Çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına müsaade vermeyecek derecede güçlü, büyük kütleli yapılar olan kara delikler hakkında hayli az bilgiye sahibiz. Bu ürkütücü yapılar hakkında bilinen az sayıda şeylerden bir tanesi, buharlaşarak yok oldukları teorisidir. Fakat nasıl? Biz de bu yazımızda bu bahisten bahsediyoruz.
Kaynak: https://www.mesonstars.com/space/do-b…
Hepimiz bir kara deliğin bir cins kozmik delik olduğunu biliyoruz: Yerçekimi alanında kapana kısılmaya yetecek kadar yaklaşan her şeyi yutan bir nesne.
Önlerine gelen her şeyi yutarak, gücünü ve kütlesini arttıran bu eski yıldız kalıntılarının doymak bilmezliği bir gün insanlığı da etkileyebilir. Termodinamiğin âlâ bilinen bir sonucu olarak tüm cisimler, hatta en soğuk olanları bile (mutlak sıfırda olmadıkça) güç yayar ve münasebetiyle güç kaybeder. Fakat tarif gereği kara delikten hiçbir şey kaçamaz, bu yüzden hiçbir şey yayamazlar. Sonuç açıktır: şayet bir şey yaymıyorlarsa, mutlak sıfır sıcaklıkta (-273 santigrat derece) olmalıdırlar. Ayrıyeten termodinamiğe nazaran, mutlak sıfırdaki bir cisim sıfır entropiye sahiptir (bir sistemdeki düzensizlik ölçüsüyle ilgili bir kavram).
1971’de Jacob Bekenstein isimli fizikçi, kara deliklerin olay ufkunun entropisinin bir ölçüsü olduğunu öne sürdü.
Bu nedenle termodinamik hakkında bilinen her şey kara deliklere uygulanabilirdi. 1972’de, Fransız Alpleri’ndeki Les Houches yaz okulunda, Hawking, kara delikler konusunda önde gelen iki uzman olan James Bardeen ve Brandon Carter ile birlikte, termodinamiğinkilere çok benzeyen dört kara delik mekaniği yasasını türettiler, lakin bunları kabul etmeyi reddettiler. ‘Bu mekanikler termodinamik maddelerine benzerler lakin farklılar’ diye onayladılar.
Ancak o yıl büyük Rus teorisyen Yakov Zeldovich ve öğrencisi Alexei Starobinsky, kuantum mekaniğini dönen bir kara deliğin denklemleriyle birleştirerek, bir cins radyasyon yayması gerektiğini gösterdiler.
Hawking birinci başlarda buna pek inanmasa da durumun mümkünlüğü ilgisini çekti, böylelikle incelemeler yapmaya başladı.
1974’te Hawking’in yaptığı hesaplamalar Bekenstein’ın haklı olduğunu ortaya çıkardı; kara delikler radyasyon sızdırıyordu.
Hawking’in Bardeen ve Brandon ile formüle ettiği yasalar aslında bir kara delik için termodinamiğin maddeleriydi. Kendisi yıllar sonra yaptığı açıklamada, “Gerçekten çok üzülmüştüm zira tüm teorik çerçevem yok olmuştu ve bu sonuçtan kurtulmak için elimden geleni yaptım. Epey sinirliydim” formunda itiraf etmiştir.
Kuantum mekaniği ve genel görelilik ile oynayan Hawking, kara deliklerin o kadar da tuhaf olmadığını belirledi.
Sorun, kara deliğin kavranışındaydı. Genel görelilik teorisi, kuantum tesirlerini hesaba katmayan klasik bir teoridir. Yeniden de, bir kara deliğin mutlak odak noktası merkezi tekilliktir, yani yıldızın tüm kütlesinin kendi yerçekimi tarafından ezildiği boyutsuz bir matematiksel noktadır. Bu kadar küçük boyutların göz önüne alınması, mümkün kuantum mekaniksel tesirlerin dikkate alınması gerektiği manasına gelir.
Bu kurallar göz önüne alındığında birinci sonuç, kara deliklerin sıfır entropiye sahip olmamasıdır.
Aslında, evvelce oluşturdukları yıldızlardan çok daha fazlasına sahiptirler. İkinci sonuç, kara deliklerin mutlak sıfır sıcaklığında olmadığını gösterir. Kütlesi, gücü ve entropisi olan her varlık sıfırdan farklı bir sıcaklıkta olmalıdır ve kara delikler de, çok derecede küçük olsalar bile, buna sahiptir. Bu bağlamda temel bir kural vardır: bir kara deliğin kütlesi ne kadar fazlaysa sıcaklığı o kadar düşük olur. Üçüncü sonuç ise bir evvelkinin sonucu olarak oluşur. Şayet delik sıfır sıcaklığında değilse, güç yayması gerekecektir. Fakat kara deliğin içinden hiçbir şeyin kaçamayacağı konusunda emin değil miydik? Hawking ‘Evet, bu güç salınımı deliklerin yüzeyinden gelmekte, içlerinden değil’ diyor.
Siz bu mevzu hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarda buluşalım!
