Antimadde ve maddeden oluşan kara delikler nasıl ayırt edilir?
Şu anki anlayışımıza göre, antimadde kara deliklerini maddeden oluşan normal kara deliklerden ayıramıyoruz. Aslında, aynı kütleye, yüke ve açısal momentuma sahiplerse, ikisi arasında hiçbir fark olmayacaktır.
Birincisi, antimadde, yük ve diğer bazı özelliklerin tersine çevrilmesi dışında sıradan maddeyle aynıdır. Antimadde pozitif bir kütleye sahiptir ve yerçekiminden aynı şekilde etkilenir. Antimadde evrende nadirdir ve bu nedenle tuhaftır. Ancak fiziksel ilkelere uymak garip değildir. Anti-madde bisküvileri sıradan bisküvilere benziyor. Bu nedenle, konuya antimadde eklemek tuhaf ve tuhaf bir şey getirmez.
Kolaylıkla sorabiliriz: "Hidrojenden yapılmış bir kara delik ile helyumdan yapılmış bir kara delik arasındaki fark nedir?" Cevap, hiçbir fark olmadığıdır. (Toplam kütle, yük ve açısal momentum aynı olduğu sürece)
Örnek: M87'nin merkezindeki süper kütleli kara deliğin kütlesinin Güneş'in milyarlarca katı olduğu tahmin ediliyor. Bu, insanlık tarihindeki bir kara deliğin, Event Horizon Teleskobu tarafından çekilen ilk doğrudan astronomik görüntüsüdür.
Kara delik tüysüz teorisine göre kara deliklerin ilginç bir özelliği vardır. Yani karadeliğe giren tüm bilgi ve yapılar içeride hapsolacak, dış evrenden ayrılacak hatta yok edilebilecek. Toplam kütle, yük ve açısal momentum üzerindeki etkisine ek olarak. Bir kara deliğin toplam kütlesi, yerçekiminin gücünü belirler. Bilim adamları bir kara deliğin boyutunu tartıştıklarında, aslında kara deliğin kütlesinden bahsediyorlar. Büyük kara delikler daha büyük kütleye ve daha fazla yerçekimine sahiptir, bu nedenle çevre üzerinde daha büyük etkileri vardır. Madde bir kara deliğe düştüğünde, kara deliğin toplam kütlesini artırır.
Resim: Büyük Macellan Bulutu'nun önündeki kara deliğin (ortada) simüle edilmiş görünümü. Bulutsunun en yüksek noktasında iki büyütülmüş, çarpık görüntü oluşturan yerçekimi mercekleme etkisine dikkat edin. Samanyolu'nun galaktik diski tepede görünüyor ve bir yay şeklinde kıvrılıyor.
Kara deliğin toplam yükü, büyük kara delik tarafından üretilen manyetik kuvvettir. Kara delik ile aynı kutupluluğa sahip madde kara deliğe düştüğünde, kara deliğin toplam yükü artacaktır.
Bir kara deliğin toplam açısal momentumu, kara deliğin ne kadar hızlı döndüğünü açıklayabilir. Madde karadeliğe aynı yönde bir girdap hareketiyle girdiğinde (doğrudan içine düşmek yerine) karadeliğin açısal kinetik enerjisini artırabilir, karadeliğe ters yönde girerse karadeliğin açısal kinetik enerjisi azalacaktır.
Stephen Hawking ve Roger Penrose'un "Uzay ve Zamanın Doğası" kitabında Hawking şunları yazdı:
İsrail, Carter, Robinson ve benim tarafımdan kanıtlanan kara delik tüysüz teoremi, bir madde alanının yokluğunda tek statik kara deliğin bir Kerr çözümü olduğunu gösteriyor. Bu, M kütlesinin iki parametresi ve açısal kinetik enerji J ile karakterize edilir. Kara delik tüysüz teoremi Robinson tarafından elektromanyetik alanlar durumuna genişletildi ve üçüncü bir parametre olan Q yük miktarı eklendi. Kara delik tüysüz teoremi, bir nesne bir kara delik oluşturmak için çöktüğünde yüzeydeki birçok bilginin kaybolacağını belirtir. Çok sayıda parametre, daraltılmış gövdeyi tanımlar. Bunlar madde türü ve kütle dağılımının çok kutuplu momentidir. Bununla birlikte, oluşan kara delik madde türünden tamamen bağımsızdır ve ilk ikisi hariç tüm çok kutuplu momentleri hızla kaybeder: tek kutuplu moment (kütle) ve çift kutuplu moment (açısal momentum).
Örnek: Güneş kütlesinin 10 katı kara deliğin bilgisayar simülasyonu
Bir kara delikte tam olarak ne olacağını bilemeyiz Kara delikteki madde, ayırt edilemez bir kümeye yoğunlaşabilir veya yapıyı koruyabilir, ancak kara deliğin büyük yerçekimi tarafından onun içinde hapsolabilir. Sorun şu ki, kara deliğin merkezi o kadar küçük ki genel görelilik tarafından tanımlanan yerçekimi etkisi artık doğru değil. Fiziği mikroskobik ölçekte doğru bir şekilde tanımlamak için kuantum teorisine ihtiyacımız var. Ancak henüz doğru bir kuantum yerçekimi teorisi geliştirmedik.
Bu nedenle, ancak doğru bir kuantum yerçekimi teorisi ile bir kara delikte neler olup bittiğini daha iyi anlayabiliriz. Aynı zamanda, kara deliğin içi tüm deneysel gözlemlerden korunarak görevimizi daha da zorlaştırıyor.
