Stephen Hawking’in ünlü teorisine göre kara delikler zaman içinde buharlaşır ve olay ufku, çevredeki kuantum alanlarıyla oynarken garip bir tür radyasyon şeklinde yavaş yavaş kütle kaybeder. Ancak bir olay ufkunun dramatik uçurumunun, bu süreç için o kadar da kritik olmayabileceği ortaya çıktı.
Hollanda’daki Radboud Üniversitesinden astrofizikçiler Michael Wondrak, Walter van Suijlekom ve Heino Falcke tarafından yapılan yeni araştırmaya göre uzay-zaman eğriliğinde yeterince dik bir eğim de aynı şeyi yapabilir.
Bu da Hawking radyasyonunun ya da ona çok benzer bir şeyin kara deliklerle sınırlı olmayabileceği anlamına geliyor. Bu her yerde olabilir, yani evren gözlerimizin önünde çok yavaş bir şekilde buharlaşıyor olabilir. Wondrak, “Bilinen Hawking radyasyonuna ek olarak yeni bir radyasyon biçiminin de var olduğunu gösterdik.” diyor.
Hawking radyasyonu, daha önce hiç gözlemlenememiş bir şey ancak teori ve deneyler bunun olası olduğunu gösteriyor. Eğer kara delikler hakkında bir şey biliyorsanız muhtemelen onların kozmik süpürgeler olduklarını ve çevrelerindeki her şeyi amansız bir sonla yer çekimsel olarak yuttuklarını biliyorsunuzdur.
Durum aşağı yukarı böyle olsa da aslında kara delikler, eş değer kütleye sahip herhangi bir cisimden daha fazla yer çekimine sahip değildir. Sahip oldukları şey yoğunluktur: çok çok küçük bir alana sıkışmış çok fazla kütle. Bu yoğun cismin belirli bir yakınlığı içinde çekim kuvveti, o kadar güçlü hâle gelir ki kaçış hızı imkansız olur. Evrendeki en hızlı şey olan ışığın boşluktaki hızı bile yeterli olmaz. Bu yakınlık “olay ufku” olarak bilinir.
Hawking, olay ufkunun kuantum alanlarının kaosunda yayılan dalgalanmaların karmaşık karışımına müdahale edebileceğini matematiksel olarak gösterdi. Normalde birbirini iptal eden dalgalar artık bunu yapmıyor ve olasılıklarda yeni parçacıklar üreten bir dengesizliğe yol açıyor.
Kendiliğinden oluşan bu parçacıkların içindeki enerji, doğrudan kara delik ile bağlantılı. Küçük kara delikler olay ufkunun yakınında yüksek enerjili parçacıkların oluştuğunu görecek, bu da kara deliğin enerjisinin büyük bir kısmını hızla taşıyacak ve yoğun nesnenin hızla yok olmasına neden olacak.
Büyük kara delikler ise tespit edilmesi zor bir şekilde soğuk bir ışıkla parlayacak ve kara deliğin enerjisini çok daha uzun bir süre boyunca kütle olarak yavaş yavaş kaybetmesine neden olacak.
Çok benzer bir fenomen, varsayımsal olarak elektrik alanlarında meydana gelir. Schwinger etkisi olarak bilinen bir elektrik kuantum alanındaki güçlü dalgalanmalar, sanal elektron-pozitron parçacıklarının dengesini bozarak bazılarının ortaya çıkmasına neden olabilir. Ancak Hawking radyasyonunun aksine Schwinger etkisi, bir ufka ihtiyaç duymaz; sadece akıl almaz derecede güçlü bir alana ihtiyaç duyar.
Parçacıkların eğri uzay-zamanda Schwinger etkisine benzer bir şekilde ortaya çıkmasının bir yolu olup olmadığını merak eden Wondrak ve meslektaşları, aynı etkiyi bir dizi yer çekimi koşulu altında matematiksel olarak yeniden üretti.
Van Suijlekom, “Bir kara deliğin çok ötesinde uzay-zaman eğriliğinin radyasyon yaratmada büyük bir rol oynadığını gösteriyoruz. Parçacıklar, orada yer çekimsel alanın gelgit kuvvetleri tarafından zaten ayrılmış durumdalar.” açıklamasında bulundu.
Uygun büyüklükte veya yoğunlukta herhangi bir şey uzay-zamanda önemli bir eğrilik yaratabilir. Temel olarak bu nesnelerin çekim alanı uzay-zamanın etraflarında eğrilmesine neden olur. Kara delikler bunun en uç örneğidir, ancak uzay-zaman nötron yıldızları ve beyaz cüceler gibi diğer yoğun ölü yıldızların yanı sıra galaksi kümeleri gibi son derece büyük nesnelerin etrafında da eğrilir.
Araştırmacılar, bu senaryolarda yer çekiminin kuantum alanlarındaki dalgalanmaları, bir olay ufkunun katalizörüne ihtiyaç duymadan Hawking radyasyonuna çok benzer yeni parçacıkların ortaya çıkmasına neden olacak kadar etkileyebileceğini buldular.
Falcke: “Bu, ölü yıldız kalıntılarının ve evrendeki diğer büyük nesneler gibi olay ufku olmayan nesnelerin de bu tür bir radyasyona sahip olduğu anlamına geliyor. Üstelik çok uzun bir süre sonra bu durum, evrendeki her şeyin tıpkı kara delikler gibi buharlaşmasına yol açacak. Bu sadece Hawking radyasyonu anlayışımızı değil, aynı zamanda evren ve geleceği hakkındaki görüşümüzü de değiştiriyor.”
Yine de yakın gelecek için endişelenecek bir şey yok. Güneş kütlesinde bir kara deliğin buharlaşması 1064 yıl alacaktır.
Derleyen: Görkem Süner
