Beyaz Delik Avı
Uzay-zamandaki bu garip patlamalar için arayış başladı. Peki beyaz delikler bilim kurgu sayfalarından kurtulup, gerçekliğe kavuşacak mı?
Uzay-zamandaki bu garip patlamalar için arayış başladı. Peki beyaz delikler bilim kurgu sayfalarından kurtulup, gerçekliğe kavuşacak mı?
Evren bir sürü garip ve karmaşık olgu ile dolu. Örneğin, herkes için en meşhur canavar olan kara delikleri ele alalım. Bu karanlık ve gizemli cisimler ulaşabildiği her şeyi yok ediyor. Fakat karanlığın bir zıttı olduğu gibi, kara deliklerin de aydınlık eş değeri beyaz delikler. Daha basit bir anlatımla, beyaz delikler zamanın geriye sarıldığı karadelikler.
Eğer gerçek anlamda bir kara deliği görüp görüntüsünü kaydetme fırsatınız olsaydı, bu görüntüyü tersten izlediğinizde bir beyaz delik görmüş olurdunuz. Karadeliklerin aksine maddeyi içine sürükleyip hapsetmektense, beyaz delikler uzaya madde saçıyorlar ve hiçbir şeyin içeri girmesine izin vermiyorlar. Beyaz delikler genel görelilik teorisinin bir parçası. Matematiksel olarak, kara delikler ve beyaz delikler Einstein’ın 1910 yılında derlediği denklemlerin çözümleri. Bu denklemler kütlenin uzayın dokusunu nasıl büktüğünü ve onunla nasıl etkileştiğini anlatıyor. Kütlesi olan her cismin çevresine kütle çekimsel bir etkisi var ve kütle ne kadar fazla ise bu etki de o kadar fazla. Genel göreliliğin kanunları, her fizik kanununda olduğu gibi, hem ileri hem de geri uyarlanabilir. UrbanaChampaign’deki İllinois Üniversitesi’nden Jeff Filippini “Eğer kara delikler gibi madde ve enerjinin girebildiği ancak geri çıkamadığı durumlar denklemleri sağlıyorsa, madde ve enerjinin çıkabildiği ancak giremediği beyaz delikler de denklemleri sağlayabilmeli” açıklamasını yapıyor. “Matematiksel olarak bu fikirde herhangi bir yanlışlık yok ancak bu yine de beyaz deliklerin gerçekte var olduğu anlamına gelmiyor.” Var olduğunu bildiğimiz kara deliklerin aksine beyaz delikler varsayımsal cisimler ve gerçekte var olmaları çok olası değil. Santa Barbara’daki California Üniversitesi’nden Steven Giddings konu ile ilgili şunları ekliyor: “Gözlenebilir evrende beyaz deliklerin varlığı ile ilgili bir bulgu yok. Beyaz delikler doğa kanunlarının zamana göre tersinir simetrisine dayalı teorik tahminler. Zamana göre tersinir bir durum yere düşen ve parçalanan bir kahve fincanının tekrar havaya uçup parçalarının geri birleşmesi ve yeniden bir fincan kahve olması gibi ele alınabilir ancak bu tarz şeylerin gerçek olmadığını biliyoruz; beyaz delikler de bir çok açıdan bu duruma benziyor.” Yumurta kabuklarının geri birleşmesi, kahve fincanın parçalarının tekrar bir araya gelmesi veya beyaz delikler gibi zamantersinir süreçler fizik kanunlarına aykırı olmasa da, Flippini’nin deyişiyle “bu tarz şeyleri doğal bir şekilde görmeyi beklemiyoruz”. Karadelikler, büyük kütleli yıldızların çekirdeğinde nükleer yakıtın bitmesi ve artık dengesini koruyamayarak ‘tekillik’ adını verdiğimiz sonsuz yoğunlukta bir noktaya çökmesi ile oluşuyorlar. Bu nokta o kadar güçlü bir kütleçekimsel alana sahip ki civarındaki, ışık dahil, hiçbir şey kütleçekiminden kaçmak için yeterli hıza sahip değil, dolayısı ile görünmüyorlar. Beyaz delikler ile ilgili en büyük problemlerden birisi, karadeliklerin aksine onları oluşturacak bilinen fiziksel bir sürecin olmaması. Filippini “Karadelikler varlar ve onların nasıl oluştuklarını biliyoruz, dolayısı ile matematiksel denklemleri sağlıyorlar ve evrenimizde bulunuyorlar.” diyor. “Ancak beyaz delikleri oluşturabilecek bildiğimi herhangi bir süreç yok.” Bazı bilim insanları beyaz deliklerin tuhaf süreçler sonucu oluşabileceğini öngörüyor. Bu teorilerden birisi kuantum tünelleme. Kuantum tünelleme küçük kuantum ölçeklerde maddenin çok garip bir şekilde hareket etmesini sağlıyor. Böyle bir süreç karadeliklerin sonuçta beyaz deliklere dönüşmesini sağlayabilir. Çok basit bir anlatımla, yeterli enerjiye sahip değilken derin bir kuyuya düşerseniz, yakından geçen birisi sizi kurtarana kadar orada mahsur kalırsınız fakat kuantum fiziğinde durum böyle değil. Yani mahsur kalmak yerine, daha alçak bir zemine doğru bir tünelle kurtulmanız mümkün. Bu teoriyi öngören bilim insanlarından birisi olan New York Bard Üniversitesi’nden Hal Haggard “Bizim düşüncemiz, kuantum kütle çekim teorisini kullanarak genel göreliliğin farklı çözümleri arasında geçiş yapabileceğiniz üzerine dayanıyor” diyor ve ekliyor: “Yani, kuantum mekaniksel olarak, bir kara delik olarak başlayıp beyaz deliğe dönüşebilirsiniz. Fakat tünelleme süreci o kadar nadir ki, hiç kimse henüz ne kadar olası olduklarını bilmiyor. Belki de o kadar nadirdir ki hiç gerçekleşmiyordur.” Diğer taraftan, beyaz delikler evrenin başka bir yerinde veya hatta çoklu evren içinde başka bir evrende bir kara deliğin oluşması sonucu oluşuyor olabilir. Böyle bir senaryoya göre, kara delikler ve beyaz delikler solucan deliği adı verilen ve uzay
zaman boyunca uzanan bir geçit ile bağlanıyor olabilir. Madde kara deliğe düştükten sonra solucan deliğinden geçip evrenin başka bir noktasında çıkabilir. Solucan delikleri Einstein denklemlerinin geçerli bir çözümü olsa da Haggard’ın deyişi ile “ne olduklarını kulağa çılgınca gelmeyecek şekilde açıklaması zor.” Solucan delikleri bir açıdan beyaz deliklere benzerlik gösteriyor: matematiksel olarak mümkün ancak onları nasıl bir sürecin oluşturabileceğini bilmiyoruz. “Solucan deliklerinin var olamayacağına dair beyaz deliklere oranla daha fazla bulgu mevcut. Solucan deliği oluşturabilmek için daha önce hiç bulmadığımız farklı türde bir madde gerekiyor dolayısı ile varlıkları son derece şaşırtıcı olur.” Kara delikleri direk olarak gözleyemiyoruz ancak yüksek sıcaklıklardaki materyallerden kaynaklanan X-ışını parlamalarını tespit ettiğimizde veya uzayda boş gibi görünen yerlerin etrafında gazın ve yıldızların dolanıyor olduğunu gördüğümüzde onları tespit edebiliyoruz. Bu bulgularla bilim insanları kütleli ancak görünmeyen bir cismin etrafını etkilediği sonucuna ulaşabiliyor. Bu durum galaksimizin merkezindeki süper-kütleli karadelik olan Sagittarius A*’ın varlığı ile doğrulanmış oldu. Kara deliklerin aksine beyaz delikler doğrudan gözlemlenebilir. Beyaz deliklerin oluşup, evrene yüksek oranda enerji saldıktan sonra kaybolmaları bekleniyor. 2006 yılında bilim insanları tam olarak buna benzer bir şey gözlediler: Dünya’dan birkaç milyar ışıkyılı ötede ani bir enerji salınımı gerçekleşti. Bu enerji salınımı kaybolmadan önce toplamda 102 saniye sürdü. Buna benzer ani enerji salınımları evrende çok sık gerçekleşiyor. Evrendeki en şiddetli enerji salınımları ‘gama ışın patlaması’ (GRB) olarak bilinen olaylar. Gama ışın patlamaları yıldızların çarpışmaları, süpernova patlamaları ve yıldız-kara delik veya kara delik-kara delik çarpışmaları sonucu oluşabiliyor. GRBler süreleri ve diğer özelliklerine bağlı olarak iki farklı türe ayrılıyorlar ve her bir türün farklı bir şekilde oluştuğu düşünülüyor. Bilim insanları 2006 yılında gerçekleşen olayın bir GRB olduğunu düşünüyorlar ve buna uygun bir şekilde GRB 060614 olarak isimlendirdiler. Ancak, bu olayın özellikleri bilinen iki türden daha farklıydı. Daha da kafa karıştırıcı olanı, GRB 060614’ün oluştuğu bölgede enerji salınımının kaynağı olabilecek herhangi bir cismin bulunmaması yani patlama sanki yoktan olmuş gibi görünüyor. 2011 yılında iki bilim insanı GRB 060614’ün gözlenmiş ilk beyaz delik örneği olabileceğini ileri sürdü. Bu fikrin arkasındaki bilim insanlarından biri olan Alon Retter bir makalesinde “Son gözlemler, ilk örneği GRB 060614 olan 3. tür bir GRB olduğunu gösteriyor” diye yazıyor. “Bu GRBler uzun süreli, yakın ve herhangi bir süpernova patlaması göstermediği için beyaz delik olarak açıklanabilir.” Retter ve çalışma arkadaşları Büyük Patlama’nın kendisinin de bir beyaz delik olabileceğini öngörüyor. Retter bu konuda şu açıklamaları yapıyor: “Çoğu astrofizikçi beyaz deliklerin varlığına inanmıyor ancak biz ve birkaç araştırmacı daha beyaz deliklerin varlıklarına ikna olmuş durumdayız. Büyük Patlama, yani evrenin başlangıcındaki tekillik, açık bir şekilde evrendeki kütlenin tamamını ya da çoğunluğunu ortaya çıkarmış devasa bir beyaz deliktir” Büyük Patlama benzeri bir olay çok yüzeysel bir bakış açısı ile bir beyaz deliği gözlemlesek göreceğimiz şeye benziyor. GRB 060614’de bir beyaz deliğe benzerlik gösteriyor. “Büyük Patlama bir beyaz delik midir? Hayır, ben öyle düşünmüyorum.” diyor Haggard. Büyük Çöküş’ten (evrenin çökmesi) Büyük Patlama’ya geçiş bir kara deliğin beyaz deliğe geçişine benzetilebilir ancak her iki süreçteki fizik birbirinden çok farklı.” Beyaz delikler ile ilgili bir diğer olgu ise hızlı radyo patlamaları (FRB). FRBler galaksimizin dışından bilinmeyen bir kaynaktan yayınlanan ve çok kısa süreli olan yüksek seviyede enerji salınımları. Diğer bir taraftan FRBler periyodik olarak gerçekleşebiliyor, bu durum da onların beyaz deliklerle ilişkilendirilemeyeceğini gösteriyor. Varsayımsal cisimler olmalarına rağmen beyaz delikleri tespit edebilecek gözlemevleri mevcut. Lazer İnterferometre Kütleçekimsel-Dalga Gözlemevi (LIGO) var olan en büyük kütleçekimsel-dalga avcısı. Kütleçekimsel dalgalar karadelikler, nötron yıldızları ve süpernovalar gibi evrendeki en ekstrem ve yüksek enerjili olgular ile ilişkilendiriliyor. LIGO bugüne kadar çok sayıda kara deliği kategorize etti ve bu
karadeliklerin çarpışmalarını kaydetti. Şu an için tespit etmek için mevcut bir plan olmasa da LIGO aynı zamanda beyaz delikleri de tespit edebilir. Diğer potansiyel beyaz delik gözlemevleri arasında henüz yapımı süren ve yüksek enerjili gama ışın kaynaklarını araştıracak olan Çerenkov Teleskop Ağı (CTA) ve GRBleri tespit etmek amacı ile yörüngede bulunan Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu (FGST) bulunuyor.
Genel göreliliğin beyaz deliklerin varlığını mümkün kıldığını belirten Rus astrofizikçi Igor Novikov konuyla ilgili şu yorumda bulunuyor: “Galaksi merkezlerine yakın bölgelerdeki manyetik alan yapılarına bakmalıyız.” “Eğer bu manyetik alanlar manyetik monopol, yani tek kutba sahip, yapıda ve mikroskobik boyutlarda ise orada bir solucan deliği olabilir. Görünen o ki, solucan delikleri, daha doğrusu solucan deliklerine ait beyaz delikler, kendi ışımalarını yapıyorlar. Karadeliklerde ise onların çevresinde dolanan gaz ışıma yapıyor. Beyaz delikler ile ilgili araştırmalar teorik seviyede ve varsayımsal kalsa da Haggard aynı durumun geçmişte kara delikler için de geçerli olduğunu belirtiyor. “Genel görelilikte kara deliklerin çözümleri ilk defa yapıldığında herkes ‘bu çok garip bir olgu, gerçek olamaz’ dedi. Hatta yıllarca kara deliklerin kitap açıklaması şöyleydi: ‘bu sadece garip bir çözüm’. Bunun günümüzde artık yanlış olduğunu biliyoruz! Kara delikler düşünülenden çok yaygın ve varlıkları ile ilgili çokça bulgu mevcut. Benim beyaz deliklerle ilgili duruşum da açık görüşlü olmaktan yana, matematik eğer var olamazlar demiyorsa onları aramaya devam etmeliyiz.” Astrofizikçilerin bu konularda deneysel yöntemleri geliştirip beyaz deliklerin var olmadığına dair bulguları veya var olduğuna dair kanıtları bulmalarını çok isteriz.