkilemeye çalışmaktadır. Tabii olarak iktidara ulaşan siyasiler, mevcut oy potansiyelini korumak, arttırmak ve siyasi çıkarlarını maksimize etmek adına ekonomik vaatlerini icra ederler. Ancak bu ekonomik vaatlerin, ekonomi politikasına ve mevcut ekonomi durumuna olumlu veya olumsuz etkileri olmaktadır. İşte bu makalede siyasilerin ekonomik vaatlerinin ekonomi politikasına göre etkileri tartışılarak, İran İslam Cumhuriyeti üzerinden örneklendirmeye çalışılacaktır.

Giriş Seçim tecrübesi yaşadığımızda çeşitli medya araçlarından gördüğümüz üzere siyasi figürler, siyasi çıkarlarını maksimize etmek ve iktidara ulaşmak için seçmenleri etkilem…