Kara deliğin şekli nedir? Farklı yönlerden bakarsanız, kara delikler aynı mı görünecek?
"Kara delik, uzay-zaman eğriliği o kadar büyük olan ve ışığın olay ufkundan kaçamayacağı kadar büyük bir gök cisimidir." --Genel görelilik
Bugün kara deliklerden bahsediyoruz, acaba karadeliğin nasıl bir şekil veya neye benzediğini hiç düşündünüz mü? Kara deliklerin görünümü ile ilgili olarak, aşağıdaki resimde olduğu gibi, internette görülen daha çok iki boyutlu görüntüyüz! Ama kara deliğin önünden, arkadan ve yandan bakarsak, tüm açılardan aynı mıdır?
Kara delikler önermekten keşfetmeye ve onaylamaya
Kara delik, evrendeki garip bir gök cisimidir ve başlangıçta insanlar tarafından yerçekimi yoluna, yani gök cisimlerinin kaçış hızına dayanarak önerilmişti. 1784 gibi erken bir tarihte (bu dönemde Çin, Qianlong'un 49. yılıydı), Birleşik Krallık'tan John Michel, yeterince küçük boyutlu ve yeterince yüksek kütleli bir nesne varsa, kaçış hızının (yüzeyinden kaçıp Yörüngeye girmek için gereken hız, hatta daha fazla ışık hızını aşacaktır. Şimdi bildiğimiz gibi, boşlukta hiçbir cisim ışık hızından daha hızlı hareket edemez, yani böyle bir cisim, ışık içeren bir cisim böyle bir gök cisimine yeterince yakın olduğu sürece, her şeyi yutan bir "tuzak" olacaktır. Sonsuza dek yutulacak.
İnsanlar bu nesnelerin teoride var olabileceğini öne sürdüklerinden, evrende de ancak kara deliklerin varlığında açıklanabilecek fenomenler keşfettik.
Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli kara delik buna iyi bir örnek. Samanyolu'nun merkezindeki bu büyük kütleli yıldızların hareketini gözlemleyerek, hepsinin geçen kütle merkezinin etrafında döndüklerini ve bu merkezi nesnenin ışık yaymadığını gördük. Uygun olan tek şey kara deliktir.
Dolayısıyla kara delik, tamamen yerçekimi tarafından kontrol edilen bir uzay bölgesidir. Yerçekimi her yönde aynı etkiye sahiptir, bu da kara deliklerin nesneleri her yönden ortak bir merkez noktasına doğru çekeceği anlamına gelir. Güneşi gözlemleyerek biraz ilham alabiliriz Güneş temelde, karşı konulamaz bir şekilde yerçekimi tarafından neredeyse mükemmel bir küreye sıkıştırılan bir gaz kütlesidir.
Bu nedenle, bir kara delik aynı zamanda bir küre, hatta evrendeki en mükemmel küresel nesnelerden biri olmalıdır. Sırada, yoğunluğu kara deliklerinkinden biraz daha düşük olan nötron yıldızları vardır.Işık, nötron yıldızları tarafından ciddi şekilde bozulacak olsa da, yine de nötron yıldızlarının kütleçekim alanından kaçabilirler.
İzole edilmiş bir kara delik neye benzer?
Kara delik bir küredir ve prensipte sözde yukarı, aşağı veya yan yoktur. Eğer evrende bir kara delik tamamen izole edilmişse (yani kara deliğin etrafında madde ya da gök cismi yoksa ve toplanma meydana gelmeyecek ve yığılma diskleri ve madde jetleri oluşacak), hangi yöne bakarsak bakalım görürüz Kara delikler, bir ışık çemberi ile çevrili karanlık bir halka gibidir ve bu ışık çemberi, karadeliğin arkasındaki parlak gök cismi tarafından yayılan ışıktır.
Elbette, arka plan ışığı karadeliğe girdiğinde artık kaçamaz, ancak çevreleyen ışık, tıpkı üst ve alt resimlerde görmek istediğiniz mercek fenomeni gibi, görsel arayüzdeki kara deliği atlamak için dolambaçlı bir yol izleyecektir. Bu durumda (kara delik izole edilmişse) görebildiğimiz tek değişiklik, arka plan ışığındaki değişikliktir. Kara deliğin arkasındaki ne kadar parlak nesneler olursa hale o kadar parlak olacaktır. Gördüğümüz kara deliğin arkasında hiçbir şey yoksa, o zaman hale kararır veya kaybolur.
Yoldaş yıldız olan bir kara delik neye benzer?
Evrendeki kara delikler nadiren tamamen izole edilmiştir. Eğer canlı olmadan önce ikili bir yıldız sisteminin parçası iseler ve yıldızlardan biri diğerinden daha büyükse, daha büyük olan yıldız, diğer yıldız yakıtını yakmadan önce bir kara delik oluşturmak için çökecektir. İkili yıldız sisteminin kara deliği, başka bir yıldızın yüzeyindeki gazı sürekli yağmalayarak gazı kendine doğru çekecektir. Ayrıca karadeliğin kendisi de dönmektedir çünkü kara deliği oluşturan yıldız dönmelidir.Açısal momentumun korunmasına göre yıldız bir karadeliğe çöktükten sonra karadelik hacim birikmesinden dolayı daha hızlı döner ve başka bir yıldızın gazı karadelik tarafından emilir. Biriktirmeden sonra, kara deliğin görsel arayüzünde, toplama diski adı verilen yüksek hızlı dönen bir malzeme diski oluşturacaktır.
Şimdi, toplama diskinin varlığı nedeniyle, kara deliği gözlemlemek için bir yönümüz var. Yukarıdaki resimde, yukarıdan aşağıya bakarsak, bir kara delik artı karadeliği çevreleyen parlayan bir gaz diski göreceğiz. Ya da madde jeti dediğimiz kara deliğin merkezinden fırlatılan aşırı ısınmış bir madde akımını doğrudan görmek çok mümkün.
Kara deliğin etrafındaki parlayan birikim diski. Kara deliğin bir kısmı, biriktirme diski tarafından gizlenir.
Çift kara delik neye benziyor?
Diğer iki durumda, kara deliğin çevresinde, kara deliğin olağanüstü derecede tuhaf görünmesine neden olan bazı garip fenomenler göreceğiz. Birincisi, iki kara delik birbirini çevrelediğinde, ışığın bu iki aşırı fenomenin etrafında bükülme şekli çok inanılmaz ... Eğer iki kara deliğin bu zamandaki düzeni tam olarak bizim görüş alanımıza uyuyorsa, o zaman önümüzde olacağız. Kara deliğin yanında, "kara delik kaşı" dediğimiz, arkasındaki kara deliğin "izdüşümü" görüyoruz.
Yukarıdaki şekil, iki kara delik bitişikse ışığın yukarıdaki şekildeki çizgi boyunca büküleceğini göstermektedir. Sağdaki (ve arkadaki) kara delik, diğer kara deliğin yanında yarım ay şeklinde bir "kaş" ile belirir.
İki kara deliğin yörüngeleri yeterince yakınsa, yukarıdaki resimde sadece görsel etkiyi elde etmekle kalmayız, aynı zamanda iki kara delik yavaş yavaş yörünge enerjilerini kaybedecek ve yörüngede dönerken birleşeceklerdir. Füzyon anında kara delik tek bir nesne haline gelir. Ancak yeni oluşan kara delik ilk bakışta dairesel bir alan değildir.
İki kara delik bir nesnede birleştiğinde, birbirlerine bağlı olmalarına rağmen, kara delik artık küresel kalmaz.
Daha büyük kütleli yeni oluşan kara delik, zamanla kademeli olarak mükemmel bir küresel şekle dönüşecektir, ancak mükemmel bir hale geri dönmeden önce oldukça uzun bir süreçten geçmesi gerekir. Küresel nesne. Aslında bu, büyük bir zili çalmakla aynıdır, büyük zil vurulduktan sonra da uzun süre titreşmeye devam edecek ve ses yavaş yavaş yüksekten alçağa düşecektir. Aynı şey kara deliklerin birleşmesi için de geçerlidir.İki kara delik çarpıştıktan sonra, uzun süre salınmaya devam edecekler, enerjiyi yerçekimi dalgaları şeklinde yavaş yavaş uzaya yayacaklar, ta ki başlangıçta en düşük enerji durumu olan kararlı küresel duruma dönene kadar. . Aşağıdaki resme bakın:
sonuç olarak
Özetlemek gerekirse: Evrendeki karanlık bir boşlukta yüzen izole bir kara delik bulursak, etrafını çevreleyen bir arka plan ışığı çemberi olan mükemmel bir siyah küre gibi görünür. Bir kara deliğin yakınında bir eşlik eden yıldız bulursak, o zaman karadelik bir sıcak gaz diski tarafından kısmen engellenecek ve kara deliğin merkezinden madde fışkırmasını göreceğiz. İki kara deliğin birbirini çevrelediğini fark edersek, yukarıdaki resimde "kara delik kaşlarını" ve salınan boşluğu göreceğiz. Kara delikler olarak bildiğimiz şey bu!
