Bir İnsandan Kara Delik Yapabilir Miyiz?

Kara delikler evrendeki bildiğimiz en sıkışık (kompakt) cisimler. Öylesine yoğunlar ki ışığın bile kaçamayacağı çekime sahip bir yüzey oluşturuyorlar. Burada düşülen yanılgılardan biri, kara deliklerin bu çekim gücünün kütlelerinden geldiğinin sanılması. Evet kara delikler aynı zamanda evrende gördüğümüz inanılmaz kütle değerlerine sahip cisimler olabiliyor fakat onlara bu özelliği katan şey kütlelerinden ziyade, sıkışıklıkları...

Diyelim ki bir roketi Dünya'nın dışına çıkarmak istiyorsunuz, bu roketin sahip olması gereken hızı nasıl belirlersiniz? Bunun için oldukça basit bir hesaplamamız bulunuyor, adına da anlamını taşıdığı için kaçış hızı diyoruz. Kabaca kaçış hızı, bir kütlenin çekiminden kurtulmak için (potansiyel enerjisinden) sahip olmanız gereken kinetik enerjidir. Eğer buradan hız terimini çekecek olursanız böyle bir kütlenin yüzeyinden kaçmak için gerekli hızı bulabilirsiniz.

Schwarzschild Yarıçapı

Kara deliklerde ise bu hesap basitçe kaçış hızını ışık hızına eşitleyerek yapılır. Yani belirli bir kütlenin merkezinden belirli bir uzaklıktaki kaçış hızının ışık hızına eşit olduğunu düşünürsünüz. Bundan sonra tek yapmanız gereken kütle ve yarıçap ile oynamaktır. Bu durum size her kütle için belirli bir yarıçapta ışığın bile kaçamayacağı bir yüzey tanımlamaya izin verir. Bu yüzeyi tanımlayan yarıçapa Schwarzschild yarıçapı denir. Hal böyle olunca herhangi bir şeyin kütlesini yerine koyarak, ne kadarlık bir alana sıkıştırırsam kara delik olur diye teorik hoş bir hesap yapabiliyorsunuz.

Örneğin Güneş'ten kara delik yapmak isteseydik onu yalnızca 3 kilometrik bir yarıçapa sıkıştırmamız gerekirdi. Dünya için ise bu değer bir küp şeker boyutlarında! Bütün dünyayı alıp bir küp şekerin içine tıkıştırmanız gerekiyor, muazzam bir sıkışıklık. Kalabalıktan hoşlanmayanlar için pek iyi bir dinlenme mekanı gibi görünmüyor. İşi abartıp 100 kiloluk bir insan için Schwarzschild yarıçapının ne olması gerektiğine baktığımızda 10^-25 metre olduğunu görüyoruz. Hatırlatmak isteriz ki bir protonun yarıçapı kabaca 10^-15 metredir! Peki gerçekten de böyle ufak bir kara delik oluşturmak mümkün mü?

Kara delikler Üzerine Limitler

Stephen Hawking'in tanınırlığına sebep olan çalışmalardan biri de evrenin erken dönemindeki mikro kara delikler hakkındaki teziydi. Her ne kadar yukarıda yaptığımız hesaba göre istediğimiz kütleyi gerekli yarıçapa sıkıştırınca kara delik elde ediyor gibi görünsek de, bu aslında basit bir teorik yaklaşımdan ibaret. İşler elbette bundan çok daha karmaşık. Hawking'in öne sürdüğü ise böylesine küçük kara deliklerin (mikro kara delikler ya da kuantum kara delikler adıyla da anılır) kuantum etkileri yüzünden kısa sürede buharlaşarak yok olacağıydı. Ölçek çok küçük olduğu için böyle kara delikler üzerinde kuantum etkileri devreye giriyor ve işlerin rengi değişiyor. Kara delik küçüldükçe daha hızlı buharlaşıyor ve daha yüksek sıcaklıklara sahip oluyor. Yani bu sebeple bu kadar küçük bir kara delik kararlı (stabil) bir kara delik değil ve bu boyutlarda bir kara delik oluşturamayız. Fakat yine de kara deliklerin ne kadar sıkışık cisimler olduklarını anlamak adına Schwarzschild yarıçapı üzerinden hesap yapmak oldukça keyifli!

Kara delikler üzerine detaylı yazı: Kara Delik Nedir? Nasıl Oluşur? (Özellikleri, Fotoğrafı, Gözlemi)

Hazırlayan:Ögetay Kayalı

Referanslar

1. Hawking SW. Particle creation by black holes. Communications In Mathematical Physics. 1975;43(3):199–220. <doi:10.1007/BF02345020>
2. HyperPhysics, Blackholes, <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/blkhol.html>
3. HyperPhysics, Escape Velocity, <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vesc.html>