“Kara Delik”lerin Dinamik Çekirdeği
“Kara Delik”ler bilim insanlarını büyülemeye devam ediyorlar… Ancak kara delikler, doğa yasalarına dair anlayışımızı zorlayan birçok gizemi de hala barındırabiliyorlar.
Haber Merkezi / Şimdiye kadar yapılan araştırmaların çoğu, kara deliklerin dış özelliklerine ve onları çevreleyen ortamlara odaklanmış, iç özelliklerini büyük ölçüde karanlıkta bırakmıştır.
Physical Review Letters’da yayınlanan yeni bir araştırma, kara deliklerin iç özelliklerini inceliyor.
Güney Danimarka Üniversitesi’ndeki CP3-Origins araştırma merkezinden Raul Carballo-Rubio, araştırmaya ilişkin yaptığı değerlendirmede, “büyük ölçüde henüz keşfedilmemiş olan kara deliklerin iç dinamiklerinin, bu nesnelere ilişkin anlayışımızı, hatta dışsal bir bakış açısıyla bile, kökten değiştirebileceğidir” ifadelerini kullanıyor.
Kerr kara deliği, 1963 yılında Yeni Zelandalı fizikçi Roy Kerr tarafından bulunan bir çözümdür. Kerr, genel görelilik denklemlerini dönen ve elektrik yüksüz bir kara deliğe uygulayarak, kara deliğin uzay-zaman geometrisini tanımlayan bir formül elde etti.
Bu formül, Schwarzschild çözümünün genelleştirilmesidir. Schwarzschild çözümü, 1916 yılında Alman astronom Karl Schwarzschild tarafından bulunan ve dönmeyen ve elektrik yüksüz bir kara deliği tanımlayan ilk modern çözümdür.
Kerr çözümüne göre, dönen bir kara deliğin olay ufkunun şekli küresel değil, eliptiktir. Ayrıca, olay ufkunun dışında, kara deliğin dönmesinden kaynaklanan bir ergosfer adı verilen bir bölge vardır. Ergosferde, uzay-zamanın kendisi dönerek etraftaki maddeyi ve ışığı sürükler. Bu bölgede bulunan bir cisim veya ışın, kara deliğin enerjisinden faydalanarak kaçabilir. Bu sürece Penrose süreci denir.
Kerr kara deliği ayrıca iki olay ufku arasında bulunan bir Cauchy yüzeyine sahiptir. Bu yüzey, uzay-zamanda geleceği belirleyen başlangıç koşullarını içerir. Ancak, bu yüzeyin üzerindeki herhangi bir noktadan geçen ışınlar sonsuza kadar kaçamazlar. Bu nedenle, bu yüzeyin üzerindeki fiziksel süreçler gözlemleyiciler tarafından izlenemez.
Ancak üstte bahsedilen yakın tarihli araştırma, bu nesnelerin iç kısmıyla ilgili kritik bir sorunu vurguluyor. Statik bir iç ufkun sonsuz bir enerji birikimiyle karakterize olduğu biliniyorken, dinamik kara deliklerin bile nispeten kısa zaman ölçeklerinde önemli bir kararsızlığa maruz kaldığını gösteriyor.
Bu kararsızlık, kara deliğin genel yapısını önemli ölçüde etkileyebilecek ve böylece onu değiştirebilecek sonlu ancak son derece büyük bir değere ulaşana kadar artan bir enerji birikiminden kaynaklanmaktadır.
Bu dinamik sürecin nihai sonucu belirsiz. Ancak araştırma, bir kara deliğin en azından uzun zaman ölçeklerinde Kerr geometrisinde sabitlenemeyeceğini ima ediyor.
Prof. Stefano Liberati, araştırmaya ilişkin yaptığı açıklamada, “Bu sonuç, Kerr çözümünün, önceki varsayımların aksine, gözlemlenen kara delikleri, en azından varoluşlarının tipik zaman ölçeklerinde doğru bir şekilde tanımlayamayacağını gösteriyor” diyor.
