Ana sayfa 129. sayı Matematiksel ispat, karadelikler yok diyor!

Matematiksel ispat, karadelikler yok diyor!

183
PAYLAŞ

Çeviren: Cem Oran

Karadelikler bugüne kadar sayısız araştırma ve tartışmanın konusu olmuştur. Bu konuyla ilgili çok fazla belirsizliğin olduğunu düşünen Kuzey Karolina Üniversitesi’nden Fizik Profesörü Laura Mersini-Houghton, karadeliklerin varolamayacağını savunuyor. Mersini-Houghton’ın makalesi ArXiv’de yayımlandı, fakat henüz meslektaşlarının değerlendirmesinden geçmedi. Physics Letters B dergisi, profesörün yaklaşık çözümlerinin yer aldığı bir makalesini bu yılın başlarında yayımlamıştı.

Astrofizikçiler on yıldır karadelikler üzerinde çalışma yürütüyor. Yaygın görüşe göre, karadelikler Güneş’in kütlesinden yaklaşık 20 kat daha fazla kütleye sahip yıldızların ölümleriyle birlikte, kendi içlerine çökmeleriyle ortaya çıkıyor. Çöken yıldızın kütlesi “tekillik” denen öyle küçük bir alana sıkışıyor ki, inanılmaz düzeyde yüksek yoğunluk değerlerine erişiyor. Bu tekillik, “olay ufku” denilen kütleçekimsel kuvvetlerin ışığın dahi kaçamayacağı düzeyde güçlü olduğu bir bölgeyle çevrilidir. Bu bölge esasen dönüşü olmayan yerdir.

Karadelikler olay ufkundaki kuantum etkileşmelerinden dolayı radyasyon salınımı yaparlar. İlk kez 1974’de Stephen Hawking tarafından teorileştirilen bu fenomen, Hawking ışıması (radyasyonu) ismini almıştır. Bu radyasyon salınımı, zamanla kütle atımına neden olur ve bu süreç “buharlaşma” olarak adlandırılır.

Mersini-Houghton’un senaryosuna göre, yıldız çökerken çok büyük miktarda radyasyon salınımı yapar ve radyasyon salınımı sırasında önemli miktarda kütle atımı da gerçekleşir. Bu durumda yıldız, karadelik oluşturacak ölçüde büyük yoğunluk değerlerine asla ulaşamaz ve karadelik oluşamadan çöken yıldız son bir kez kabararak patlar. Ne tekillik ne de olay ufku meydana gelemez. Mersini-Houghton’a göre bu durumda bir karadeliğin oluşmasına imkân yoktur.

Mersini-Houghton bu teziyle, Einstein’ın görelilik kuramını kuantum mekaniği ile titizce bağdaştırdığı iddiasında. Geniş ölçekte bakıldığında, görelilik kuramı ve kuantum mekaniği birbirleriyle iyi geçinmelerine karşın, fizikçiler bu teorileri birleştirmekte uzun zamandır başarısız oluyorlardı. Göreliliğe göre, karadeliklerin oluşumu öngörülebilir. Fakat kuantum mekaniğine göre, belirsizlik ilkesi bir şeyin kesin olarak nerede bulunacağının bilinemeyeceğini söyler. Konum bilgisine olasılıksal olarak oldukça yaklaşılabilir, fakat kesin olarak bilinmesi mümkün değildir. Bu zıtlık, konu karadelikler olduğunda, kuantum ve Einstein’ın klasik alan teorisinin uyuşmadığı birçok meseleden yalnızca biridir. Mersini-Houghton açıklamasında, “Fizikçiler on yıllardır bu iki teoriyi kesiştirmek için uğraşıyordu, fakat benim senaryom onları bir uyum içerisinde birleştiriyor” diyor ve bunun önemli olduğunu ekliyor.

Fakat herkes Mersini-Houghton ile aynı görüşü paylaşmıyor. British Columbia Üniversitesi’nden teorik fizikçi William Unruh yayımlanan makaledeki kritik hatalara dikkat çekiyor. Unruh, “Karadeliklerin var olmadığını kanıtlama girişimleri uzun bir geçmişe sahip ve bu yalnızca en güncel olanı. Onlar Hawking ışınımını yanlış anlayarak, maddenin inanılması güç bir şekilde davrandığını varsayıyorlar” diyor.

Unruh’a göre, karadelikler kendilerini Mersini-Houghton’ın iddia ettiği ölçüde küçülterek buharlaştıracak miktarda Hawking ışınımı yapmıyorlar. Unruh, “Bunun gerçekleşmesi için evrenin yaşının 1053 katı kadar zaman gerekli” diye açıklıyor ve devam ediyor: “Hawking ışınımını tam olarak anlamamış insanların klasik yaklaşımı şudur: Dışarı giden enerji, yoğunluğunu giderek arttırarak olay ufkuna daha ve daha fazla yaklaşır. Ne yazık ki olay ufku yakınları için yapılan açık hesaplar gösteriyor ki, enerji yoğunluğu büyük olacağına çok ama çok küçüktür. Bu hesaplar 1970’lerde zaten yapılmıştı.” Unruh, bu çalışmanın “matematiksel olarak kanıtlandı” olarak sunulmasını ise, “kötü bir spekülasyon ve abartı” olarak yorumluyor.

Ek okuma:

– http://phys.org/news/2014-09-black-holes.html