Popüler Merakımız; Karadelikler
 |
| Görsel Telif ; skatelescope.org |
- Bu yazı ilk olarak Academy Garden Dergisi'nde yayınlanmıştır.
Kendi çekim kuvvetlerinin oldukça büyük olması sebebiyle evrenin geri kalanından ayrılan uzayzaman bölgesidir. Çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, kütlesi büyük bir kozmik cisimdir. İlk başta karmaşık olarak görünen karadelikler sanıldığından daha basittir. Güçlü çekimleri, akıl almaz yoğunlukları ve fiziksel kuralların altüst olduğu bir cisim olması tüm ilginin üzerine çekilmesine yetecektir.
Bir teoriye göre karadelikler yıldızların çökmesiyle oluşabilir. Yeterince büyüklüğe ulaşmış olan bir yıldız, daha sonrasında dış katmanlarını kaybederek küçülmeye ve sıkışmaya başlar. Böylece bir karadelik oluşturur. Başka bir hipoteze göre ise süpernova sonrasında yani enerjisi biten büyük bir yıldızın patlaması sonucu bir karadelik oluşabilir. Karadelikler de diğer gökcisimleri gibi sıcaklığa ve entropiye sahiptir. Schwarzschild yarıçapı her kütle ile ilişkilendirilen bir yarıçaptır. Cisimler schwarzchild yarıçapı kütleleriyle doğru orantılıdır. Karadeliklerde ise Schwarzschild yarıçapı daha küçüktür.
Formülde G gravitasyon sabitini, M karadeliğin kütlesini ve c ışık hızını belirtir. Bu formül herhangi bir kara delik için Schwarzschild yarıçapını hesaplamada kullanılır. Örnek verecek olursak Güneş kütlesine sahip bir kara delik için Schwarzschild yarıçapı 2.96 km'dir..
 |
| Görsel; NASA |
KARADELİKLERİN SINIFLANDIRILMASI
Karadelikler başlıca dönme ve yüklerine göre sı- nıflandırılır. Bir karadeliğin özelliklerini kütlesi, açı- sal momentumu ve elektriksel yükü belirler. Bir karadeliğin kütlesi her zaman sıfırdan büyüktür. Diğer unsurların sıfır ya da sıfırdan büyük olmasına göre, kara delikler dört sınıfta ayrılabilir. Schwarzschild karadeliği , Reissner-Nordström karadeliği , Kerr karadeliği ve Kerr-Newman karadeliği bu dört sınıftır. Açısal momentum ve elektriksel yükü sıfır olan kara delikler schwarzchild karadeliğidir. Elektriksel yükü sıfır olmayıp, açısal momentumu sıfır olduğu zaman Reissner-Nordström karadeliğidir. Bu doğada mevcut olma olasılığı pek bulunmayan teorik bir cisimdir. Karadeliğin bir açısal momentumu olup (kendi ekseni etrafında dönüyorsa) elektriksel yükü olmazsa Kerr kara deliği türündendir. Bu tür, astrofizikçiler için ilgi odağı olmuştur. Çünkü madde, kendisini yutan kara deliğin açısal momentumuyla bir ilişki halindedir. Bu durumda astronominin ilgilenebileceği yalnızca Kerr kara delikleridir. Son tür olan Kerr-Newman karadeliği ise Kerr karadeliğinin elektriksel yüke sahip olduğu türdür.
KARADELİKLER NASIL GÖZLEMLENEBİLİR?
Öncelikle şunu söylemek gerek; karadelikler doğrudan değil, dolaylı olarak gözlemlenebilirler. Yalnızca yıldızsal karadelikler ve dev karadelikler için bir- çok gözlem donanımları düzenlenmektedir. Bir karadeliği bulmak için birkaç yöntem vardır. İlk olarak bir çift yıldızın iki bileşeninin kütlesi belirlenerek, kütlesi büyük ve görünmez olan bir nötron yıldızı veya bir kara delik olarak yorumlanabilir. Eğer ki yörünge eğikliği açısı da bilinmiyorsa, diğer bileşenin kütlesinin nötron yıldızlarının maksimum kütle sınırını geçip geçmediğine bakılır. Sınırı geçiyorsa bu bir karadeliktir.
İkinci yöntem olarak da bazı yıldızsal karadeliklerin gama ışınları dalgalarının yayını sırasında belirledikleri bilgiler göz önünde bulundurulur. Ayrıca bazı süpernovalardan arda kalanların da karadeliğe dö- nüştüğü düşünülmektedir. Karadeliklerin varlığının gözlemlenmesinin bir başka yöntemi de radyo dalgaları alanında gözlemlenen akışların varlığıdır. Bu akışların oluşma sebebi yığılım diskinde oluşan büyük ölçekli manyetik alan değişimlerinden kaynaklanır.
KARADELİKLER NASIL YOK OLUR?
Evrendeki en uzun ömürlü kozmik cisim olan karadelikler de sonsuza kadar yaşamazlar. Hawking Işınımı sayesinde yok olurlar. Ünlü fizikçi Stephen Hawking, karadeliklerin ışıma yaptığına dair bir teori öne sürdü. Normalde bir karadeliğin etrafındaki tüm madde ve enerjiyi yutması olağandır. Bu teoride ise bunun tam olarak geçerli olmadığı ortaya konulmuştur. Teoriyi basitçe anlatmak gerekirse, karadeliklerin olay ufkuna yakın noktalardaki uzay boşluğunda enerji dalgalanmaları oluşur. Bu dalgalanma parçacıkları, parçacık ve zıt parçacık diye ayırır. Karadelik bazen parçacıklardan bir tanesini çeker ve diğer parçacık alandan uzaklaşır. Bu da karadeliğin yaydığı parçacıklarla da gözlemlenebildiğini gösterir. Hawking Işınımının günümüz teknolojisiyle gözlemlenebilmesi mümkün değildir. Hawking buluşuna göre, saçtığı pozitif enerjili parçacıklar içine negatif enerjili parçacıkları çekerek enerji kaybeder. Enerji kaybı da kütle kaybı demektir. Bu da her karadeliğin bir sonu olacağı anlamına gelir. Ayrıca teoriye göre karadeliklerin yaydıkları enerji kütleleriyle ters orantılıdır. Küçüldükçe daha kuvvetli ,büyüdükçe ise daha az kuvvetle Hawking radyasyonu yayarlar.
Fatmanur Sönmüş
Kaynaklar
Karadelikler başlıca dönme ve yüklerine göre sı- nıflandırılır. Bir karadeliğin özelliklerini kütlesi, açı- sal momentumu ve elektriksel yükü belirler. Bir karadeliğin kütlesi her zaman sıfırdan büyüktür. Diğer unsurların sıfır ya da sıfırdan büyük olmasına göre, kara delikler dört sınıfta ayrılabilir. Schwarzschild karadeliği , Reissner-Nordström karadeliği , Kerr karadeliği ve Kerr-Newman karadeliği bu dört sınıftır. Açısal momentum ve elektriksel yükü sıfır olan kara delikler schwarzchild karadeliğidir. Elektriksel yükü sıfır olmayıp, açısal momentumu sıfır olduğu zaman Reissner-Nordström karadeliğidir. Bu doğada mevcut olma olasılığı pek bulunmayan teorik bir cisimdir. Karadeliğin bir açısal momentumu olup (kendi ekseni etrafında dönüyorsa) elektriksel yükü olmazsa Kerr kara deliği türündendir. Bu tür, astrofizikçiler için ilgi odağı olmuştur. Çünkü madde, kendisini yutan kara deliğin açısal momentumuyla bir ilişki halindedir. Bu durumda astronominin ilgilenebileceği yalnızca Kerr kara delikleridir. Son tür olan Kerr-Newman karadeliği ise Kerr karadeliğinin elektriksel yüke sahip olduğu türdür.
 |
| Görsel; History Heroes |
KARADELİKLER NASIL GÖZLEMLENEBİLİR?
Öncelikle şunu söylemek gerek; karadelikler doğrudan değil, dolaylı olarak gözlemlenebilirler. Yalnızca yıldızsal karadelikler ve dev karadelikler için bir- çok gözlem donanımları düzenlenmektedir. Bir karadeliği bulmak için birkaç yöntem vardır. İlk olarak bir çift yıldızın iki bileşeninin kütlesi belirlenerek, kütlesi büyük ve görünmez olan bir nötron yıldızı veya bir kara delik olarak yorumlanabilir. Eğer ki yörünge eğikliği açısı da bilinmiyorsa, diğer bileşenin kütlesinin nötron yıldızlarının maksimum kütle sınırını geçip geçmediğine bakılır. Sınırı geçiyorsa bu bir karadeliktir.
İkinci yöntem olarak da bazı yıldızsal karadeliklerin gama ışınları dalgalarının yayını sırasında belirledikleri bilgiler göz önünde bulundurulur. Ayrıca bazı süpernovalardan arda kalanların da karadeliğe dö- nüştüğü düşünülmektedir. Karadeliklerin varlığının gözlemlenmesinin bir başka yöntemi de radyo dalgaları alanında gözlemlenen akışların varlığıdır. Bu akışların oluşma sebebi yığılım diskinde oluşan büyük ölçekli manyetik alan değişimlerinden kaynaklanır.
KARADELİKLER NASIL YOK OLUR?
Evrendeki en uzun ömürlü kozmik cisim olan karadelikler de sonsuza kadar yaşamazlar. Hawking Işınımı sayesinde yok olurlar. Ünlü fizikçi Stephen Hawking, karadeliklerin ışıma yaptığına dair bir teori öne sürdü. Normalde bir karadeliğin etrafındaki tüm madde ve enerjiyi yutması olağandır. Bu teoride ise bunun tam olarak geçerli olmadığı ortaya konulmuştur. Teoriyi basitçe anlatmak gerekirse, karadeliklerin olay ufkuna yakın noktalardaki uzay boşluğunda enerji dalgalanmaları oluşur. Bu dalgalanma parçacıkları, parçacık ve zıt parçacık diye ayırır. Karadelik bazen parçacıklardan bir tanesini çeker ve diğer parçacık alandan uzaklaşır. Bu da karadeliğin yaydığı parçacıklarla da gözlemlenebildiğini gösterir. Hawking Işınımının günümüz teknolojisiyle gözlemlenebilmesi mümkün değildir. Hawking buluşuna göre, saçtığı pozitif enerjili parçacıklar içine negatif enerjili parçacıkları çekerek enerji kaybeder. Enerji kaybı da kütle kaybı demektir. Bu da her karadeliğin bir sonu olacağı anlamına gelir. Ayrıca teoriye göre karadeliklerin yaydıkları enerji kütleleriyle ters orantılıdır. Küçüldükçe daha kuvvetli ,büyüdükçe ise daha az kuvvetle Hawking radyasyonu yayarlar.
Fatmanur Sönmüş
Kaynaklar
- Hawking, S. (2001). Ceviz kabuğundaki evren. İstanbul:ALFA Hawking S. (2010).
- Büyük tasarım. İstanbul:DK http://tr.wikipedia.org/wiki/Kara_delik
- http://www.fizikmakaleleri.com/2012/12/hawking-isimasi.html
Yorumlar
Yorum Gönder