Bu yazı Yıldızlar yazı dizisinin 10. ve son yazısıdır. Yazı dizisine ulaşmak için buraya tıklayınız.

NOT: Yazı dizisi boyunca görseller üzerine tıklayarak kaynaklarına ulaşabilirsiniz.

Nötron yıldızlarında elektron ve protonlar birleşip nötronları oluşturmuştu ve bu nötronlar yıldızın çökmesine engel olabilmişti. Ya çöken yıldızın kütlesi aşırı fazla olursa ve nötronlar bu kuvvete karşı koyamazsa? İşte bu durumda da ortaya kara delikler çıkıyor.

İlk kez fotoğrafladığımız kara delik olan Messier 87 kara delik
İlk kez fotoğrafladığımız kara delik olan Messier 87
Kaynak:ESO

Bu yazıda kara deliklerden kısaca bahsedeceğim. İleride kara deliklerden ve tarihçesinden oluşan uzun bir yazı yayımlayacağım.

Peki neden kara delik denmiştir? Elbette renginden dolayı dediğinizi duyar gibiyim. Tabii ki renginden dolayı ama asıl soru neden rengi böyle?

Renkleri böyle çünkü kara delikler ışığı yutar yani olay ufkuna(event horizon) yaklaşan herhangi bir ışık, karadeliğin çekim kuvvetinden kurtulamaz ve bu sebeple ışık kara delik tarafından yutulmuş gibi görünür.

Işık neden kara delikler tarafından yutulur?

Her gök cisminin bir kurtulma hızı vardır. Örneğin Dünya için bu hız 11 km/sn ‘dir.

{\displaystyle v_{e}={\sqrt {\frac {2GM}{r}}}={\sqrt {\frac {2\mu }{r}}}={\sqrt {2gr\,}}.}
Kurtulma hızı formülü

Kütlesi Dünya’nın 95 katı olan Satürn’den kurtulma hızı ise Dünya’nın sadece 2 katıdır. Çünkü yarıçapı çok fazla. (Ay için kurtulma hızı 2.5 km/sn’dir.)

Eğer cismimiz hem kütle olarak aşırı büyük ve yarıçap olarak aşırı küçük olursa ne olur? İşte o zaman kurtulma hızı en fazla olur. Bir kara delikten kurtulma hızı 300.000 km/sn’dir. Yani ışık dahi bu çekimden kurtulamaz. Olay ufku (event horizan) dediğimiz bölge de bu kısmın başladığı yerdir. Karadeliğin merkezinde bulunan nokta ise teorik olarak hacminin olmadığı dolayısıyla yoğunluğunun sonsuz olduğu düşünülen tekillik (singularity) noktasıdır.

Bir karadeliğin temel kısımları yukarıda gözüküyor.  kara delik
Bir kara deliğin temel kısımları yukarıda gözüküyor.
Kaynak:MailOnline, Chris Wayne, Mariela Ganeva

Kara deliklerde bildiğimiz fizik geçerli değil mi?

Normal ve daha büyük kütleli cisimler için genel görelilik, atom altı tanecikler için de kuantum teorisi kanunları kullanılır. Henüz ikisi için de geçerli olan Her Şeyin Teorisi’ni bulamadık. Boyut olarak aşırı küçük, kütle olarak da aşırı büyük olan cisimler için hangi fizik kanununu kullanacağımızı bilemiyoruz. Dolayısıyla kara deliklerde hangi fizik kanunlarının geçerli olduğunu bilemiyoruz.

Spagettileşme Nedir?

Bir uzay mekiği Ay’a yaklaşırken ucuna uygulanan kuvvetle arka kısmına uygulanan çekim kuvveti farklıdır. Ama bu fark çok az olduğu için fark dahi edilmez. Ama aynı durum kara delikte farklıdır. Karadeliğe girmekte olan bir uzay mekiğine şahit olsanız şunları görürdünüz; olay ufkuna giren uzay mekiği yavaşça çizgi şeklini almaya ve uzamaya başlar ve bu duruma spagettileşme denir. Siz mekiğin yavaşça kırmızı renge döndüğünü gözlemlersiniz ve bir süre sonra kızılötesi ışıklar yayacağı için gözden kaybolur.

NASA'nın "Kara delik nedir?" adlı bu çok güzel hazırlanmış posterin sağ kısmında Spagettileşme etkisini görebiliyoruz.
NASA’nın “Kara delik nedir?” adlı bu çok güzel hazırlanmış posterin sağ kısmında Spagettileşme etkisini görebiliyoruz. Kaynak:NASA (Fotoğraf üzerine tıklayarak NASA’nın sitesinden posteri indirebilirsiniz!)

Bu esnada mekik aynı hızında gitse de size göre size göre gittikçe yavaşlar. Zaman size göre ve mekiğe göre ayrı akıyordur. (Bu zaman farklılığına Interstellar filminde de değinilmişti izleyenler anlayacaktır.) Bunun sebebi kara deliklerin uzay-zamanı delmesidir.

Uzay-Zamanı delmek? & Solucan Deliği

Cisimler kütlelerinden dolayı uzay-zamanı bükerler. Örneğin; Dünya’nın oluşturduğu bükmenin etkisinde kalan yerler ve bundan daha uzakta olan cisimler için zaman farklıdır. Bu nedenle uyduların zaman ayarı yapılmalıdır.

Kütlesi daha fazla olan cisimler bu uzay-zaman düzlemini daha fazla bükerler. Çok kabaca bu uzay-zaman düzlemini bir çarşafa benzetirsek ona attığımız portakal bilyeye oranla daha fazla çöker. Kara delikler ise kütle olarak aşırı büyük, boyut olaraksa çok küçüklerdir. Böyle bir cisimi çarşafın üzerine koyduğumuzu düşünün, çarşaf yırtılacaktır ve delik oluşacaktır; tıpkı uzay-zaman düzleminde de kara delikler bu etkiyi yaratır ve bu kuramsal deliğe solucan deliği (wormhole) denir. Bu kuramsal deliklerin başka bir evrene açıldığı hatta başka zaman dilimlerine açıldığı söylenir ama elimizde herhangi bir kanıt olmadığı için bunlar sadece söylentiden ibarettir.

Yazı dizisini bu yazıya kadar gelip tamamladıysan tebrik ederim. Eğer direkt bu yazıdan geldiysen aslında bu yazı bir serinin son yazısı, bu seriye alttaki yazıdan başlayabilirsin.