Astronomi

Beyaz Delikler Karadeliklerin Göz Ardı Edilen İkizleri Olabilir mi?

Hepimiz kara delikleri duyduk ve teleskoplarımızdan var olduğuna dair kanıtlar elde ettik. Peki ya tam tersleri? Beyaz delikler nedir ve daha da önemlisi böyle bir şey gerçekten mümkün mü?

Beyaz delikler bilim insanlarının hayal ettiği bir şeydir. Var olabilirler ama henüz böyle bir şey görmedik. Hatta var olabileceğine dair ipuçları bile görmedik. Bu nedenle okuyacaklarını sadece fikirlerdir.

Beyaz deliklerin davranışı, karadeliklerin tam aksidir. Hiçbir şey bir beyaz deliğe düşemez ama beyaz delikten her şey çıkacaktır. Ve tahmin edeceğiniz gibi beyaz delikler tamamen varsayımsal nesnelerdir. Gök bilimciler, şu ana kadar, beyaz delik olarak yorumlayabileceğimiz herhangi bir şey gözlemlememiştir. Ancak olasılıkları hakkında düşünmelerinin nedeni Albert Einstein’dır.

Bu nedenle evrenimizde beyaz deliklerin varlığına dair hiçbir kanıt gözlemlemesek de, her karadeliğin diğer ucunda bir “beyaz delik” olduğu fikri tutarsız değildir. Detayları daha iyi anlamak için öncelikle her şeyin nasıl başladığını anımsayalım.

einstein
Einstein’ın alan denklerinin çözümü karadeliklerin var olması gerektiğini bizlere gösterecektir. Ancak aynı denklemlerin çözümü beyaz deliklerin de varlığını doğrulayacaktır.

Karadeliklerin Doğasını Nasıl Keşfettik?

Karadelikler ile ilgili bilgilerimizin çoğu yeni olsa da arka plandaki fikir yeni değildir. Işığı hapsederek evrenin geri kalanı için görünmez hale gelen bir cisim kavramı, ilk olarak 18. yüzyılda doğa filozofları John Michell ve daha sonra Pierre-Simon Laplace tarafından düşünülmüştü. Michell onlara “karanlık yıldızlar” adını vermişti.

Albert Einstein’ın 1915 yılında, genel görelilik kuramını sunmasından sonra, Alman Karl Schwarzschild ve Hollandalı Johannes Droste, işin arka planındaki matematik ile uğraşmaya başladılar. O zamanlar bu konu matematiksel bir merak konusuydu.

Schwarzschild ayrıca bir cismin, ötesinden ışığın geçemeyeceği kritik bir çevrenin varlığını da öngördü: Schwarzschild yarıçapı. Güneşimiz bir kara delik haline gelirse, şu anki 1,4 milyon km çapındaki boyutundan 6 km’den daha küçük bir çapa çökmesi gerekir. Bu “Schwarzschild yarıçapı” içindeki ortalama yoğunluğu santimetre küp başına yaklaşık 20 milyar ton olacaktır.

Sonuçta o dönemde bu tip fenomenlerin nesnel bir biçimde gözlemlenmesi olası değildi. Ancak matematiksel sonuçlarda sıra dışı bir şey vardı. Uzay Einstein’ın da öngördüğü gibi davranıyordu. Fakat küçük bir alanda kütle yoğunlaştığında işler değişiyordu. Dev yıldız yakıtını tüketip kendi içine çöktüğü zamanlarda, çekim kuvveti sürekli güçleniyor ve sonunda uzay kendi içine kapanıyordu. Buna günümüzde Schwarzschild tekilliği diyoruz. Tekillik içinde zaman ve uzay kavramları da anlamını yitiriyordu. 

1958’de Amerikalı fizikçi David Finkelstein, bir karadeliğin gerçek doğasını fark eden ilk kişi oldu. 1963’te matematikçi Roy Kerr dönen karadelikler için denklemleri çözdü. Bunlardan, zamanda geriye doğru hareket etmeyi sağlayan kapalı zaman eğrileri üretti. Genel görelilik denklemlerinden ortaya çıkan bu tür garip çözümlerin varlığının farkına varan kişilerden birisi de 1949 yılında mantıkçı Kurt Gödel olacaktı.

Karadeliklerin Sonundaki Beyaz Delikler

Beyaz delikler, kara deliklerin tam tersi şekilde işleyen teorik kozmik bölgelerdir. Hiçbir şey bir kara delikten kaçamayacağı gibi, hiçbir şey bir beyaz deliğe giremez. Uzay zaman karadeliğini içine, beyaz deliğin ise dışına doğru akar.

1964’te iki Amerikalı yazar Ann Ewing ve teorik fizikçi John Wheeler, “karadelik” terimini tanıttı. Daha sonra, 1965’te Rus teorik astrofizikçi Igor Novikov, bunun karşıtı olarak “beyaz delik” terimini kullandı. Kendisi evrende belirli özelliklere sahip bir bölge varsa, ona tamamen zıt bir bölgenin de olması gerektiğini düşünüyordu.

Karadelik, muazzam bir çekim gücüne sahip olan dış uzay bölgesidir. Herhangi bir nesne, bir kara deliğin olay ufkuna girdiğinde içeri çekilecektir. Hiçbir şey bu çekim gücüne karşı koyamaz. Bu durumda bir beyaz delik ise bunun tam tersini yapacaktı. Bir kara deliğe düşerse, o zaman belki de bir beyaz delikten evrenimize geri saçılacaktır. Bu durumda beyaz delik zamanın tersine döndüğü bir karadeliktir.

Karadelikler ve solucan delikleri, uzay-zamanın yapısının yerçekimi tarafından kuvvetli bir şekilde bükülmesi durumunda ortaya çıkan, Einstein’ın denklemlerine özel çözüm türleridir.

Bu fikir kısmen Einstein-Rosen köprüsü olarak bilinen matematiksel kavram ile ilişkilidir. İlk olarak 1916’da Avusturyalı fizikçi Ludwig Flamm tarafından (matematiksel olarak) keşfedilen ve 1935’te Einstein ve Amerikalı-İsrailli fizikçi Nathan Rosen tarafından yeniden ortaya atılan bu köprü, daha sonraları “solucan deliği” olarak adlandırılacaktı.

Solucan delikleri uzay-zamanı birbirine bağlayan, iki uzak nokta arasındaki kestirmeler olarak bilinmektedir. Yani bir solucan deliği sizi istediğiniz uzaklıktaki noktalara kolayca ulaşmanız sağlayacaktır. Bir dağın iki karşı tarafında iki kasaba hayal edin. Bu kasabalardaki insanlar muhtemelen birbirlerini ziyaret etmek için dağın etrafını dolaşmak zorunda kalır. Ancak oraya daha hızlı ulaşmak isterlerse, doğrudan dağın içinden geçen bir tünel kazabilirler. Solucan deliğinin arkasındaki fikir budur.

Beyaz Deliklerin Varolmaları Mümkün mü?

Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bir (kara delik) portalına girip evrenin başka bir yerinde -uzayda ve/veya zamanda- yeniden ortaya çıkma fikri, Doctor Who, Stargate, Fringe de dahil olmak üzere sayısız bilimkurgu hikayesine ilham kaynağı olmuştur.

Matematiksel olarak mümkün görünse de, elbette bu tür evrenlerin varlığını destekleyecek fiziksel bir kanıt yoktur. Matematik size neyin olabileceğine dair olasılıkları söyleyebilirken, yalnızca gözlemler, ölçümler ve deneyler size Evren’de neler olduğunu söyleyebilir. Beyaz deliklerin olasılığı düşüktür çünkü bunlar “tersine” bir süreç ile ilgilidir. Görebildiğimiz ve ölçebildiğimiz kadarıyla, evrenimizdeki zaman ise yalnızca tek bir yönde akar. Bu da ileridir.

Sonuç olarak kesin olan bir şey var ki, kara delikler daha bir süre bizi meraklandırmaya ve büyülemeye devam edecek. Ancak beyaz delikler sadece ilgi çekici bir olasılık olarak varlığını sürdürecek ve yalnızca varsayımsal oldukları söylenebilecek.


Kaynaklar ve ileri okumalar

  • A white hole is a time-reversed black hole. But could one really exist out there in the cosmos?. Yayınlanma tarihi: 6 Mart 2024. Kaynak site: BBC. Bağlantı: A white hole is a time-reversed black hole. But could one really exist out there in the cosmos?
  • Curious Kids: can black holes become white holes?. Yayınlanma tarihi: 4 Şubat 2023. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Curious Kids: can black holes become white holes?
  • Black holes are even stranger than you can imagine. Yayınlanma tarihi: 10 Şubat 2015. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Black holes are even stranger than you can imagine
  • Bardeen, James. (2018). Models for the nonsingular transition of an evaporating black hole into a white hole.

Size Bir Mesajımız Var!

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.

Matematiksel

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu