Madem Onca Kara Delik Var, Evren Neden Emilmiyor?
birilerinden "böyle soru mu olur" tepkisi alsa da, cevabını çok kişinin merak ettiği soru.
kara deliklerin sonsuz bir "emme" menzili ve gücü olmadığı zaten yazılmış. ben biraz daha neden öyle olduğunun hesabını göstereceğim size.
öncelikle şunu bilmekte fayda var: kara deliklerin çekim gücü tıpkı diğer cisimlerde olduğu gibi, kütlelerinin büyüklüğüyle orantılı. başka bir deyişle, normal bir yıldızın x kiloluk kütlesi ile herhangi bir kara deliğin kütlesi birbirine eşitse, bu iki cismin çekim kuvveti de eşit olur. bir tanesi kara delik olduğu için daha fazla çekmez. ne kadar kütle, o kadar çekim gücüdür özetle. kütleleri aynı olsun dedik. peki ama o zaman neden birine yıldız diyoruz da diğerine kara delik diyoruz?
öncelikle en basit ayrım şu: yıldız, hâlâ enerji üretebilen bir cisimken kara delik, yakıtını bitirmiş ve artık enerji üretemeyen bir yıldızın cesedidir. burada galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara delikleri bunlardan ayıralım çünkü onların tam olarak nasıl oluştuğunu %100 kesinlikle bilmiyoruz henüz. normal kara deliklerden bahsediyoruz ama yukarıda kütleyle ilgili söylediklerim, galaksi merkezlerindeki kara delikler için de geçerli.
ikinci önemli ayrım da şu: yıldızlar, kütlelerini rahat ve makul hacimlere yaymış cisimlerken kara delikler genellikle sıkıştırılmış bilgisayar dosyaları gibi, ufacık hacimlerde o kütleleri taşıyan cisimlerdir. tam bu noktada, başlıkta da değinilmiş olan bir örneğe ben de yer vereyim. şu anda yıldızımız güneş'in etrafındaki yörüngelerde dolanan gezegenlerden birinin üzerinde yaşıyoruz. diyelim ki bir nedenden ötürü güneş kara deliğe dönüştü (ki aslında normal şartlarda kütlesi buna müsait değil. birazdan geleceğim o konuya) ya da güneş'i alıp yerine onunla aynı kütleye sahip bir kara delik koymayı başaran bir olay oldu. ne değişirdi?
kısa vadede hiçbir şey değişmezdi. yani gezegenlerin yörüngeleri aynı kalırdı çünkü güneş'in olması gereken yerde, onunla aynı kütlede herhangi bir cismin olması, yörünge mekaniği için fark edilen bir durum oluşturmaz ama uzun vadede tabii ki farklı etkiler ortaya çıkar. sonuçta bir kara delik enerji üretemez dedim. ışık da üretemez. bu da başta bitkiler olmak üzere dünyadaki canlı yaşam için zincirleme bir felaket anlamına gelir ama konumuz bu değil.
güneş kütlesi kara delik olmaya müsait değil dedim az önce. bu, bir yıldızın normal evrimi için geçerli. yani güneş, ölünce kara deliğe dönüşebilmesi için gereken senaryoya uygun bir kütleye sahip değil. fizik kanunları doğal yollardan buna izin vermiyor ama farklı bir müdahale ile aslında her kütleyi kara deliğe dönüştürebileceğimizi de unutmayın. şundan bahsediyorum: güneş ya da başka herhangi bir cismi (yıldız olmak zorunda değil) eğer bir şekilde sıkıştırıp çok daha küçük bir hacme sığdırabilecek bir teknolojimiz olsaydı, o zaman bir kara delik elde edebilirdik.
bu noktada devreye schwarzschild yarıçapı kavramı giriyor. kısaca tanımı şöyle: bir cismin kara deliğe dönüşebilmesi için sıkıştırılması gereken kritik yarıçap değeri. çok da basit bir formülü var bunun. pay kısmında evrensel kütle çekim sabiti, söz konusu cismin kütlesi ve 2 sayısı çarpılıyor. payda kısmında da ışık hızının karesi var.
dünya için bu formülle bir hesap yaparsak yaklaşık olarak 0,0089 metre buluruz. kabaca 9 milimetre olan bu sayı der ki: eğer dünya 9 milimetrelik bir yarıçapa kadar sıkıştırılabilirse bir kara delik olur. güneş için bu sayı yaklaşık 3 kilometre.
işte olay ufku dediğimiz yer, bu yarıçapın belirlediği sınırdan ibaret. bir kara deliğin herhangi bir şeyi "emmesi" (ki bu aslında yanlış bir kelime) için o şeyin kara deliğe bu sınırı geçecek kadar yaklaşması gerekiyor. bu sınırın belirli bir mesafeye kadar dışındaysa her cisim yaşamına normal biçimde devam edebilir. açısal momentumu yeterli değere sahip olan cisimler, buradan içeriye düşmeden yörüngeye oturabilirler kara delik etrafında ki interstellar filmindeki gezegenler de bu sayede yapısal bütünlüğünü koruyabiliyordu gargantua etrafında. o filmle ilgili gerçekçilik değerlendirmesini merak edenler şu entry'e de göz atmak isteyebilir belki: #181443782
buraya kadar anlatılanlardan çıkarılacak sonuç: evrendeki cisimler arasında çok büyük mesafeler var. bu nedenle bir kara deliğin herhangi bir cismi kendi bünyesine katabilmesi için, o cismin olay ufkundan içeriye düşecek kadar yakın olması gerekiyor. minik bir not düşeyim: en içteki kararlı yörünge sınırının altına düşen cisim, olay ufkundan içeriye düşmekten de kaçamaz. kütle çekim kuvveti teoride sonsuz kabul edilse de pratikte uzaklığın karesi oranında azalıyor. bu yüzden cisimlerle kara delikler arasındaki devasa mesafeler, bu kuvvetin neredeyse 0 olması gibi bir sonuç üretiyor.