Katalog

ASTR Karadelikler: Bilimkurgudan ı Çevresindeki herşeyi yutan ve ışık yaymadığı için görülemeyen karadeliklerin bir de süperleri keşfedildi. Osman Demırcan* G eçtığımız yıllarda Hubble Uzay T&leskobu'nun yaptığı duyarlı gozlemlerle aktıf galaksı merkez lerınde yer alan ve mılyonlarca guneş kutlesıne eşdeğer kutledekı super karadeliklerm varlığı kesmlık kazandı Böylece, çağın en onemlı keşıflennden bın çağın sonunda sessız sedasız ger çekleşmıştır Bu yazıda sıze bilimkurgudan gerçe ğe donuşen karadelık olgusunu anlatacığım n, c Karadelık kavramı en llglnç ve en çekıcı bılımsel kavramlardan bırı olmalı Halk arasında bıle karadelık çevresindeki tum maddeyı yutan ve ışık yayma yan bır tur gök cısmı olduğu, Işık yaymadığı ıçın görunmedığı bılınır ve çev resındekı cısımlerı yuttuğu ıçınde korkulur karadelıkten Bu bakımdan enf lasyon gıbı bır şeydır karadelık Görun mez, ne olduğu pek lyı bılınmez ama çevresınden sureklı bır şeyler aldığı ıçın korkulur ondan Karadelık kavramı, Nevvton'un çekım yasası lyı anlaşılmaya başladıktan sonra oluşmuş bılım adamlarının kafasın da öyle ya yasaya gore buyuk kutlelı bır gök cısmının yarıçapı ne kadar ku çukse yuzey çekım ıvmesı o kadar bu yuk olacaktır (Yarıçap sıfıra gıderken yuzey çekım ıvmesı sonsuza gıder) Eğer evrende boyle cısımler varsa yarıçapları kuçuk olduğu ıçın yoğunlukları buyuk olacak yuzey çekımlerı de çok buyuk olduğu ıçın hıçbır şey (ışık bıle) dışarı çıkamayacak ve çekım alanında kı serbest cısımlerı yutacaktır Bu kavramlar kayıtlara gore ılk kez 1798'de Fransız matematıkçı Laplace tarafından gelıştırılmış ve bu konuda hemen bılım kurgu romanları yapılmaya başlanmıştır 1915'te Eınsteın genel görecelık kuramını gelıştırdıkten sonra karadelık varsayımı uzerıne cıddı kuramsal çalış malar başlatıldı Karadelikler gözlemsel olarak saptanamadığı ıçın sadece ku ramsal bılgı olarak kalıyor ve bılım kurgu romanlarına ılgınç malzeme oluştu ruyordu Böyle cısımler varsa uzerlerıne çevreden akan maddenın tamamen yutulmadan önce yaydığı ışık etkısıyle gozelenebılmelıydı ama karadelıklerın çevrelerınde yeterınce madde yoksa boyle bır ışık gozlenemezdı Boyle bır durum da beklenen ışınım x ışınımıydı ve nıhayet 1971'de br yapay uydu vasıtasıyla ılk kara delık gozlendı Cygnus X1 adı verılen bu karadehğın dıbınde normal bır yıldız vardı Normal yıldızın maddesı karadehğın uzerıne akıyor ve yutulmadan önce karadehğın çevresınden guçlu bır x ışınımı yayıîıyordu Yıldızsal karadelik Geçen zaman ıçınde benzer yapıda daha bır suru yıldızsal karadelik gozlendı Bunların bır lıstesı ılışıkte verılmıştir Yıldızsal karadelık dıyoruz çünku bunların kutlelerı yıldız kutlelerı mertebesındedır Bılıyorsunuz Guneş'te bır yıldızdır (hatta kuçuk bır yıldızdır ve kutlesı 2x10 33 gr dır) 5060 hatta 100 guneş kutlelı yıldızlar da vardır Yıldızsal karadelikler 2025 guneş kutlesınden daha buyuk kutlelı yıldızların cesetlerıdır dıyebıhrız CygnusX 1 karedeh ğın kutlesı en az 6 guneş kutlesı tahmın edılmektedır Yıldızlar da canhlar glbi doğarlar gelışırler ve olurler Oluştuktan sonra nuk leer reaksyonlarla ışınım yayarlarken hafıf elementlerı ağır elementlere dönuşturmuş olurlar ve urettıklerı fazla enerjıyle kutlelerının buyük kısmını uzaya atarlar Buyuk kutlelı yıldızların olumu supernova patlaması şekhnde çok şıddeth olur Nukleer reaksıyonlar bıttığı ıçın yıldız artık enerjı uretemedığı ıçın çöker ve patlar Bu yıldızın ölumudur Buyuk kısmı uzaya saçılan yıldızdan gerıye olu bır çekırdek kalır Çekırdek buyukluğune gore farklı derecelerde çokerek beyaz cuce, notron yıldızı veya karadelık oluşturur Yıldızsal karadelık lerın kutlelerı 1 4 guneş kutlesınden daha buyuk yarıçapları da 35 km kadar dır Buradan karadehğı kuresel varsayıp yoğunluk bulursanız 10 16 gr cm 3 çıkar Bu değer atom çekırdeğı yoğunluğudur Bu yoğunluğu daha lyı algılayabılmek ıçın şoyle dıyebıhrız Bır kupşeker buyukluğundekı karadelık maddesı Yer de on mılyar ton tartar (tartacak kantar bulabılırsenız) Karadelık bu yoğunluğu nedenıyle çevresindeki uzay ve zamanı bozar Bunu daha lyı anlayabılmek ıçın kendınızı bır guneş kutlelı bır karadelığe doğru yol alan bır uzay gemısınde var sayın (Burada kolay ornek olduğu ıçın karadelık kutlesını bır guneş kutlesı alalım Aslında yıldızsal karadelık kutlesı yu karda belırttığımız gıbı 1 4 guneş kutlesınden daha buyuktur) Yıldızlarla dolu gokyuzunde yol alırken bır karadehğın çok yakınına gehnceye kadar değışık hıçbır şey hıssetmezsınız Sonunda gemınız karadehğın etrafında yorungeye gırer Aradakı fark bırınde yıldızı gorursunuz dığerınde hıçbır şey goremezsınız Roketlerı ateşleyerek yorungeyı kuçultursenız hızla spıral çızerek yörunge merkezıne doğru yanı karadelığe doğru gıdersınız ve bır noktadan sonra ıstesenız de gerı donemezsınız Gerı roketlerı çalıştırıp ne kadar guç harcarsanız harcayın bu mumkun olmaz Artık bu noktadan sonra her şey değışır öncelikle belırtmek gerekır kı karadelığe doğru hız ve ıvmeleme o kadar artar kı daha yukarıda sozunu ettığımız sınıra gelmeden once gemıde canhlığı nızı koruyamazsınız Sonradan da dıferansıyel çekım nedenıyle her şey parçalanır, atomlarınıza ayrılır, lyonıze olur sonunda enerjıye dönuşerek yolunuza devam edebılırsınız Bunların olmadığını, canlılığınızı koruyabıldığınızı ve karadelığe doğru yolculuğunuzda çevreyı gozleyebıldığınızı varsayalım Çevreye baktığınızda uzayın ve zamanının deforme olduğunu görursunuz Çevrede görduğunuz yıldızların, galaksılerın şekıllerı değışır, zaman gıttıkçe yavaşlar Işık bu ortamda doğru boyunca yayılamaz, eğrı yollar boyunca yayılır Arkanızdakı cısımlerı bıle gorebılırsınız Karadelık ışığın bıle doğru boyunca yayılmasına musaade etmez Işık fotonlarının kuçuk kutlelerını bıle kendıne çekerek ışık yolunu eğrıselleştırır ve sonuçta ışık karadehğın çevresınde blr sınırın dışına çıkamaz Gemınız de bu sınırın ıçındeyse dışarıyla hiçbir bağlantınız kalmamış demektır Işık sınyalı bıle gondersenız dışarı gıtmez delık yuzeyınden pek uzakta değıldır Guneş kutlesıne eşdeğer kutlede bır karadehğın olay ufku merkezden sade ce 3 km uzakta bulunur Karadehğın kendısı bu hacmın ıçındedır Olay ufku maddesel bır sınır değıldır Eınsteın ku ramına gore bu sınırın ıçınden çıkmak mumkun değıldır Karadelikler hakkın dakı tum gözlemsel bılgıler bu sınırın dışında gozlenen olayların yorumundan elde edılır Bu sınırın dışına çıkmanın yanı kara delıkten kaçmanın neden mumkun ol madığını basıtçe anlatabılmek ıçın Yeı uzerındekı gunluk yaşamımıza done lım Yerden yukarı bır taş atarsanız ger duşer Bunun nedenı Yer'ın taşa uygu I a! le Yukarıda sozu edılen karadelık etrafındakı sınıra olay ufku denlr Genel Çekim gücü ve ışık görecelik kuramına gore olay ufkunu Kara deliklerın veya galaksılerın çefc/m guçlen uzaktakı objelenn ifiklannı tıpkı bır belırleyen kurenın yarıçapı R= ZGM/C2 bağıntısıyla tahmın edılır Burada G mercek gıbı yansıtırlar Bu "çekim gucu mercek etkisl", Çıfte kuasarlar olan 0957+561 A ve B 'de fotoğraflarla saptanabılıyor Kuasarın bır noktasından ışık yeryüzüne Ikl Genel çekım sabıtı, M Karadehğın Kutlesı ve C ıse ışık hızıdır Olay ufku karaayrı yoldan gelebılıyor. Ortadaki karadelık ışığı kırıyor. Karadelikten neden kaçamazsınız? 4676 I ladığı çekım kuvvetıdır Taşı daha hızl atarsanız taş daha yukarı çıkar ama yı ne yere duşer Taşı sanıyede 11 km'lıh bır hızla frılatabıhrsenız taş bır daha ye re duşmez, Yer ın etrafında yörungeyç oturur Bu hız sınırına Yer'den kaçrric hızı denır Bır gok cısmınden kaçma hı zı o gok cısmının kutlesıne ve merke zınden olan uzaklığa bağlıdır Guneş ten kaçma hızı sanıyede 6 C km'dır Aslında bu değer, Guneş'ın ya rıçapı çok buyuk olduğu ıçın kuçuktur Guneş aynı kutlede fakat Dunya bu yukluğunde olsaydı o zaman Gu neş'ten kaçma hızı sanıyede 500 kn olurdu Bu değer tıpık beyaz cuce yıl dızlardan kaçma hızıdır Notron yıldızla nndan kaçma hızı sanıyede 16000 kn ve Karadelıklerın olay ufkundan kaçm. hızı sanıyede 300 000 km'dır Bu değe boşlukta ışık hızıdır ve Eınsteın'ıı 1905'te gehştırdığı ozel görecelık kura mına göre bu hız evrende ulaşılabılecel