Kara Delik Paradoksları Enerji ve Entropi Arasındaki Bağlantıyı Ortaya Çıkarıyor Mu?
Fizikçiler sever Carnegie Mellon Üniversitesi’nde fizikçi olan Garrett Goon, “Aşırılığı araştırın” dedi. “Daha ileri gidememeniz, bir şeylerin değiştiği, bir şeyin sizi engellediği gerçeği – orada ilginç bir şey oluyor.”
On yıllardır kara delikler, fizikçilerin doğanın uç noktalarını araştırmak için kullandıkları düşünce deneylerinde baş rolü oynadı. Bu görünmez küreler, madde o kadar yoğunlaştığında oluşur ki, belirli bir mesafedeki her şey, hatta ışık bile yerçekimi tarafından tuzağa düşürülür.
Albert Einstein yerçekimi kuvvetini uzay-zaman sürekliliğindeki eğrilerle eşitledi, ancak eğrilik bir kara deliğin merkezine yakın o kadar aşırı büyüyor ki Einstein’ın denklemleri bozuluyor. Bu nedenle, nesiller boyu fizikçiler, kendilerini kalplerinde tam olarak ortaya koyması ve Einstein’ın yaklaşık resmiyle her yerde eşleşmesi gereken yerçekiminin gerçek, kuantum kökeni hakkında ipuçları için kara deliklere baktılar.
Kuantum yerçekimi bilgisi için sıhhi kara delikler Stephen Hawking ile ortaya çıktı. 1974’te İngiliz fizikçi, karadeliklerin yüzeylerindeki kuantum titreşiminin karadeliklerin buharlaşmasına neden olduğunu ve ısı yaydıkça yavaşça küçüldüğünü hesapladı. Kara delik buharlaşması, o zamandan beri kuantum yerçekimi araştırmalarını bilgilendirdi.
Daha yakın zamanlarda, fizikçiler aşırılığın uç noktalarını – aşırı uç kara delikler olarak adlandırılan varlıklar – düşündüler ve verimli yeni bir problem buldular.
Kara delikler, içine yüklü maddeler düştüğünde elektriksel olarak yüklenir. Fizikçiler, kara deliklerin boyutlarına göre mümkün olduğu kadar fazla elektrik yükü depoladıkları bir doyma noktası olan “aşırı bir sınırı” olduğunu hesaplarlar. Yüklü bir kara delik, Hawking’in tanımladığı şekilde buharlaşıp küçüldüğünde, sonunda bu aşırı sınıra ulaşacaktır. O zaman, ne kadar yüklü olduğu göz önüne alındığında, alabildiği kadar küçüktür. Daha fazla buharlaşamaz.
Ancak, Berkeley’deki California Üniversitesi’nden fizikçi Grant Remmen, aşırı bir kara deliğin “ışımayı durdurduğu ve orada oturduğu” fikrinin mantıksız olduğunu söyledi. Bu durumda, uzak geleceğin evreni minik, yok edilemez kara delik kalıntılarıyla dolu olacak – yeterince buharlaştıktan sonra hepsi aşırı hale geleceğinden, bir dokunuş bile taşıyan karadeliklerin kalıntıları. Bu kara delikleri koruyan temel bir ilke yok, bu yüzden fizikçiler sonsuza kadar sürmeleri gerektiğini düşünmüyorlar.
Lehigh Üniversitesi’nden Sera Cremonini, “Bir soru var” dedi: “Bütün bu ekstrem kara deliklere ne oluyor?”
Fizikçiler, paradoksu çözerek, ancak Hawking buharlaşmasından başka bir yolla aşırı karadeliklerin çürümesi gerektiğinden şiddetle şüpheleniyorlar. Olasılıkları araştırmak, son yıllarda araştırmacıları kuantum yerçekimi hakkında önemli ipuçlarına götürdü.
2006’da dört fizikçi, ekstrem kara delikler bozunabiliyorsa, bunun kütleçekiminin olası herhangi bir evrendeki en zayıf kuvvet olması gerektiği anlamına geldiğini, kuantum kütleçekiminin diğer kuantum kuvvetleriyle ilişkisi hakkında güçlü bir ifade olduğunu fark etti. Bu sonuç, aşırı karadeliklerin kaderine daha fazla inceleme getirdi.
Daha sonra, iki yıl önce, Remmen ve California Teknoloji Enstitüsü’nden işbirlikçileri Clifford Cheung ve Junyu Liu, aşırı karadeliklerin bozunup bozulmayacağının doğrudan kara deliklerin başka bir temel özelliğine bağlı olduğunu keşfettiler: entropileri—bir nesnenin kaç farklı şekilde hareket ettiğinin bir ölçüsü. Oluşturan parçalar yeniden düzenlenebilir. Entropi, karadeliklerin en çok çalışılan özelliklerinden biridir, ancak onların aşırı limitleriyle bir ilgisi olduğu düşünülmemişti. Cheung, “Vay canına, tamam, iki harika şey birbirine bağlı” dedi.
Son sürprizde, bu bağlantının doğayla ilgili genel bir gerçeği örneklediği ortaya çıktı. Mart ayında yayınlanan bir makalede Fiziksel İnceleme Mektupları, Goon ve Riccardo Penco, enerji ve entropi ile ilgili basit, evrensel bir formül kanıtlayarak önceki çalışmaların derslerini genişletti. Yeni bulunan formül, gaz ve kara delik gibi bir sistem için geçerlidir.
Sizin kara delikler ile ilgili merak ettikleriniz neler? Cevaplarınızı yorumlarda bekliyoruz!
Bir önceki yazımız olan Okta Nedir, Okta Yorumları, Okta Kimlik Yönetimi İncelemesi, Okta Türkiye başlıklı makalemizde bilişim teknolojileri, hibrit çalışma modeli ve okta çözümleri hakkında bilgiler verilmektedir.
