Kara Deliklerin Ömrü Ne Kadardır?

Son yıldızların da sönmesinin ardından, muhteşem bir ışıma ve gürültü ile kara delikler evrenin sonunun habercisi olacak. Kara delikler, uzay-zaman içinde kütle çekiminin hüküm sürdüğü yerlerdir. Bir kara deliğin kütle çekimsel alanı o kadar güçlüdür ki hiçbir şey; ışık bile kaçamaz. Birçok boyutta olabilirler. Güneş’in 5 ile 100 katı büyüklüğünde olanlarından, milyarlarca yıldıza denk süper kütleli formlarına kadar her ölçekte bulunabilirler. Astronomlar, süper kütleli kara deliklerin çoğu galaksinin ortasında gizlendiğine inanıyor. Yerel Grubumuzun üçüncü büyük galaksisi olmasına rağmen süper kütleli bir kara delik barındırmayan M33 gibi bazı istisnalar da vardır.

Evrenimiz şu anda, galaksi ve yıldızların sürekli olarak doğduğu Yıldız Çağı‘ndadır. Ancak bu cisimleri oluşturmak için gerekli olan maddeler eninde sonunda bitecek ve yıldızlar yavaşça sönmeye başlayarak yerlerini kara deliklere bırakacak. Ve elbette bir gün kara delikler bile ölecek ama bu sessiz sedasız bir ölüm olmayacak. Kara deliklerin son anlarına muazzam ışıltı ve patlamalar damga vurarak çağın kapanışını duyuracak.

Ölümü Aldatmak

Kara delikler çevrelerindeki gazları ve yıldızları yutarak hayatta kalır ve onları ele veren bu oburlukları olur. Genellikle etrafları, yakınına çektiği materyallerden oluşan bir toplanma diski ile çevrilidir, tıpkı bir giderden akan suyun girdabı gibi. Materyal kara deliğe yaklaştıkça hızı artar ve kara delik etrafında toplanmaya başlar. Bu gaz ve toz bulutundaki sürtünme ısı açığa çıkarır ve bu da toplanma diskinin parlamasına neden olarak olay ufkunu görünür kılar. Harvard Üniversitesi’nde kara delik araştırmacısı olan ve 2019’da ilk kara delik görselini çeken Sheperd Doeleman’a göre, “kara delikler gizlenmek isteseler de bunu pek beceremiyorlar.”

Kara deliği görünür kılmasının yanında olay ufku, bu gizemli cisimlerin ölümü açısından da kritik öneme sahiptir. Bu canavarlardan hiçbir şey kaçamadığı için, kara deliğin olay ufkunu geçen her madde sonsuza dek kaybolur. En azından, şu anki bilgimiz bize bunu söyler. Ama bu geri dönüşü olmayan nokta hipotezi, kuantum mekaniği ile çelişir. 1974 yılında Stephen Hawking, kara delikten kaçışın çok yavaş ama mümkün olduğunu kuantum perspektifinden kanıtladı.

Boş uzay enerjisiz gibi gözükse de değildir; kuantum mekaniğine göre vakumun enerjisi zamanla değişir. Bu değişimler kendini evrende bir görünüp bir kaybolan parçacık çiftleri olarak gösterir – bir parçacık ve bir antiparçacık. Enerji yoktan var olmadığı için bu parçacıkların biri pozitif enerjiye, diğeri negatif enerjiye sahiptir. Söz konusu parçacık çiftleri birbirlerini genellikle anında yok eder. Eğer bu parçacıklar olay ufkunun çevresinde bulunursa, negatif enerjiye sahip parçacığın kara deliğe düşüp pozitif enerjiye sahip parçacığın kurtulması mümkündür. Böylelikle kara deliğin bir parçacık salınımı yaptığı gözlenir. Einstein’ın ünlü denklemi E=mc²ye göre enerji ve kütle orantılıdır. Yani, yutulmuş olan parçacıktan gelen negatif enerji, kara deliğin kütle kaybederek küçülmesine neden olur.

Ancak bir kara deliğin yakın zamanda yok olmasını beklemeyin. Çünkü  kara deliklerin Hawking ışıması yaparak enerjisini (ve dolayısıyla kütlesini) kaybetmesi çok uzun zaman alır. Bir süper kütleli kara deliğin tamamen kaybolması 10¹⁰⁰ yıl (yani googol sayısı) sürer. “Bu sürenin yanında evrenin yaşı bile çok küçük kalır. Bu sayı, bizim için sonsuzlukla eşdeğerdir,” diyor Yale Üniversitesi araştırmacısı Priyamvada Natarajan.

Ölüm Sancıları

Bir kara deliğin tam olarak ne kadar yaşayacağı kütlesine bağlıdır. Kara delik ne kadar kütleli olursa buharlaşıp yok olması da o kadar uzun sürer. Doeleman’a göre, “Bu bakışla bir kara delik, büyüyerek ölümü aldatabilir.” Doeleman, kara deliğin yaşam döngüsünü bir kum saatine benzetiyor; kum saatinin tepesindeki kum da kara deliğin kalan ömrünü gösteriyor. Kara delik, zaman içinde kum taneleri tek tek boşalsa bile çevresindeki yıldızları ve gazları yutarak kum saatine kum eklemeye devam eder. Etrafta yutacak materyal oldukça bu döngü sürüp gider. Eninde sonunda evren yaşlanır ve yutulabilecek madde kalmaz; böylece kara delik için sayılı günler de başlamış olur.

Bir kara delik buharlaşırken küçülür, kütle kaybeder ve son enerjisi bitene kadar parçacıkların kaçış hızı da artar. Natarajan, kara deliğin yaşamının son 1/10 saniyesinde büyük bir ışık ve enerji boşalması olacağını söylüyor ve ekliyor: “Sanki evrenin çok küçük bir köşesinde milyonlarca nükleer füzyon bombası patlıyor gibi olacak.” Dünyamız standartlarına göre bu çok (tüm ülkelerin nükleer kuvvetinden daha fazla) olabilir, ama astronomik standartlarda çok değildir. Örneğin kayıt altına alınmış en büyük süpernova (ASSASN-15^th), bir kara deliğin son anlarında yaşayacağı patlamadan 22 trilyon kat daha büyüktür. Büyük ya da küçük fark etmez, bir kara deliğin, son anlarında yaşayacağı gürültülü seremoni, tam tamına aynıdır. Tek fark, kara deliğin patlamasının ne kadar süreceğidir. Kesin olan bir şey var ki, bir kara delik son yemeğini yutmaya başladığında hiçbir şey kalmayana dek acımasızca devam edecektir.

Kaynak