Bir kara deliğe düştüğümüzde, ne gibi büyülü şeyler olacak
Evrenle ilgili bir sorunun tek cevabı olsaydı, ne sorardık? En çok ne bilmek istiyoruz? Yaşımız ilerledikçe, çoğu insan sorunun cevabını öğrenmek için çocukluğumuzdaki arzumuzu görmezden geliyor. Bu yüzden Eric Urb'dan haber aldığım için çok mutluyum. Mektupta onun ikinci yılından bahsediliyor Tristan'ın oğlunun sınıftan eve getirdiği on soru. Tristan'ın merakını uyandıran en büyük iki gizemdi: yerçekimi ve zaman. Şimdi ona sordum ve cevabını bilmek istediği iki soruyu özetledim:
Baştan başlayalım ve tüm sorulara yanıt alabileceğimizden emin olalım.
Farkına varmamız gereken ilk şey, hala bu evrende olduğumuz ve dış güçlerden etkilenmediğimiz sürece "özgür" olduğumuzdur. Belirli yasalar veya insan hakları anlamında özgürlükten değil, herhangi bir dış güç tarafından zorlanmayan veya çekilmeyen özgürlükten bahsediyorum. Kendimizi uzayda özgürce dolaşan bir astronot olarak hayal edebiliriz: yerin desteği olmadan, hava moleküllerinin çarpışması olmadan, oturacak sandalyemiz olmadan ve diğer insanların dokunuşu olmadan, evrende özgürüz. Çok sık düşünmesek de, aynı zamanda yerçekimi tarafından rastgele itildiğimiz anlamına da gelir.
Elbette, hissetmesek de, yerçekimi bizi her zaman çekiyor. Yerçekiminin dünya yüzeyinde hissettiğimiz kuvvet olduğunu düşünüyor musunuz? Hayır, bunlar sandalyelerden, zeminden veya bizi destekleyen diğer yüzeylerden gelen kuvvetler gibi yerçekimi ile dengelenmiş kuvvetlerdir. Bu kuvvetlerden bağımsız olarak, yerçekimi, serbest düşüşteki anlık ağırlıksızlık hissi gibidir. Ya da şu anda sadece yerçekiminden etkilendiğimiz şeklinde tanımlanabilir.
Ancak, evrenin her yerinde kitle nesneleri (kütle cisimleri) vardır; yeryüzü ve güneşin tümü dünyalardır, evrendeki yıldızlar ve galaksilerin tümü kütledir. Hayal gücümüzü kullanın, alan düz bir ızgara olmayacak, çeşitli kaliteli nesnelerin varlığından dolayı alan bozulacaktır. Yerçekiminin etkisi altında evrende gidip geldiğimizde, bükülmüş kısım nasıl hareket ettiğimizi belirleyecektir.
Yerçekimi, kütlenin (ve enerjinin) varlığı ve uzayda var olan diğer nesneler (bizim gibi) üzerindeki etkiden dolayı uzayın bükülmesidir. Elbette bu kavram durağan değil. Kütle gövdesi uzayda hareket ettikçe, mekanın yapısı sürekli değişiyor. Dünya güneşin etrafında döndüğünde, uzayın bozulması değişir. Güneş galaksinin etrafında hareket ederken, uzayın eğriliği değişir. Yıldızlar oluştukça, aktif hale geldikçe, patladıkça ve ölürken, uzayın yapısı da değişiyor.
Bu, büyük kozmik dansın ve yerçekimi hikayesinin bir parçasıdır. Evrende meydana gelen, kütle cisimlerinin hareketi ve değişimi, evrenin genişlemesi gibi bir dizi hareketle birlikte, uzayın yapısı da değişiyor. Yerçekimi her zaman gerçektir, sanki serbest düşüş yapıyoruz, sürekli olarak herkesi çekiyormuşuz gibi.
Animasyon, kütlenin hareketine tepki olarak zaman ve uzayın nasıl hareket ettiğini doğru bir şekilde gösterir.Sadece bir yapı katmanı değildir, tüm uzay, evrendeki maddenin özellikleri ve enerjisi tarafından bozulur (Lucasvb)
Doğru konumdan yeterli hızda ve doğru yönde hareket edersek, evrendeki herhangi bir kütle cismi etrafında sabit bir yörünge oluşturabiliriz. Ama dikkatli olmazsak yörüngeye girmeye çalıştığımız kütleye düşeceğiz. Roketin fırlatma hızı yetersiz ve Dünya'ya geri dönecek. Bir gezegenin yörünge hızı çok yavaşsa, güneşe doğru düşecektir. Yörüngedeki bir yıldızın hızını yavaşlatın ve galaksinin merkezine düşecektir. En uç durumda, yörünge hareketimiz saparsa, bir kara deliğin içine düşebiliriz. Bir kara delik, kütlenin sınırıdır: Çok yoğun, çok büyük ve çok küçük bir kara delik, bir kez düştüğünde ondan hiçbir şey kaçamaz. Evrenin nihai hızı, ışık hızı bile kaçamaz.
Bir kara deliğin olay ufkuna yaklaştığımızda, mantık dışı bir şey olacak ve onu geçtikten sonra işler daha da kötüye gidecek. Bu görünmez bariyeri bir kez aşarsak, asla kaçamayız.
Kara delikten uzaklaştığımızda, uzaysal yapı o kadar çarpıtılmayacaktır. Aslında, nötron yıldızları, sıradan yıldızlar veya dağınık gaz bulutları ile karşılaştırıldığında, bir kara delikten uzak olduğumuzda, kütleçekim kuvveti diğer kütle cisimlerinden farklı değildir. Uzaktan bakıldığında, kitlesel cisimlerin varlığının, özelliklerinin veya dağılımlarının değil, zaman ve mekânın bozulmasına neden olduğunu tahmin edebiliriz. Kara deliğin yerini değiştirmek için hangi nesne kullanılırsa kullanılsın, serbest düşüş yapacağız. Sadece kara deliğin var olduğu durumdan farklı görünüyor.
Kara delikten uzaklık giderek azaldıkça kendimizi biraz garip hissedeceğiz: bedenimizi çeken bir kuvvet var. Ayaklarımız olay ufkuna başımızdan daha yakınsa, baştan ayağa gerginliği hissederiz ve yanlar sıkışır. Bunların hepsi gelgit kuvvetleridir ve dünya okyanuslarında yüksek gelgitlere neden olan kuvvetlerdir. Bununla birlikte, bir kara deliğin gelgit kuvveti çok daha güçlüdür.Yaklaştıkça, gelgit kuvvetinin neden olduğu gerilme ve sıkıştırma o kadar şiddetli olur. Biz erişte oluncaya kadar bizi ince ve uzun süre çekecek. Bilim adamları, bir nesne bir kara delik makarnasına düştüğünde ne olduğunu açıklamak için çok ilginç bir kelime kullanıyorlar!
Büyüleyici bir sahne göreceğiz. Uzak bir yerden baktığımızda, yalnızca etrafındaki boşluğun çarpık olduğunu görebiliriz, sanki bu kütle gövdesi etrafındaki tüm ışığı bozmak için devasa bir kozmik mercek sağlıyormuş gibi. Fakat tamamen silahlı olduğumuzda ve yok edilemez bir uzay aracında seyahat ettiğimizde, kara deliğe yaklaşmaya devam ederken, bazı garip fenomenler bulacağız. Kara delikle aramızdaki mesafe öncekinin iki katına kısaltıldığında, açısal çapı iki katından fazla artmış görünüyordu. Mesafeyi yarıya indirdiğimizde, açısal çap yeniden daha büyük görünüyordu: orijinalin dört katından fazla oldu.
Çok iyi bildiğimiz diğer nesnelerin aksine uzay inanılmaz bir eğriliğe sahiptir.Uzay-zamanın bu inanılmaz eğriliği sayesinde kara deliklerin büyüme hızı beklediğimizden çok daha hızlı görünüyor.
Kısacası, kütle uzay-zamanı bozar, ancak kara delik gibi yoğun bir kütle kütlesine yaklaşıp yaklaştığımızda, uzayın eğriliği giderek büyür ve gelgit kuvveti ve spazmın üzerimizdeki etkisi Artacak ve kara deliğin etrafına yayılan ışık daha da bükülecek. Gerçek fiziksel boyutla karşılaştırıldığında, olay ufku daha da büyük görünecektir. Evrenin arka planında, uzaktaki yıldızların konumu ciddi şekilde bozulmuş ve olay ufku, tüm ön görüşümüzü işgal etmeye başlayacak.
Olay ufkuna yaklaştıkça önümüzdeki her şeyi doldurur. Biz geçtikten sonra kaderimiz mahkumdur. Merkezdeki tekillik dışında, bizi başka yere taşıyacak çok fazla enerji yok. Tekillikte, birkaç saniye içinde atom altı parçacıklara sıkıştırılacağız.
Hayır, hala bizde!
Olay ufkunu geçmemişsek, yine de dışarı çıkabiliriz. Olay ufkundan uzakta yeterli ivme sağladığımız sürece, onun yerçekiminden kaçabilir ve kara delikten uzak, güvenli bir evrene dönebilir ve düz bir uzay-zamana dönebiliriz. Yerçekimi sensörü bize karanlık merkeze doğru inen bariz bir eğim olduğunu söyleyecektir, ancak yine de ters yönde yıldızlarla dolu.
Yukarıdaki fenomen birbirinden ayrılamaz; vurgulanması gereken şey, bir kara deliğin içine düştüğümüzde yıldız ışığının renginin değişeceğidir. Yerçekiminin etkisi altında, alan daha da bozulacak, retinaya düşen ışığı hızlandıracak ve daha mavi görünecek. Olay ufkuna doğru hareket edersek, sonunda yıldız ışığının arkamızda bir ışık noktasına dönüştüğünü ve kütleçekimsel mavi kayma eylemiyle maviye dönüştüğünü göreceğiz. Olay ufkunu geçmenin son anında, ışık lekesi kırmızıdan beyaza ve beyazdan maviye değişti. Bu, kara deliğe düşmeden önce dış evrene dair son bakışımızdır.Kozmik mikrodalgaların ve radyonun arka planı bu anda görünür ışığa dönüşür.
Sonunda ... karanlık, hiçlik. Olay ufkunda, dış evrenden gelen ışık uzay aracımıza hiç ulaşamaz. Motoru çalıştırmaya çalıştık ama şimdi ne yaparsak yapalım faydasız. Gördüğünüz doğru değil: Hangi yöne giderseniz gidin, tekillik önümüzde olacaktır.
Bu ciddi şekilde çarpıtılmış alan tuhaf, aslında tekilliği göremiyoruz. Aslında dışarıdan gelen ışık karadeliğe bizimle birlikte girer, önümüzde olay ufkunu geçer ve bizi öyleymiş gibi bırakır. Aşağıdaki video, dış evrenden gelen ışık bizimle birlikte kara deliğe düşerse ne olacağını gösteriyor (videonun 37. saniyesinde olay ufkunu geçeceğiz).
Kara deliğin olay ufkunu geçtiğimiz andan itibaren, parçalara ayrılmamız sadece birkaç saniye sürer. Ancak en büyük kara delikte başka yerlere gidebiliriz: bir beyaz delik, başka bir evren veya hayal gücümüzün ötesinde olay ufkunda örtülü yeni bir uzay. Şu anda dışarıdan olay ufku hakkında bilgi alamıyoruz, elimizde olan tek şey teori.
Bununla birlikte, bir kara deliğe düşmemek en iyisidir, çünkü en olası durum parçalara ayrılır veya ezilir. Ama içeri girerseniz, tam olarak neye benzediğini bilen ve kara deliğin sırlarını ilk keşfeden kişi siz olacaksınız. Ancak bunu yapmak istemeyebilirsiniz, akıllıca bir seçim olduğu söylenebilir. Ama bu evrende, ilk kişi olmak istiyorsak, keşfetmek için bazı riskler almalıyız. Belki bu yazıyı okuyan sizler kesin cevap verecek ilk kişi olacaksınız.
