1 Milyar Güneş Kütlesine Sahip Kara Deliğin Güneşle Karşılaştırıldaki Fiziksel Boyutu

Devasa bir kara delik 1 milyar güneş kütlesi olarak ölçüldüğünde, asıl fiziksel boyutu Güneşimizle karşılaştırıldığında ne kadar olurdu?

Joseph De Benedetto
Oxford, New Jersey

Kara deliğin boyutu genellikle olay ufkunun boyutu olarak kabul edilir. Olay ufkı, kara deliğin etrafındaki “geri dönüşü olmayan nokta”yı işaretleyen matematiksel bir sınırdır — bu sınırı geçen her şey içeride hapsolur ve sonsuza kadar kara deliğin bir parçası haline gelir.

Olay ufkunun boyutu, Einstein’ın alan denklemlerinden hesaplanabilir ve (1) kara deliğin kütlesine, (2) ise kara deliğin ne kadar hızlı döndüğüne bağlıdır. Güneşimizle aynı kütleye sahip, dönmeyen bir kara delik için olay ufkusunun yarıçapı (aynı zamanda Schwarzschild yarıçapı olarak bilinir) yaklaşık 1,8 mil (3 kilometre) olurdu. Güneşimizden milyar kez daha kütlek, dönmeyen bir devasa kara delik ise milyar kez daha büyük, yani 1,8 milyar mil (3 milyar km) yarıçaplı bir olay ufkusuna sahip olurdu. Bu, Güneş’in yarıçapından 4.300 kez daha büyük ya da tipik olarak Güneş ile Uranüs arasındaki mesafeye karşılık gelir. Ancak milyar güneş kütlekli bir kara delik çok hızlı döndüyse, kara deliğin alanı büzmesi ve etrafında sürüklemesi nedeniyle olay ufkusunun yarıçapı yaklaşık %30 oranında küçülür (yaklaşık 1,3 milyar mil ya da 2 milyar km).

Ancak şunu belirtmek önemlidir: olay ufkı kara deliğin dış sınırı olarak kabul edilse de, kara deliğin içindeki kütle muhtemelen kendi özçekim gücü altında çok daha küçük bir boyuta çökmüştür ve genellikle tekillik olarak adlandırılır. Ancak kütlenin uzayda sonsuz küçük bir noktaya çöktüğündan emin değiliz ve ne yazık ki, fizik anlayışımız kara deliğin içindeki aşırı koşullar altında çöktüğü için bundan fazlasını söyleyemiyoruz. Bu yüzden kara deliğin boyutu için olay ufkısını kullanırız, çünkü olay ufkusunun içindeki her şey kara deliğin bir parçasıdır.

Misty Bentz
Georgia State Üniversitesi’nde Fizik ve Astronomi Profesörü, Atlanta