Bazı Kara Delikler Evrenden Eski

Galaksimizdeki bazı kara delikler Evren’den eski olabilir mi? Bu sorunun cevabı Evren’in büyük patlamayla nasıl oluştuğuna bağlı. Fizikçi Lee Smolin’e göre, Evrenimiz daha önce kara delik halinde çöken başka bir evrenden doğdu. Bu durumda bazı kara delikler de eski evrenin kalıntısı olabilir.

İlkin kara delikler

Karanlık madde kara delik mi yazımda anlattığım gibi, Evren’in ilk yıllarında ağır elementler henüz yıldızların ocağında dövülmemiş; yani yıldızların çekirdeğinde nükleer füzyon yoluyla üretilmemişti. Bu yüzden Evren’in ilk yıllarında hidrojen, helyum ve bir miktar lityumdan başka element yoktu.

Bu da büyük miktarda maddenin (dev gaz bulutlarının) yıldız halinde yanmadan veya süpernova halinde patlamadan kendi üzerine çöküp doğrudan yıldız kütleli kara delik oluşturmasına izin verdi.

Evren’in başlangıcından kalma ilk kara delikleri işte bu nedenle ilkin kara delikler olarak adlandırıyoruz. İlkin kara delikler gerçekten varsa bunlar orta boy asteroit kütlesinde olmalı; ama bazı teorilere göre Güneş’ten 30 kat kütleli olmaları mümkün.

İlgili yazı: İnternetinizi uçuracak en iyi 10 modem

 

Eski evrenden kalma kara delik olur mu?

Hemen netleştirelim: Kanada Dalhousie Üniversitesi’nden kozmolog Alan Coley ve Londra Kraliçe Mary Üniversitesi’nden Bernard Carr’a göre, ilkin kara deliklerden bazıları bizden önce yok olan eski bir evrenin kalıntısı olabilir.

Büyük sekme

Daha önceki yazılarda anlattığım için detaya girmeyeceğim; ama Lee Smolin ve Kanadalı evrenbilimcilerin büyük kısmı Evrenimizin kendinden önce gelen bir evrenin çökmesiyle oluştuğunu düşünüyor.

Eski evren çökerek kara delik oluşturdu; ancak tam olarak kendi üzerine çökmeyi başaramadı! O kadar şaşırmayın. İki gün önce Twitter hesabımda belirttiğim üzere, süpernova patlamalarını da bir yıldızın tümüyle kendi üzerine çökmeyi başaramamasına borçluyuz. Bakın nasıl?

İlgili yazı: Işıktan Yaratılan Kara Delik Kugelblitz

 

Bir evren doğurmak

Tıpkı yıldızlar çökerken sıkışıp geri seken ve merkezde oluşan tekilliğe düşmeden önce tekrar genişlemeye başlayan dış gaz katmanlarının patlamasıyla süpernova oluşması gibi, eski evren de tümüyle çöküp kara deliğe dönüşmeyi başaramadı.

Bunun yerine, uzay-zamanın bir kısmı tekilliğe düşmeden önce sıkışarak sekip tekrar genişlemeye başladı. Böylece yeni bir büyük patlama ile bizim evrenimiz doğdu.

Bu sırada eski evren gittikçe küçülerek çökerken oluşan bazı kara delikler de bizim evremizi oluşturan uzay parçasında kaldı ve kara delik oldukları için büyük patlamadan etkilenmeyerek bugünkü evrende varlıklarını sürdürdüler.

İlgili yazı: Dropbox, GitHub, Drive, Wetransfer engellenirse ulaşmak için en iyi 5 VPN

 

Ölü doğan evrenler

Büyük sekme olarak adlandırılan bu teorinin en büyük sorunu termodinamik zehirlenme: Evrenimiz eski evrenden kalma bir uzay parçasından oluştuysa eski evrenin enerjisini ve entropisini (düzensizliğini) taşıyacaktır.

Bu da yeni evrendeki, yani bizim Evrenimizdeki parçacıkların hareket imkanını sınırlayacaktır. Lee Smolin’in dediği gibi büyük sekme yoluyla ezelden beri yeni evrenler oluşuyorsa boşlukta oluşan ilk evrenden bu yana sonsuz sayıda evren doğup kara delik halinde çökmüş olmalı.

Bu sırada evrenin tümüyle çökmeyen ve kara deliğe düşmeyen kısımlarından da sürekli olarak sonsuz sayıda evren doğmuş olmalı. Dolayısıyla ilk evrenden günümüze geçen sonsuz sanal zamanda entropi maksimum seviyeye ulaşmış olmalı.

Öyleyse bizim evremiz de eskiden kalma entropiyi taşıdığı için (termodinamik olarak kapalı bir sistem olmadığı ve sonuçta enerjinin korunumu ilkesi geçerli olmadığı için) termodinamik zehirlenmeye uğrayıp ölü doğmalı.

İlgili yazı: Kara Deliklerin Tersi Ak Delikler ve Sırları

 

Termodinamik zehirlenme

Anlaşılması için kısaca tekrarlayalım: Yukarıdaki senaryoya doğruysa termodinamik zehirlenme maksimum entropiye yol açıyor ve Evrenimizdeki kuarklar gibi hiçbir parçacık hareket özgürlüğüne sahip olmadığı için evren ölü doğuyor.

Oysa canlı bir evrende yaşıyoruz

Kanadalı fizikçilere göre Evrenimizi doğuran büyük patlama eski evrenin bütün izlerini sildi ve eski evreni sıfırlayıp uzay zamanı baştan yarattı. Bu durumda evrenimiz sadece kendi entropisine sahip oldu ve o da büyük patlama anında sıfırdan başladı.

İşte bu yüzden bizim evrenimiz dahil, ezelden beri sonsuz sayıda yaratılan evrenlerden hiçbiri ölü doğmadı (ancak bazıları hemen kendi üzerine çöküp yok olmuş olabilir).

Öyleyse eski evrenin kara delikleri bizim evrenimize nasıl sızdılar? Bunun cevabı kara deliklerin merkezinde olduğu düşünülen tekillikte yatıyor: Teorilere göre ya kara deliklerin merkezinde yerçekiminin sonsuza ulaşıp her şeyi yok ettiği bir tekillik var ya da yerçekiminin fizik kurallarını yok edecek kadar güçlü olduğu, ama sonsuz güçte olmadığı tekillik benzeri bir çekirdek var.

İlgili yazı: Kara deliğe düşen astronota ne olur?

 

Anahtar kelime ışık hızı

Yine bildiğiniz gibi, kara delikler ışık ışınları bile içinden kaçamadığı için karanlıklar. Büyük patlama sırasında evrende hiçbir şey ışıktan hızlı hareket etmediği için eski kara delikler yeni evrenimize sızmayı başardılar.

Sonuçta büyük patlama eski evrenin bir parçasında meydana gelerek bizim evrenimizi ana kütleden kopan su damlası gibi doğurdu ve yaşadığımız evren eski evrenden damla gibi koparken, önceki evrendeki bazı kara delikler de yeni evrenimize sızdılar.

İlgili yazı: Kara Delik ve Zaman Paradoksu >> Geçmişi değiştirmek mümkün mü?

 

Şişme evresi ne olacak?

Dikkatli okurlarımız burada gözlemlenebilir evrenin, yani bugün içinde bulunduğumuz uzay parçasının büyük patlamadan hemen sonra kısa süre için ışıktan hızlı genişlediğini hatırlayacaklardır. Peki, uzay bir ara ışıktan hızlı genişlediyse eski evrenden kalan kara delikler nasıl parçalanmadan bugüne kaldılar? Bunun cevabı kara deliklerin merkezindeki tekillikte yatıyor.

Kara deliklerin merkezindeki tekillik bugünkü Evren’de fizik yasalarının geçerli olduğu en küçük birim olan Planck uzunluğundan bile daha küçüktür.

Oysa şişme (enflasyon) evresi sırasında Evren sadece Planck uzunluğundan büyük mesafelerde ışıktan hızlı genişledi. Bu nedenle eski evrenden gelen kara delikler kımıldamadan olduğu yerde kaldı ve şişmeden etkilenmeyip günümüzdeki gözlemlenebilir evrene ulaştı.

İlgili yazı: Güneş Yüzeyini Kaplayan Dev Kara Delik

 

Kanıt var mı?

Polisiye romanların atası Sherlock Holmes ve ondan sonra gelen astronom Carl Sagan’ın belirttiği gibi, sıra dışı iddialar sıra dışı kanıtlar gerektirir. Öte yandan, yine Holmes’un söylediği gibi bir olayı makul sebeplerle açıklamaya başaramazsak geriye sadece sıra dışı (çılgınca?) açıklamalar kalır.

Kanıt kozmik ışınlar

Bu açıdan bakarsak eski evrenden kalma kara delikler varsayımının Dünyamızı bombalayan gama ışınlarından kaynaklandığını görüyoruz: Evren’de kara delikler, süpernovalar ve nötron yıldızları gibi gama ışınlarına yol açan gökcisimleri var. Şansımıza hiçbiri Dünya’da hayatı yok edecek kadar yakın değil.

Bununla birlikte teleskoplarla gökyüzünde çok sayıda gama ışını kaynağı tespit etmiş bulunuyoruz. İşte evrenbilimci Coley ve Carr’a göre bu kaynakların bazıları eski evrenden kalma kara delikler olabilir.

İlgili yazı: LIGO Kütleçekim Dalgalarını Buldu

 

Enerjinin korunumu yasasına ne olacak?

Hiçbir şey olmayacak! Kara deliklerin içini göremediğimizi unutmayın. Kara deliklerin içinden hiçbir şeyin dışarı kaçamayacağını hatırlayın ve kara deliklerin içindeki her şeyi ezerek yuttuklarına; örneğin kitap, astronot gibi objeleri birbirinden ayıran bilgileri sıfırladığına dikkat edin.

Kısacası dışarıdan bakınca hangi kara deliklerin eski evrenden kaldığını ve hangi kara deliklerin bizim evrenimizde oluştuğunu anlayamayız. Kara delikler görünüşte dışarıya bir şey sızdırmadıkları için evrenimizdeki toplam enerji miktarını artırmaz ve enerjinin korunumu yasasını çiğnemezler.

İlgili yazı: Hubble’dan 1000 kat hassas uzay teleskopu kara delikleri arayacak

 

Hawking radyasyonu

Doğrusu Coley ve Carr hoş bir senaryo ortaya koydular. Ancak kendilerine mail yoluyla ulaşarak şu soruları soracağım: Eski evrenden kalma kara delikler varsa bunlar 1 trilyon yıl sonra Hawking radyasyonu ile buharlaştıkları zaman sahip oldukları kütleyi uzaya enerji olarak vermeyecekler mi?

Bu nedenle Evren’deki toplam enerji miktarını artırıp enerjinin korunumu yasasını ihlal etmeyecekler mi? Hem Einstein’ın dediği gibi kütleyi enerjiye çevirebildiğimize göre, eski evrenden kalma kara delikler kütle yoluyla zaten evrenimizin toplam enerjisini artırmış olmuyor mu?

Bu durumda entropi zehirlenmesini nasıl önleyeceğiz? Ancak asıl bombayı en sona sakladım: Ya Evrenimizdeki bazı galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara delikler eski evrenden kalma ilkin kara deliklerse ne olacak? Eh onu da Evren’deki en parlak galaksi yazımda okuyun. 🙂

Kütleçekim dalgaları ilk kara delikleri kanıtlıyor mu?