KARA DELİKLER O KADAR KARA OLMAYABİLİR
Kara deliğe düşerken herhangi bir şey fark etmediğiniz gibi, sizi dışarıdan izleyen bir gözlemci de olay ufkunuzu geçtiğinizi hiçbir zaman fark edemez. Gözlemcinin tek gördüğü sizin giderek yavaşladığınız ve olay ufkunun kenarında asılı kaldığınızdır. Görüntünüz giderek sönükleşir, sonunda tamamen gözden kaybolur. Yani dışarıda ki gözlemci için, olay ufkunu geçmeden sonsuza kadar kaybolursunuz.
Yıldızlararası filminde hatırlayacaksınız ki uzaya çıkan baba dünyaya geri döndüğünde kızından daha gençti. Bunun sebebi zamanın, kütleçekimi fazla olan bir yerde oldukça yavaş akmasıdır. Eğerki filmi izlemediyseniz kesinlikle tavsiye ederim.
İkizler paradoksundan da bahsedip zaman kavramını yerli yerine oturtalım. İkizlerden biri dünya da kalıyor ve diğer ikiz de ışık hızına yakın bir hızla kütleçekimi dünyadan fazla olan bir gezegene gidiyor. Sonuç ; uzaya giden kişi geri geldiğinde dünyada ki ikizinden daha gençtir.
Kara deliklere geri dönecek olursak eğer, bir gözlemcinin sizi kara deliğin içine düşerken görememe sebebi; kara delikten ışık kaçamadığı için sizi görmeleri imkansızdır.
1970’teki bir matematiksel buluş ile olay ufkunun yüzey alanının kara deliğin içine düşen madde ve ışınımla birlikte arttığını öğrendik. Olay ufkundan diğer yazımızda bahsetmiştik ulaşmak için buraya tıklayın.
Ve bu belki bildiğimiz klasik fizik ile kara delikler arasında bağlantı olduğunu öğrendiğimiz ilk ipucuydu. Termodinamikte ki entropi kavramı ile bir ilişki olduğu tespit edildi.
Termodinamik ne? Entropi ne? Bunlara tam olarak net bir cevap vermek çok zor. Termodinamik, maddenin olmazsa olmaz kurallarını açıklayan 4 maddeden oluşan bir yasadır. Burada önemli olan entropidir. Entropiyi bilsek şu an yeterlidir.
Entropi, bir düzeni olan her şeyin zaman geçtikçe daha düzensiz olacağı anlamına gelir. Mesela bir duvar oluşturmak için dizilmiş tuğlalar(düşük entropi) çok zaman sonra dağılmış bir toz yığınına (yüksek entropi) dönüşür. Bu süreç Termodinamiğin İkinci Yasası tarafından betimlenir.
Buraya kadar her şey güzel ama işler bunu ifade edecek tanımda karışıyordu.Bir kara deliğin entropisi ne demektir? Bu konu hakkında Jacob Bekenstein’den belirleyici bir açıklama geldi. Buna göre, kara delik kütleçekimsel çöküşle ortaya çıktığında sadece üç özelliğe sahip olur : kütlesi, açısal momentumu ve elektrik yükü. Başka hiçbir bilgi taşımaz.
Bu teoremden yola çıkılarak bilim insanları bir yorum yapıyor : evrendeki her parçaçığın ve her kuvvetin evet-hayır sorusuna örtük bir yanıtının bulunduğu fikri.
Bu bağlamda bilgi, her parçacığın ve kuvvetin her özelliğinin bir nesneyle bağlantılı olduğu anlamına gelir.Cümle karışık gibi duruyor ama biraz açalım. Bir deste hayal edelim. Çok karıştırılmış deste kağıdının , az karıştırılmış deste kağıdına göre entropisi daha yüksektir. Ve ne kadar çok karışmışsa kağıt onu açıklamak için daha çok betimle yani bilgi gerekir. Burada nesne destedir ve onu açıklamak için sunduğumuz bilgiler de az , çok karıştılırılması özelliğine göre değişkenlik gösterir.
Umarım anlaşılır olmuştur. Devam edelim.
Bekenstein, kara deliklerin sadece 3 özelliğe sahip olduğunu anlatmıştı. Yani büyük miktarda bilgi, kütleçekimsel çöküş ile birlikte yok oluyordu.Kara deliğin son durumu, çöken nesnenin madde ya da karşı madde olmasından, küresel simetriye sahip olup olmamasından bağımsızdır.Yani anlatmak istediğim şu, belli bir kütleye, açısal momentuma ve elektrik yüküne sahip bir kara delik farklı özelliklere sahip farklı yıldızlardan oluşabilir.
Kuantum etkilerini bir kenara bırakırsak potansiyel düzenlenim sayısı sonsuz olur. Çünkü kara delik, belirsiz küçük kütlelere sahip sonsuz sayıda parçacık öbeğinin çökmesinden oluşabilir. . Ama gerçekten de düzenlenim sayısı sonsuz olabilir mi? İşte bu noktada kuantum devreye girer.
Bu arada düzenlenimin anlamına çok takılmamak gerek.Bilimsel bir terim gibi düşünebilirsiniz.
Dalga boyu; bir dalga örüntüsünün tekrarlanan birimleri arasındaki mesafedir.
Kuantum mekaniğindeki belirsizlik ilkesine göre sadece kara deliğin kendisinden daha küçük dalga boylarına sahip parçacıklar bir kara delik oluşturabilir. Yani düzenlenim sayısı çok büyük miktarlarda olsa da sonsuz değildir. Kuantum mekaniğine tıklayarak göz atabilirsiniz.
Jacob Bekenstein de sonlu sayıda düzenlenimden kara deliğin entropisini hesaplayabileceğimizi gösterdi. Ve ortaya çıkan sonuç ; çöküş sonucu kara delik oluşurken kaybolan bilgi miktarının ölçüsüydü!
Eğer kara deliğin entropisi olay ufkunun yüzey alanıyla orantılıysa, ki bu öyle, bu durumda kara deliğin yüzey kütleçekimine orantılı sonlu bir sıcaklığı olmalıydı.
Bunun anlamı kara deliğin sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip olduğudur. Ama hani kara delikler her şeyi yutardı ve onlardan hiçbir şey kaçamazdı?
Bu bir paradokstur. Diğer yazımızda bunun cevabını bulmaya çalışacağız. O zamana kadar belki de bu paradoksu çözmeye çalışabilirsiniz. Öyleyse hoşça kalın.
Bir önceki yazımıza ulaşmak için buraya tıklayın.
Bir sonraki yazımıza ulaşmak içi buraya tıklayın.
Emeğimize destek için yazımıza yorum yapabilir ve yazımızı paylaşabilirsiniz.