100 yılı aşkın bekleyişten sonra ilk kara delik fotoğrafını görmeyi başarmıştık hatırlarsanız. Ama bazı insanlar bu başarının ne kadar şaşırtıcı olduğunun farkında bile değildi. Kara Deliklerin Kısa Tarihi hakkında az bilgiye sahibiz.
Hatta daha enteresan bir şey söyleyelim:
Biz 10 Nisan 2019’da ilk kara delik fotoğrafını Twitter’da paylaşmıştık ve 1700 beğeni almıştık.
Sonra 2021’in 29 Mart’ında yeni fotoğrafta, manyetik alanlar daha belirginleşmiş haliyle fotoğrafı Twitter’da paylaştık ve 316 beğenide kalmıştı.
Son olarak ise 12 Nisan 2021’de fotoğrafı çeken ekipte yer alan Sara İssaoun’ı ahtapot_club kanalında canlı yayında ağırlamıştık ve o yayın sadece 3600 kişi tarafından izlenmişti.
Yani biz, aslında hala olayın ciddiyetinin farkında değiliz maalesef. Sadece spükalatif, anlık bilgilere değer veriyoruz, derinlemesine öğrenmek istemiyoruz.
Kara Deliklerin Kısa Tarihi
Kara deliklerin ışığı bile yutacak kadar büyük kütle çekimine sahip olduğunu biliyoruz. Işığın bile kaçamayacağı kadar kütle barındırır içinde…
Kara deliklerin tarihi 1700’lerde başlıyor.
Yıl 1783…
John Michell adında bir jeolog: doğada ışığın bile kendisinden kaçamayacağı gök cisimlerinin olabileceğinden bahsediyordu: Michell’in hesabına göre, eğer ışığın parçacık yapısında olduğu varsayılırsa, yoğunluğu güneşin yoğunluğu ile aynı ve yarıçapı ondan 500 kat büyük bir yıldızdan yayılan ışık, bu yıldızın yerçekimine yenik düşecektir.
Yani yıldız ‘karanlık’ olacaktır.
Yıl 1915…
Genel Görelilik kuramı’nın büyük ustası Einstain var bu tarihlerde. Uzay-zamanı eğip büken şey ise, kütlenin kendisidir diyor. Her gök cismi, kütlesi oranında uzay-zamanı bükmekte yani. Şurası açık ki, bir yerde ne kadar ‘fazla’ madde varsa, orada eğrilik o kadar fazla.
Kütlenin büyüklüğü kadar; ne kadar hacim kapladığı da önemli… Yani yoğunluğu!
Konuyla Alakalı: Genel Görelilik ve Zaman Genişlemesi
Yıl 1916…
Alman astronom Karl Schwarzschild: Kendi adıyla bir tanım geliştirdi.
Eğer bir kütleyi, yüzeyindeki kaçış hızı ışık hızına eşit olacak şekilde bir küreye sıkıştırmak istersek, bu kürenin yarıçapını “Schwarzschild Yarıçapı” olarak tanımlarız.
Ne demek yani bu: Eğer ki bir kütleyi, Schwarzschild Yarıçapı’ndan daha küçük bir alana sıkıştırırsanız bir kara delik elde etmiş olursunuz. Teorik olarak aslında her şeyi kara delik yapabiliriz.
Mesela:
Güneş için bu değer birkaç kilometredir.
Eğer Jüpiter’i kara delik yapmak istiyorsanız bir insan boyutlarına sıkıştırmalısınız.
Eğer ki Dünya’yı sıkıştırmak istiyorsanız bu bir küp şekerden bile küçük olmalıdır.
Bir araba için bu değer 10^-23 m’dir. Bu değer bir virüsten dahi trilyonlarca kat daha küçük bir değerdir.
Yıl 1930
Fizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar, güneşten daha ağır yıldızların “hidrojeni tükendiğinde” ya da yanacak diğer nükleer yakıtlar olduğunda gerçekten çökebileceklerini hesapladı. Chandrasekhar sınırından daha büyük kütleye sahip bir beyaz cüce, farklı türde bir yıldız kalıntısına dönüşerek daha fazla kütleçekimsel çöküşe maruz kalır diyordu.
Yıl 1932…
Fizikçi James Chadwick, varlığı daha önce Rutherford tarafından öngörülmüş ancak var olup olmadığı spekülatif olan bir atomaltı parçacığın keşfini duyurdu: Nötron.
Bu keşfin astronomideki etkisi, kuantum fiziğindeki etkisinden daha sarsıcı olacaktı…
Yıl 1933…
Fritz Zwicky ve Walter Baade birlikte yayınladıkları bir makalede, bazı yıldızların süpernova adını verdikleri (bu terimi ilk kez onlar kullandılar) ve seyrek görülen şiddetli bir patlama sonucu güçlü kozmik ışınlar yayarak çökeceğini ifade ettiler.
Bu kütleçekimsel içe çöküşle birlikte elektronlar çekirdekteki protonlara yapışacak kadar ‘ezilecek’ ve nötral, kompakt bir cisim meydana gelecekti: Nötron Yıldızı.
Nötron’un keşfinin ardından ilk kez birileri artık apaçık bir şekilde nötron yıldızlarından bahsediyordu.
Yıl 1934
Sovyet fizikçi Lev Landau da nötron yıldızlarına sıcak bakanlardandı: “Kimi yıldızlarda madde yoğunluğu çok yüksek mertebelere çıkabilir, öyle ki elektronlar ve çekirdekler birbirlerine yaklaşarak tek tip ve devasa bir çekirdek meydana getirebilirler”.
Nötron yıldızları, kara deliklerin varlığının habercisidir. Nötron yıldızlarını oluşturan bir mekanizma, eğer kütle çok daha büyükse, ona neden izin vermesindi?
Yıl 1939…
“Atom bombasının babası” olarak anılacak olan Robert Oppenheimer, nötron yıldızları meselesine büyük ilgi göstermişti.
Oppenheimer, ” Devamlı Yerçekimi Üzerine ” başlıklı bir makale yayınladı ve bu makalede , bir yıldızın bugün kara delik olarak bilinen şeyi oluşturmak için güneşten en az üç kat daha büyük olması gerektiğini hesapladı
Yıl 1958…
David Finkelstein’e göre, Schwarzschild yarıçapına çökmüş küresel simetrik bir yapının tekilliği yüzeyde değil, yapının merkezindedir. Yüzey, nedensellik ilişkisinin kesildiği soyut tek yönlü bir zardır. Bu, ‘olay ufku’ (event horizon) olarak anılacak olan kavrama ilk atıftı.
Olay ufku, tekilliği saran soyut bir ‘zar’ gibi düşünülebilir. Geçildiği vakit artık geri dönüşü olmayan, tek yönlü bir zardır bu: Zarın sınırında iseniz, yutulmamak için ışık hızında sınırdan uzaklaşmanız gerekir. (İmkansız olsa da)
Yıl 1963
Maarten Schmidt, kuasar olarak bilinen yıldız benzeri tuhaf bir ışık noktası olan 3c273’ün evrendeki en güçlü nesnelerden biri olduğunu keşfeder.
Bulgu, kendisinin ve tüm kuasarların bir galaksinin merkezindeki süper kütleli bir kara delik tarafından desteklendiğinin farkına varmasına yol açar.
Yıl 1967…
Jocelyn Bell Burnell, teleskopu ile gökyüzünün derinliklerinden düzenli bir sinyal alır: 1.3 saniyede bir atım yapan bir radyo dalgası.
Burnell ve ekibi, ilkin böylesine düzenli bir sinyalin ancak yapay bir kaynak tarafından üretilebileceğini düşündüler. Ama parazit değildi. Sonra dünya dışı bir yaşamdan olabileceği ihtimalini düşündüler. Bu ‘aceleci’ tutum, sinyali “küçük yeşil adamlar” (LGM) olarak adlandırmaları ile sonuçlandı ama çok geçmeden teleskopları, uzayın farklı noktalarından da benzer düzenli sinyaller almaya başlayınca, bunun küçük yeşil adamlar olmadığını anlayacaklardı.
Ve ekip, 1968 Şubatı’nın 24’ünde kararını vermişti: Keşfedilen şey bir beyaz cüce veya Nötron Yıldızı olabilirdi…
Teorisyenler, bütün şüpheleri giderecek, titizlikle yaptıkları gözlemsel kanıtların incelemelerinin ardından Nötron Yıldızlarının keşfedildiğini duyurdular ve bu tür yıldızlara, Pulsar (dilimizde ‘Atarca’) adını verdiler.
Pulsarların keşfedilmesi, kütleçekimsel çöküşe uğramış gök cisimlerinin varlığı konusundaki şüpheci tutumu ortadan kaldırmıştı çünkü bir pulsar, kütleçekimsel çöküşe uğramış bir yıldız kalıntısıdır.
Yıl 1968
Fizikçi John A. Wheeler Kara deliklerin adını belirledi… Yani çökmüş yıldızlar kara delik diye adlandırıacaktı.
O günden beridir kara delik diyoruz.
Yıl 1970…
NASA, uzaydaki X-ışını kaynaklarını daha iyi analiz edecek donanıma sahip UHURU uydusunu göreve alır. Uydu, 1971 yılında Kuğu takımyıldızında yer alan X-ışını kaynağı hakkında detaylı veriler elde eder. Kaynağın olduğu noktada mavi süperdev sınıfından bir yıldız (HD 226868), bir “şeyin” etrafında 5.6 günlük bir periyotla dönmektedir. Ama her neyin çevresinde dönüyor idiyse de, o şey görünürde yoktu.
HD 226868’in çevresinde döndüğü, çevresinde yoğun X-ışınları emisyonu olan ama kendi görünmeyen bu objeye Cygnus X-1 adı verildi.
Cygnus X-1 hakkında ne öğrenebilirdik? Misal onun kütlesini hesaplayabilir miydik? Görünmeyen bir şeyin kütlesini hesaplayabilir misiniz?
HD 226868’in kütlesini bilirseniz (ki bulunur) ve hareketini analiz ederseniz (ki periyodu biliniyor) kütlesini bulabilirsiniz. L. Webster ve P. Murdin’in titiz analizleri sonucunda Cygnus X-1’in kütlesi ortaya çıkmıştı: Yaklaşık 6 güneş kütlesi! Bu, nötron yıldızları için geçerli TOV sınırının (3 Güneş kütlesi) üzerinde bir değerdi!
Böylece Webster ve Murdin 1972’de diyordu ki;
“Bir kara delik olabileceğini de tahmin etmemiz kaçınılmaz”
Cygnus X-1 gerçekten bir kara delik miydi peki? Bu sorunun kesin cevabı için yaklaşık 20 sene daha beklenecekti ama bir şey kesindi ki, Cygnus X-1 pulsarlardan daha ‘vahşi’ idi.
Burada bir anekdot girelim; Cygnus X-1’in bir kara delik olup olmadığı üzerine 1975 yılında S. Hawking ve K. Thorne bir bahse tutuşur: Hawking olmadığı yönünde, Thorne ise olduğu yönünde iddiaya girer.
Ve bugünden sonra kara delikler üzerine daha fazla yazılım çizilmeye başlandı…
Konuyla Alakalı: Karanlık Madde Nedir?
Konuyla Alakalı: Elektromanyetik Spektrum
Yıl 1974
Hawking, klasik kara delik teorisinde, kara deliklerin oluşumu ve evriminde kuantum etkilerinin göz ardı ediliyor olmasını içine sindirememişti. Ve, bu meselenin üzerine gitti Hawking. Stephen Hawking en ünlü keşfini yaptı: kara delikler radyasyon yayabilir.
Yıl 1991
Steve Balbus ve John Hawley, bir yığılma diskine gömülü manyetik alan çizgilerinin bükülmesi ve çekilmesinden kaynaklanan güçlü bir kararsızlık keşfettiler. İyonize gaz mükemmel bir elektrik iletkenidir, bu da güçlü manyetik alanlar oluşturabileceği anlamına gelir. Bu alanlar, sırayla, gazı geri çekebilir, yavaşlatabilir ve kara deliğe doğru spiral şeklinde girmesine izin verebilir.
Yıl 2001
Süper bilgisayarların evren simülasyonları, kara delikleri daha iyi anlamamızı sağladı.
Konuyla Alakalı: Kuantum Bilgisayarlar
Ve yıl 2019
Even Horizon Telescope ekibi, o harika kara delik fotoğrafını çekmeyi başardı.
Yıl 2021
Aynı ekip kara deliğin daha belirgin halini çekmeyi başardı…
Kara delikler evrendeki en tuhaf cisimlerdir.
Hatta onlar için ‘cisim’ yakıştırması yapmak bile, apayrı bir tuhaflık gibi görünüyor (ama cisim öyle değil mi?) Kimbilir, daha bilmediğimiz, belki de hiçbir zaman bilemeyeceğimiz daha ne çok tuhaflıkları vardır ne dersiniz?
Şimdiye dek size kara delikler hakkında gösterilen tüm görseller birer illüstrasyon idi. Ama ilk kez, geçen yıl ‘gerçek’ bir Kara delik resmine sahip olabildik: M87 SMBH, akresyon diski içine gömülmüş bir süper kütleli kara delik!
“Boşluk, boş değildir”
Bu sözü bir yerlerden duymuşsunuzdur muhakkak. Doğrudur da. Ünlü bir filozofun dediği gibi, “Hiçbir şey olmasa bile, bir şeyler oldu” olgusu uzay-zamanın dokusunda sürekli hüküm sürmekte olan temel bir gerçekliktir.
