Kara Deliklerin Ucu Nereye Açılıyor?

Hayal edelim ki bir kara deliğe zıplamak üzeresiniz. Çok düşük bir ihtimalle bile olsa, eğer hayatta kalabilirseniz sizi acaba neler bekliyor olurdu? Bu soruya Profesör Richard Massey’in verdiği cevap ise “Kim bilir?” Durham Üniversitesi Kozmoloji Bölümü’nde bir araştırmacı olan Massey, kara deliklerin sırlarının bilincinde: “Olay ufkuna düşmek, kelimenin tam anlamıyla öbür dünyaya geçmektir – eğer geçerseniz, geriye asla mesaj gönderemezsiniz. Muazzam kütle çekimi yüzünden parçalara ayrılırsınız, yani hayatta kalabileceğinizi sanmam.”

Cevap her ne kadar heves kırıcı – ve acı verici – olsa da, beklenen budur. Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi, uzay-zamanı kütle çekim ile bütünleştirerek kara deliklerin varlığını öngördüğünden beri, bu kara deliklerin devasa bir yıldızın ölüp geride bıraktığı küçük ve yoğun kalıntı olduğu biliniyordu. Bu kalıntı kütlesinin, Güneş’in kütlesinden en az üç kat daha büyük olduğunu varsayarsak kütle çekim kuvveti öyle bir noktaya gelir ki, bir tekillik yaratarak çekirdek kendi üstüne çöker ve bu da kara deliğin sonsuz yoğunluktaki merkezi olur. Bundan ışık bile kaçamaz ve kendinizi olay ufkunda bulursunuz. Yani kaçış yoktur. Massey’e göre, karşılıklı çekim kuvvetleri vücudunuzu atomlarına ayırır ve vücudunuz her iki yana doğru uzamaya (veya spagettifikasyon) başlar. Sonunda tekillik noktasında ezilirsiniz. Hâliyle başka bir yerde (veya paralel evrende) ortaya çıkma fikri kulağa tamamen fantastik geliyor.

Peki Ya Solucan Delikleri?

Geçmiş yıllarda bilim insanları, kara deliklerin aslında diğer galaksilere açılan solucan delikleri olabileceği ihtimali üzerinde durdu; hatta bazılarına göre kara delikler diğer evrenlere açılan birer kapıydı. Epey bir süredir bu fikirler dolaşımda. 1935 yılında Albert Einstein ve Nathan Rosen, evrendeki iki ayrı noktayı birbirine bağlayan köprüler teorize etti. 1980’lerde ise Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’nin astrofiziksel uygulamaları üzerinde dünyadaki sayılı uzmanlardan biri olan Kip Thorne, solucan deliklerinden gerçekten maddelerin geçip geçemeyeceği konusunda bir tartışma ortaya atarak bu fikre yeni bir soluk getirdi.

“Fizik hakkında çocukken beni heyecanlandıran ilk şey, Kip Thorne’un solucan delikleri hakkındaki popüler kitabı oldu,” diyor Massey ve ekliyor: “Ama görünüşe göre solucan delikleri gerçek değil.” Hollywood filmi Yıldızlararası için de danışmanlık veren Thorne’un Yıldızlararası’nın Bilimi kitabında dediğine göre, evrenimizde yaşlandıkça solucan deliğine dönüşecek bir obje yok. Thorne’a göre bu farazi delikler boyunca yolculuk büyük ihtimalle bilimkurgusal kalacak ve bir kara deliğin böyle bir yolculuğu destekleyeceğine dair güçlü bir kanıt da bulunmuyor. Ancak asıl problem, bu durumu yakından inceleyemiyor olmamız. Bir kara deliğin içinde olan herhangi bir şeyi fotoğraflayamıyoruz bile. Güncel bilgilerimize göre, olay ufkunun ardında olan her şey, artık kara deliğe katılır ve olay ufku çevresinde zaman sapmaya başlar. Bu yüzden her şey çok yavaş gelişir; kesin ve net cevaplar alamayız.

Harvard Üniversitesi’nde astronomi ve fizik profesörü Douglas Finkbeiner ise şöyle bir değerlendirmede bulunuyor: “Sanırım genel kanı, kara deliklerde zamanın durduğu. Uzaktaki bir gözlemci, astronot arkadaşının kara deliğe düştüğünü görmez; sadece olay ufkuna yaklaştıkça (kırmızıya kayma yüzünden) kızardığını ve bulanıklaştığını görür. Ama arkadaşı içeri düşer, yani ‘sonsuzluğun ardına’.”

Belki de Kara Delikler Beyaz Deliklere Açılıyordur

Eğer gerçekten de kara delikler galaksinin başka bir bölümüne veya başka bir evrene açılıyorsa, öbür tarafta onların tersi olması gerekmez mi? 1964’te Rus kozmolog Ivan Novikov’un ortaya attığı teoriye göre, bu bir beyaz delik olabilir mi? Novikov’un teorisine göre bir kara delik, geçmişte varolmuş bir beyaz delikle bağlantılıdır ve kara deliğin aksine, beyaz delikten ışık ve madde kaçabilir ama içine giremez. O zamandan beri bilim insanları, kara delik ve beyaz delikler arasındaki muhtemel bağlantıyı araştırmaya devam ediyor. 2014 yılında bilimsel bir dergide yayımlanan bir araştırmada Carlo Rovelli ve Hal M. Haggard, maddenin kara delik tarafından yutulup bir beyaz delik tarafından püskürtüleceğine dair Einstein denklemlerine uygun veriler keşfettiklerini iddia etti. Başka bir deyişle, kara deliğin yuttuğu maddeler geri püskürtülebilir; kara delikler öldüğünde beyaz deliklere dönüşebilir.

Yuttuğu veriyi yok etmek bir yana, bir kara deliğin çökmesi imkânsızdır. Bunun yerine, bir kuantum sıçraması yapar ve yuttuğu veri kaçabilir. Eğer gerçekten durum böyleyse, kozmolog ve teorik fizikçi Stephen Hawking’in teorisine ışık tutabilir. Hawking, 1970’lerde kara deliklerin kuantum dalgalanması sebebiyle parçacık ve radyasyon yayabileceği olasılığı üzerinde çalıştı. Hawking’e göre kara delikler sonsuza kadar yaşamaz. 1976 yılında yayımlanan makalesinde belirttiği gibi, yaydığı radyasyon yüzünden kara delik enerji kaybeder, küçülür ve en sonunda yok olur. Hawking’e göre yayılan radyasyon rastgele olur ve kara deliğin yuttuğu bilgiyi içermez, yani tonlarca bilgi hiçliğe karışır.

Kuantum teorisi açısından bilgi kaybı olamaz, yani Hawking’in fikri bu teoriyle çelişir. Fizik kanunlarına göre bu bilginin bulunması zorlaşır çünkü kaybolması hâlinde geçmiş ve geleceği bilmek imkânsızlaşır. Hawking’in bu fikri, ‘kara delik bilgi paradoksu’na yol açtı ve o zamandan beri bilim insanlarının kafasını karıştırıyor. Bazıları Hawking’in yanıldığını söyledi; 2004’te Dublin’deki bir konferansta bizzat Hawking bir hata yaptığını bile açıkladı. Kara delik-beyaz delik konseptimize dönecek olursak; Jorge Pullin ve Rodolfo Gambini, 2013’te ilginç bir çalışma yayımladı. İkili, bir kara deliğe kuantum kütle çekimi uyguladı ve kütle çekiminin sadece kara deliğin çekirdeğine doğru arttığını gördü. Böylelikle, kara deliklerin bir portal olabileceği görüşüne inanış arttı. Bu çalışmaya göre tekillik yoktu ve bilgi kaybı da olmazdı.

Belki de Kara Delikler Hiçbir Yere Açılmıyordur

Ne var ki fizikçiler Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski ve James Sully, Hawking’in haklı olabileceğini düşünmeye devam etti. ‘Kara delik Duvar Hipotezi’ olarak bilinen bir teori geliştirdiler. Hesaplamalarına göre kuantum mekaniği sayesinde olay ufku devasa bir ateş duvarına dönüşebilir ve temas ettiği her şeyi anında yakabilir. Buna göre, kara delikler hiçbir yere açılmaz çünkü içeriye hiçbir şey giremez.

Ancak bu teori de Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi ile çelişir. Olay ufkunu geçen bir kişi herhangi bir zorlukla karşılaşmamalıdır, çünkü serbest düşüşte olacaktır ve eşdeğerlik prensibine göre o kişi, kütle çekiminin ekstrem etkilerini hissetmeyecektir. Diğer fizik kurallarına uyabilir ama Einstein’ın ilkeleriyle çelişmese bile Kuantum Alan Teorisi’ni yanlışlayacaktı veya bilginin kaybolabileceğini söyleyecekti.

Büyük Bilinmezlik

Hawking’e bir daha geri dönelim. 2014’te yayımlanan bir çalışmada olay ufkunun varlığı hakkında temkinli konuştu ve kütle çekimsel çöküşün ‘belirgin bir ufuk’ yaratacağını söyledi. Kara deliğin merkezinden kaçmaya çalışan ışık ışınları, bu ufukta askıda kalır ve bu durum, “bir süre” boyunca devam ederdi. Güncel çalışmasında Hawking, bu yeni ve belirgin ufukların yok olmadan geçici olarak madde ve enerjiyi tuttuğunu ve sonra tamamen geri püskürttüğünü söylüyordu. Bilginin yok olamayacağını söyleyen kuantum teorisine en uygun açıklama buydu ve eğer kanıtlanırsa, kara deliklerden herhangi bir şeyin kaçabileceğini ifade edecekti. Hawking, kara deliklerin var olmayabileceğini söyleyecek kadar ileri gitti. Kara deliklerin, “kütle çekimsel alanın yarı-kararlı bağlı durumları” olarak yeniden tanımlanması gerektiğini savundu. Tekilliğin olmayacağını ve kütle çekiminden dolayı belirgin ufuğun içeri kaysa bile hiçbir zaman merkeze ulaşamayacağını ve yoğun bir kütle ile birleşemeyeceğini de ekledi.

Ancak püskürtülen hiçbir şey, yutulan bilgi ile aynı formda olmayacaktır. Neyin çıktığına bakarak neyin girdiğini anlamak imkânsızdır ve bu da büyük bir problemdir. Kesin olan bir şey var ki, o da bu gizemin bilim insanlarını daha çok uğraştıracağı. Karanlık maddenin bir kısmının buharlaşmış kara delik kalıntılarından oluşabileceğini iddia eden bile oldu. 2018’de yayımlanan bir çalışmada Hawking, enerjisiz parçacıkların olay ufku etrafında asılı kaldığını, yani bilginin kaybolmadığını ama saklandığını anlattı.

Bunların hepsi bilim insanlarını heyecanlandıran fikirler ama görünen o ki kara delik gizemine kesin bir yanıt almak için içeri birinin atlaması gerekecek.

Kaynak