ABD “Ulusal Bilim Vakfı” öncülüğündeki astrofizikçiler, ilk defa bir KARA DELİK’in fotoğraflandığını duyurarak bir anda bilim dünyasının gündemine oturdu. Peki bu keşif/gelişme ne anlama geliyor? Gelin hep birlikte bunun ne anlama geldiğini aşama aşama görmeye çalışalım…

Kara Delik

Bu fotoğrafın nasıl çekildiğini ve bunun ne derece önemli olduğunu kavrayabilmek için öncelikle kara deliği ne olduğunu bilmek gerekmektedir. Kısa bir tanım yapmak gerekirse, Kara delik; uzayda bulunan ve ışığın dahi kaçamadığı çok çok güçlü bir çekim gücüne sahip olan kozmik gökcismidir. Einstein’ın genel görelilik kuramıyla tanımlanmış olan kara delikler ışık yaymadığı için kara olarak nitelendirilir.

Kara Deliklerin Boyutu/Büyüklüğü

Kara delikler çeşitli büyüklüklerde olabilirler, fakat temel olarak 3 çeşit kara delik vardır. Kara deliklerin kütlesi ve büyüklüğü onların türünü belirler.En küçük kara delikler ilksel kara delikler olarak bilinir. Bilimciler, bu tür kara deliklerin bir atom kadar küçük olduklarını ancak büyük bir dağ kadar büyük bir kütleye sahip olduklarını düşünüyorlar. En yaygın kara delik tipi ise yıldızsal olarak isimlendirilen orta-büyüklükteki kara deliklerdir. Bir yıldızsal kara deliğinin kütlesi Güneş’in kütlesinden yaklaşık 20 kat daha büyük olabilir ve yaklaşık olarak 16 km çapındaki bir topun içerisine yerleştirilebilir. Samanyolu Galaksi‘sinde düzinelerce yıldızsal kara delik bulunabilir.

En büyük kara delikler ise “süper kütleli” olarak isimlendirilir. Bu kara delikler bir milyon tane Güneş’in bileşiminden daha büyük kütlelidirler ve çapı, yaklaşık olarak Güneş Sistemi büyüklüğünde olan bir topun içerisine yerleştirilebilir. Bilimsel deliller; büyük galaksilerin her birinin merkezinde bir tane süper kütleli kara delik bulunduğunu gösteriyor. Samanyolu Galaksimizin merkezinde olduğu düşünülen süper kütleli kara deliğin ismi ise Sagittarius A‘dır. Bu kara delik, yaklaşık 4 milyon tane Güneş’in kütlesine eşit bir kütleye sahiptir ve yaklaşık bir güneş büyüklüğünde çapı olan bir topun içerisine yerleştirilebilir.

Kara Deliklerin Oluşum Süreçleri

İlksel kara deliklerin evrenin ilk zamanlarında, Büyük Patlama’dan (Big Bang) hemen sonra oluştuğu düşünülüyor. Yıldızsal kara delikleri ise; çok büyük kütleli bir yıldızın kendi merkezine doğru patlaması (çöküşü) sonucu oluşurlar. Bu çöküş aynı zamanda bir süpernovaya ya da uzaya doğru patlayan yıldız patlamalarına sebep olur. Süper kütleli kara delikler için ise; bilimciler bu kara deliklerin içerisinde bulundukları galaksiler ile aynı anda oluştuklarını düşünüyorlar. Bu kara deliklerin büyüklüğü içerisinde bulundukları galaksinin kütlesine ve büyüklüğüne bağlıdır.

Kara Deliğin Fotoğrafı Nasıl Çekilebildi? Bu Fotoğraf Neden Bu Kadar Önemli? Bu Alandaki Uzay Araştırmalarını Ne Şekilde Etkileyecek?

Gezegenimizden 53 milyon ışık yılı, yani 520,000,000,000,000,000,000 kilometre uzaktaki Başak (Virgo) takım yıldızındaki M87 Galaksi’sinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin fotoğrafını çekmek için dünyanın farklı bölgelerinde yer alan 13 teleskop kullanıldı. Yaklaşık 200 kişiden oluşan bir bilim ekibi, bu 13 teleskobu M87 galaksisi yönüne çevirip 10 gün boyunca kara deliği saptayabilmek umudu ile merkezini gözledi. 10 günün sonunda elde edilen veriler o denli büyüktü ki bunu internet üzerinden göndermek neredeyse imkansıza yakındı. Bu nedenle 13 teleskobun elde ettiği veriler yüzlerce sabit sürücüde depolanıp Boston ve Bonn’daki işlem merkezlerine aktarıldı ve ortaya bu ikonik kare çıktı.

Sadece 8 radyo teleskobunu kullanarak İstanbul’da bir kafede otururken Pekin’e baksaydınız Çin’in başkentinde elinde akıllı telefonu ile bir şeyler okuyan sıradan birinin ekranındaki harfleri tek tek seçebilirdiniz.

EHT tarafından söz konusu karenin çekilmesi Albert Enstein’ın yirminci yüzyılın başında Genel Görelilik Kuramı (İzafiyet teorisi) bağlamında var olduğunu öne sürdüğü kara delikler konusunda yapılan ilk doğrudan gözlem. Başka bir deyişle geçtiğimiz yüzyılda Enstein tarafından gözlem olmaksızın yapılan hesaplamalarla olması gerektiği ortaya konulan kara deliklerin varlığı kesin olarak kanıtlanmış oldu. Artık teorinin doğruluğu konusunda ilk büyük kanıta sahip olan bilim dünyası teleskoplar ile elde edilen verilerin de yardımı ile kara delikler hakkında kafalardaki soruların yanıtını verecek yeni çalışmalara imza atabilecekler.

103 yıl önce Einstein tarafından yayımlanan kütle çekimi geometrik kuramı ilk defa bilim dünyası tarafından gözlemlenebildi ve Einstein’ın kuramı tek bir fotoğraf ile teori olmaktan bir adım daha ileriye gitmiş oldu ve ilk büyük testini geçti.  Eğer elde edilen görüntü Einstein’ın teorisine uymasaydı ve gölge küresel olmasaydı, bu Einstein’ın teorisinin doğru olmadığı anlamına gelirdi. Einstein’ın teorisi daha önce bir kara deliği fotoğraflama ile kıyaslandığında mikro sayılacak düzeyde test edilmiş ve başarıya ulaşmıştı. EHT ise İzafiyet Teorisi’nin bugüne kadar tabi tutulduğu en büyük sınavdı ve 103 yıl önce kaleme alınan teori hala uzayı anlayabilmek için en iyi referans kaynaklarından birisi olduğunu kanıtlamış oldu. İzafiyet Teorisi, genel görelilik ya da göreliliğin genel kuramı, 1916 yılında Albert Einstein tarafından yayımlanan kütle çekimin geometrik kuramı, ve bugün modern fizikte kütle çekimi tanımladığı düşünülen kuramdır.

Messier 87 Galaksisi’nin merkezinin Dünya’ya 53 milyon ışık yılı uzaklıkta olduğunu söylemiştik. Bu mesafenin kilometre cinsinden ifadesi ise şöyle: 520,000,000,000,000,000,000 kilometre. Proje kapsamında Dünyanın farklı bölgelerinde bulunan 8 farklı uzay teleskobu, ortak bir ağda bir araya getirildi ve hepsinden elde edilen veriler daha sonra bir araya getirilerek bu fotoğraf elde edildi.  Yani, söz konusu fotoğrafın bulanık olmasının nedenlerinden biri mesafenin çok uzak olması diğeri de 8 farklı merkezden gelen verilerin birleştirilmesi.

Tüm bunlardan sonra insanın aklına şu soru -ister istemez- gelmektedir: Bu keşif, uzay araştırmalarını nasıl ve ne oranda etkileyecektir? Kuşkusuz EHT’nin bu keşfi önümüzdeki dönemde sayısız astrofiziksel ve kozmolojik incelemeleri etkileyecektir. Söz konusu bilimsel çalışmalar artık varlığı kanıtlandığından olay ufkunun dışındaki gaz ve manyetik alanlara ne olduğunu, kara delik etrafında dönen gaz disklerinin nasıl davrandığını anlamamıza yardımcı olacaklardır.

Kaynak:

1- University of Arizona, “Black Hole Stellar Remains”, http://ircamera.as.arizona.edu/NatSci102/NatSci102/lectures/blackhole.htm
2- Virginia Tech., “Frequently Asked Questions About Black Holes”, http://www.phys.vt.edu/~jhs/faq/blackholes.html
3- NASA, https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/what-is-a-black-hole-k4.html#.VULC6SHtmko
4- National Geographic, “Black Holes”, http://science.nationalgeographic.com/science/space/universe/black-holes-article/
5- Nola Taylor Redd, “Black Holes: Facts, Theory & Definition”, http://www.space.com/15421-black-holes-facts-formation-discovery-sdcmp.html; ntv.com.tr.