Mini Kara Delikler

Günümüz evreninde çift yaratılması adı verilen kuantum olayı, kara deliklerin yakınlarında bulunabilecek yoğun kütle çekim alanları tarafından uyarılabilir. Einstein’dan çok önce, 1799 yılında Pierre de Laplace eğer bir cisimden kurtulma hızı ışık hızını aşarsa, bu cisimden kurtulmanın hiçbir şekilde mümkün olmadığını ileri sürmüştü. İşte bu cisimler, fizikçi John Archibald Wheeler tarafından verilen adlarıyla kara deliklerdir. Bir kara delikte öylesine büyük bir kütle o kadar küçük bir uzay bölgesine sıkışmıştır ki buradaki kütle çekim kuvveti ışığı bile hapsedecek ölçüde güçlüdür.
Günümüz evrenindeki kara delikler, kütleleri Güneş’in kütlesinin 50 katından büyük yıldızların ölümü sonucunda, Güneş’in kütlesinin 10^6- 10^9 katı madde içeren daha büyük kütleli kara deliklerse galaksilerin merkezlerinde oluşurlar. Bu olağanüstü büyük kütleli kara deliklerin kuasarların gücünü sağlayan enerji kaynakları olduğu tahmin ediliyor.
Kütleleri Güneşinkinden çok daha küçük olan kara deliklere mini kara delikler adı veriliyor. Eğer böyle kara delikler gerçekten var iseler evrenin başlangıç dönemlerinden kalmış olmalılar, çünkü günümüzdeki astrofiziksel süreçler yalnızca kütleleri Güneşinkinden çok daha büyük olanların gaz bulutlarının çökmesi sonucu oluşabileceğini gösteriyor.
Kütlesi M ve yarıçapı R olan bir cisimden kurtulma hızı nedir? Bir uçurumdan aşağıya fırlatılan bir taş örneğinde olduğu gibi kütle çekim alanı içinde düşen bir parçacık enerji kazanır ve gittikçe hızlanır. Kütle çekim alanından kurtulabilmek için parçacığın kinetik enerji adı verilen ilk hareket enerjisinin kütle çekim potansiyel enerjisi adı verilen, parçacığın kütle çekim alanı içinde düşerken kazanacağı enerjiden büyük olması gerekir. Kurtulma hızını bulmak için, birim kütleye sahip olan parçacığın GM/R olarak ifade edilen kütle çekim potansiyel enerjisini v^2/2 olarak yazılabilen kinetik enerjisine eşitleriz.
Eğer kinetik enerji potansiyel enerjiden büyükse parçacık kütle çekim alanından kurtulur. Bu durumda kurtulma hızı (2GM/R)^1 /2 olur. Eğer kurtulma hızı ışık hızına eşitse, buradan kara deliğin yarıçapı (Rk)d==2GM/c^2 olarak hesaplanır. İçinden hiçbir şeyin kaçamayacağı yarıçap işte budur. Küresel bir kara delik durumunda buna Schwarzschild yarıçapı denir. Güneş kütlesine sahip bir cisim için bu yarıçap yaklaşık bir buçuk kilometreye ya da Güneş yarıçapının yaklaşık yüz binde birinden daha küçük bir sayıya eşittir. Kara deliklerin güçlü kütle çekim alanları, boşluğun kendi kendisini yok etmesi olarak yorumlanabilecek bir olaya neden olur: olay ufku olarak adlandırılan, ışığın bile hapsedildiği yüzeyin yakınlarında parçacık yağmurları ortaya çıkar. Boşluk, parçacık çiftleri üretir. Bu çiftlerden biri kara deliğe düşerken diğeri kurtulur. Kara deliklerden kütle çalınması anlamına gelen bu olay Stephen Hawking’in kara deliklerin sonsuza kadar varlıklarını sürdüremeyeceklerini, özet olarak kara deliklerin buharlaşabileceklerini öngörmesine neden olmuştur. Kara deliğin sınırlarının eğriliğine kadar fazla ise, bu etki o kadar güçlüdür, yani parçacık yağmurları yeterince küçük kara deliklerden çok etkili bir biçimde kütle çalarlar. Kara deliğin yarıçapı kütlesi ile orantılı olacağından, küçük kara delikler çabucak buharlaşır. Gerçekten, yeterince küçük bir kara delik için buharlaşma zamanı bir milisaniyeden (saniyenin binde biri) daha azdır. Çok daha büyük kara deliklerin bu süreçten etkilenmemeleri gerekir.

Kaynakça:
www.space.com

Yazar: Taner Tunç

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :