Mehmet Çakıcı
Laboratuvar ortamında yaratılan kara delik, bilim insanlarını heyecanlandırmayı başardı.
Bilim insanlarının laboratuvar ortamında kara deliklerin olay ufkunu incelemek için yarattığı tek sıralık atomlardan oluşan örneklem, Hawking ışınımı (Hawking radyasyonu) denilen fenomeni yarattı. Hawking ışınımı, kara deliklerin uzay-zamanda yarattığı yırtıktan ortaya çıkan partiküllere deniyor ve gerçek kara deliklerden çıkabilen tek kütle de bu radyasyon. Gelin laboratuvar örneğinde benzer bir ışımanın ne anlama geldiğine birlikte göz atalım.
Kütleçekimin işlemesine olanak veren ortama uzay-zaman ya da mekân-zaman deniyor. Mars’ta ya da Ay’da yerçekiminin ne düzeyde olacağını oraya gitmeden bilmemiz sadece bu yüzden mümkün. Görelilik teorisi ise kuantum mekaniklerini ve olasılık matematiğini evrenin genel çalışma prensiplerini açıklayabilecek bir sonuç sunmak için kullanıyor.
Evrenin nasıl çalıştığını anlayabilmek için bu iki konseptin bir paradoks yaratmamasına ihtiyaç duyuluyor. Bir şeyin kütlesini bilirsek o şeyin bir güç karşısındaki tavrını da bilebilmek mümkün. Ama kuantum mekanikleri bunun her zaman doğru olmayabileceğini; kutunun içine bakana kadar Schrödinger’in kedisinin hem hayatta hem de ölü olabileceğini söylüyor. Bilim insanları, içeri bakmadan da kedinin yaşayıp yaşamadığını tespit etmek istiyor.
Bunun yapılması zorunlu, çünkü şu an için bir kara deliğin içine bakmak mümkün değil. Kütleçekim kanunun en çöpe atıldığı yerler de bu kısımlar. Evrendeki en garip, en ekstrem ortamlar. Kara deliklerin kütle merkezinin belli bir yarıçapındaki yerçekimi gücü o kadar fazla ki, evrendeki hiçbir şey o yerçekiminden kaçamıyor, tek bir şey o kadar süratli; ışık.
Olay ufku da tam olarak bu ışık hariç hiçbir şeyin kaçamadığı noktaya verilen ad. Olay ufkunu geçen bir objeye ne olduğunu asla tam olarak bilinemeyeceği için yalnızca tahminler yürütülüyor: 20. yüzyılın en büyük beyinlerinden Stephen Hawking’in 1974’te yürüttüğü de varılan en mantıklı tespit: Olay ufkundaki kuantum dalgalanmalarının sonucu olarak ortaya çıkan ışıma bizim termal radyasyon olarak bildiğimiz fenomene çok benziyor.
Sorun şu ki, bu ışımayı, radyasyonu tespit edebilmek çok zor. O radyasyonu ortaya çıkartan tepkimeye hangi obje sebep olduysa artık sadece ışık hızına çıkabilecek, ışık olabilecek en temel formda ve bu formu evrenin statik titreşiminden farksız. Bir ışık huzmesine bakıp, bu karadelikten gelmiş denilemiyor.
Çıkan ışığın karakteristiklerini incelemek için bulunan yeni yol da laboratuvarlarda kara delik replikaları yaratmak. Amsterdam Üniversitesi’ndeki Lotte Mertens ve ekibinin hedefi de tam olarak bu.
Kara Delik Kopyaları Yaratmak Evreni Anlamakta Önemli Bir Rol Tutuyor
Işık hem parçacık hem dalga olarak hareket ediyor. Yani, ışığı kırıp güneş gözlükleri yapmak mümkün çünkü parçacıklar kırılıp yeniden birleştirilebilirler. Ya da projeksiyon cihazları yaratılabilir çünkü ışık dalga olarak hareket ediyor ve bir düzleme düştüğünde anlam ifade edecekler.
Mertens’in örnekleminde yarattığı tek boyutlu kara delikte atomlar bir zincir şeklinde diziliyor. Böylece elektronlar sadece bir atomdan yandaki atoma “zıplayabiliyor” sağa sola hareket edemiyor. Işık da sadece bir enerji, elektronlar topluluğu olduğu için bu deney ortamında ışığın dalga olarak hareket etme gücü elinden alınıyor.
Kara deliklerin hem kütlesi hem de yerçekimi insanın hayal edebileceğinden çok daha büyük. Ama örnek kara deliğin bir atom zinciri olunca, kütlesi de düşük oluyor. Kara deliklerin merkezinde yerçekiminin ne kadar olduğu bilinmiyor. Ama bu ufacık örnek grubuna çok ufak ekstra kütle-çekim gücü uygulayınca da aynı sonucun elde edilmesi gerekiyor. Atom zincirinin yerçekimini uygulayan objeye olay ufkundan daha yakın tarafta olan kısmında ısı artıyor, ışıma ve radyasyon meydana geliyor.
Kara Delik Deneyinin Boşa Düştüğü Tarafları da Bulunuyor
Bu basit deneyin eksi yanları da var; uzay tamamen boş bir ortamda zincir şeklindeki atomlardan meydana gelmiyor; gelse bile gerçek uzayda o atomlara kütle-çekim gücü uygulayan birden fazla obje var. Bu sebeple yaratılan Hawking ışıması doğal hâlde değil: Doğal Hawking ışıması yerçekimi zaman-mekânı bükecek kadar fazla olduğunda ortaya çıkıyor.
Deneyin artıları ise kuantum mekaniklerine bağlı özellikleri inceleyebilmek için net bir elde edilmiş olması. En basit hâliyle 2 ila 2’yi hatta 1’i toplama düzeyinde bir enerji yaratılabildi.
Bu deneyin tekrar edilmesinin kolaylığı da bilim insanlarının önümüzdeki yıllarda bu düzeneği ve ortaya çıkan radyasyonu incelemek için sonsuz imkânı olacağı anlamına geliyor.
Mertens ve ekibinin çalışması orijinal olarak Physical Review Research dergisi tarafından yayımlandı.
Siz bu kara delik deneyi hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarınızı Kayıp Rıhtım Forum’da paylaşabilir, daha fazla bilim haberi için bizleri Google News üzerinden takip edebilirsiniz.
Kaynak: Physics Astronomy
Henüz yorum yok. Forum'a gelip sohbete katıl.