Hadi Dünya’yı Karadelik Yapalım!

Kara delikler, evrende bildiğimiz en komplike nesnelerdir. O kadar yoğundurlar ki, ışığın bile kaçamayacağı yoğun çekim gücüne sahip bir alan oluştururlar. Burada öne sürülen yanılgılardan biri, karadeliklerin kütlelerini bu yerçekiminden aldığının düşünülmesidir. Evet, kara delikler evrende gördüğümüz inanılmaz büyüklükteki nesneler olabilir, ancak bu özelliği onlara katan şey kütlelerinden çok yoğunluklarıdır.

Diyelim ki bir roketi Dünya‘dan uzaklaştırmak istiyorsunuz, o roketin hızı nasıl belirlenir? Bunun için çok basit bir hesabımız var ve mantıklı olduğu için buna kaçış hızı diyoruz. Esasen kaçış hızı, bir kütlenin yerçekiminden kaçmak için (potansiyelinden) ihtiyaç duyduğunuz kinetik enerjidir. Buradan hız terimini çıkarırsanız, böyle bir kütlenin yüzeyinden kaçmak için gereken hızı bulabilirsiniz.

Schwarzschild Yarıçapı

Kara deliklerde bu hesaplama basitçe kaçış hızı ile ışık hızının dengelenmesiyle yapılır. Böylece, belirli bir kütlenin merkezinden belirli bir uzaklıkta kaçış hızının, ışık hızına eşit olduğu düşünülebilir. O zaman tek yapmanız gereken kütleye ve yarıçapa bakmaktır. Bu, her kütle için ışığın bile kaçamayacağı belirli bir yarıçapta bir yüzey tanımlamanıza olanak tanır. Bu alanı tanımlayan yarıçap, Schwarzschild yarıçapı olarak adlandırılır. Bu durumda, herhangi bir şeyin kütlesini sıkıştırarak onu bir karadeliğe çevirebilirsiniz, yeterki Schwarzschild yarıçapına uyacak şekilde ona gerekli miktarda sıkıştırın.

Örneğin, Güneş‘i bir kara delik yapmak isteseydik, onu sadece 3 km’lik bir yarıçapa sıkıştırmak zorunda kalırdık. Dünya için bu değer bir küp şeker büyüklüğündedir! Bütün dünyayı alıp bir parça küp şekere sığdırmanız gerekiyor. Bundan pek hoşlanmamış olabilirsiniz belki ama şimdilik böyle bir şey yapmaya niyetimiz yok. İşi büyütüp 100 kg’lık bir insan için Schwarzschild yarıçapına baktığımızda 10 üzeri eksi 25 metre gibi bir boyu elde ederiz.Hatırlatma fayda var bir protonun yarıçapının yaklaşık 10 üzeri eksi 15 metre olduğunu hatırlatırız! Bu kadar küçük bir kara delik yaratmak gerçekten mümkün mü?

Kara deliklerin sınırları

Stephen Hawking’i ünlü yapan eserlerden biri, erken evrendeki mikroskobik kara delikler hakkındaki teziydi. İstediğimiz kütleyi gerekli yarıçapa sıkıştırdığımızda bir kara delik elde ediyor gibi görünsek de, yukarıda yaptığımız hesaba göre bu aslında sadece teorik bir yaklaşım. İşler elbette bundan çok daha karmaşık. Hawking’in bulduğu şey, bu küçük kara deliklerin (mikro kara delikler veya kuantum kara delikler olarak da adlandırılır) kuantum etkileri nedeniyle kısa süreliğine buharlaşmasıydı. Ölçek çok küçük olduğu için, bu tür kara deliklerde kuantum etkileri devreye girer ve her şey renk değiştirir. Kara delik küçüldükçe daha hızlı buharlaşır ve daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir. İşte bu nedenle küçük bir kara delik kararlı bir kara delik değildir ve bu boyutta bir kara delik yapamayız. Ancak, kara deliklerin ne kadar kompakt olduğunu anlamak için Schwarzschild yarıçapını hesaplamak güzel ve kullanışlı metoddur.