Kara delikler... Yapısının ne olduğunu hala tam olarak bilemediğimiz, sahip olduğu inanılmaz kütle çekimi yüzünden ışığın bile "kaçamadığı", hakkında binlerce farklı teorilerin bulunduğu hatta bazı teorilere göre alternatif evrene açılan bir kapı olarak da düşünülen uzayın en bilinmezi.

Kara Delik Nedir?

Kara Deliklerin sahip oldukları yüksek çekim kuvvetlerinden dolayı 300 bin km/sn hızla hareket eden ışığın bile yüzeyinden "kurtulamadığını" ve bu nedenle "karanlık" olduklarını biliyor muydunuz? ("Kurtulma" üç boyutlu bir uzayda bulunan cismin kendisini etkileyen kütleçekiminden kurtulabilmesi için ulaşması gereken minimum hızı anlatır. Örneğin bu değer Dünyamız için sadece 11.2 km/sn'dir)

Bu yazımızda aşağıdaki başlıklarla kara delikleri inceleyip "Kara Delik Nedir?" sorusunu cevaplandırmaya çalışacağız.

• Kara Delik Nedir?
• Yıldız Kütleli Kara Delikler
• Orta Seviye Kara Delikler
• Süper Kütleli Kara Delikler
• Kara Deliklerin İçini Görebilir miyiz?

Bir cisimden yansıyan veya yayılan ışık eksikliği bizim gözümüze hiçbir ışığın ulaşmayacağı ve dolayısıyla onu göremeyeceğimiz olarak yorumlanabilir. Doğrudan gözlenemediği için bu uzay bilinmezine de “kara delik” ismi verilmiştir. Bu isim ilk olarak 1967 yılında teorik fizikçi John Wheeler tarafından NASA’daki bir konferansta kullanılmıştır. 

Kara delikleri nasıl görüyoruz?

Işığın evren gözlemindeki önemi çok büyüktür. Uzayı gözlemlemek için kullandığımız basit gözlem teleskoplarında, gök cisminin ışığının bir mercek yardımıyla katbekat büyütülmesiyle görüntü elde edilmekte ve tüm bilgiler bir "nokta kaynaktan" gelen ışığın incelenmesiyle elde edilmektedir. Böyle bir durumda da elektromanyetik spektrumun sadece görünür ışık kısmından gelen ışığı toplayan ve odaklayan optik gözlem teleskopları kullanılarak "ışığı olmayan" bir kara deliğin gözlemlenmesi imkansız olacaktır.

Ancak kara deliğin yakınlarında bir yıldız veya yüksek yoğunluğa sahip gaz bileşenleri bulunuyorsa kara delik onları kendi içine doğru çekebilir. Çekilen bu maddeler doğrudan kara deliğin içine düşmezler; kara delik etrafında yığılma diski adı verilen bir yapıyı oluştururlar. Bu yapı tabiri caizse tıpkı bir lavabo gideri gibi kara deliğin içine doğru ilerlerken sarmal bir yapı oluşturur ve bu yapıyı takip eden nesneler kara delik tarafından yutulur. Yığılma diski neredeyse ışık hızına yakın bir hızla kara delik etrafında dolanır ve disk içinde bulunan parçacıkların birbirine çarpması veya sürtünmesinden dolayı sıcaklık milyonlarca santigrat dereceye kadar yükselir. Tam bu aşamada X ışını gözlemi yapan, dünya atmosferi dışına konumlandırılmış teleskoplar tarafından bu sıcaklık algılanır ve gözlemsel olarak bir kara deliğin varlığından söz edilebilir. 

2019 yılının Nisan ayında Olay Ufku Teleskobu (Event Horizon Telescope) projesi ile devasa büyüklükte bir eliptik gök ada olan M87’nin merkezinde bulunan süper kütleli kara delik ilk defa bu yöntemle gözlemlenmiştir. 

Kara deliklerin farklı tipleri var mıdır?

Evrendeki diğer her nesne gibi daha büyük veya daha küçük olarak sınıflandırabileceğimiz toplamda üç farklı kara delik tipi bulunmaktadır.

Yıldız Kütleli Kara Delikler

Aynı zamanda büyük yıldızların kalıntıları olarak da adlandırılan yıldız kütleli kara deliklerdir. Bu kara deliklerin çapları tipik olarak 16 ile 48 km arasındadır. Güneş’ten çok daha büyük kütleli bir yıldızın bir süpernova ile patlaması ve dış katmanlarını uzaya püskürten yıldızın bir yandan da kendi üzerine çökmesi sonucu bu tip kara delikler oluşur. Eğer yıldızın kütlesi görece az ise bu çöküş bir noktada durur ve kara delik yerine Nötron yıldızı adını verdiğimiz yıldızlar oluşabilir. Bu kara deliklerin gözlemlenebilir evrendeki oranı yaklaşık %1 kadardır. Bu yüzde her ne kadar küçük gibi görünse de bilim insanları gözlemlenebilir evrende 40 Kentrilyon’dan (40x1018) fazla yıldız kütleli kara delik olduğunu düşünmektedir. 

Orta Seviye Kara Delikler

2021 yılında ortaya atılan orta seviye kara delikler, süper kütleli kara deliklerden daha küçüktür. İlk defa bir gama ışını patlamasını takip eden bilim insanlarınca keşfedilmiştir. Yıldızların ömrünün sonuna gelmesi ve en nihayetinde çökmeleri sonucu oluşurlar ancak yıldızlar çok daha büyüktür. İlk keşfedilen orta seviye kara deliğin kütlesi Güneş’in kütlesinden 55 bin kat daha fazladır.

Süper Kütleli Kara Delikler

En büyük, en şaşırtıcı ve en merak uyandıran kara delikler süper kütleli kara deliklerdir. Bu kara deliklerin kütlesi Güneş’ten milyarlarca kat daha büyüktür. Genel bir teoriye göre her gök adanın merkezinde bu kara deliklerden bir tane bulunur. Samanyolumuz da dahil olmak üzere çoğu büyük gök adanın merkezinde gizlenirler ve Güneşimizden 100.000 ila on milyarlarca kat daha fazla kütleye sahip olurlar. Örneğin kendi gök adamız olan samanyolu gök adasının merkezinde bulunan Sagittarius A, Güneş’in kütlesinden tam 4 milyon kat daha fazla kütleye sahiptir. Aralarında bir Türk bilim insanımız, Feryal Özel'in de bulunduğu Olay Ufku Teleskobu ekibi, Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli kara delik olan, Dünya'dan yaklaşık 27 bin ışıkyılı uzaklıktaki  Sagittarius A 'nın ilk görüntüsünü elde ederek önemli bir çalışmaya imza attılar. Böylelikle kara delik etrafındaki toz ve gölge de ilk defa tespit edilmiş oldu.

Süper kütleli kara deliklerin, nasıl oluştuğuna dair araştırmalar sürmektedir. Bu araştırmaların bir sonucu olarak en çok desteklenen teoriye göre süper kütleli kara delikler evrenin erken tarihinde çöken yıldızlararası hidrojen bulutlarından oluşmuş olabilir. Başka bir teoriye göre bu kara delikler, birden fazla kara deliğin birbiriyle birleşmesi ve asırlar boyunca fazla kütle biriktirmesi sonucu oluşmuştur. 

Kara deliklerin içerisinde ne vardır?

Yazımızın başında da değindiğimiz üzere, ışığın dahi içerisinde hapsolduğu kara deliklerin içini maalesef göremiyoruz. Ancak astrofizik teorilerine göre, bir kara deliğin merkezi, tüm kara deliğin kütlesinin sonsuz yoğunlukta küçük bir noktada toplandığı yer ya da diğer adıyla tekillik (singularity) olarak biliniyor. Bu nokta, kara deliğin muazzam büyüklükteki kütle çekimi kuvvetinin merkezi olarak düşünülüyor. Buradaki kütle çekim kuvvetini ancak kuantum fiziği ile anlayabiliriz. Ancak henüz bir kuantum kütle çekim teorisine sahip olmadığımız için, bir kara deliğin merkezinde gerçekte ne olduğunu tanımlamak günümüz teknolojisiyle maalesef imkansızdır. 

İnsanlık olarak gelişen teknolojiyle bir kara deliği, Dünya’nın dört bir yanından sekiz farklı teleskobu kullanarak ilk defa fotoğrafladık. Yine gelişen teknolojik sistemleri kullanarak Kuantum bilgisayarlarını kuruyor, hesaplamaları yapmaya çalışıyor ve her geçen gün evrenin sırlarını ortaya çıkarmaya çalışıyoruz. 

Kara deliklerin sırları çözülebilecek mi? Kara delik nedir sorusuna tam yanıtlar bulunacak mı? Einstein ve Hawking’in teorileri kanıtlanacak mı? umarız bu soruların cevaplarını da en yakın zamanda verebiliriz.

BONUS: Kaliteli görsel içerik olarak birkaç video daha bırakıyorum buraya.Buraya kadar okuduğunuz için teşekkürler. Beğendiyseniz react vermeyi ve daha fazla içerik görmek için takip etmeyi unutmayın lütfen.