İki Kara Deliğin Birbirinden Ayrılmasını Yaratabilecek Olay Ne?

Siyah deliklerin çarpışabileceğini hepimiz biliyoruz. Siyah delikler kozmik zamanın erken dönemlerinde oluşmaya başladığından beri bu olay gerçekleşiyor. Sonuç her zaman yerçekimi dalgaları ve büyük bir patlama yayan bir çarpışma oluyor. Siyah delikler bu kadar güçlü bir çekim gücüne sahip olduğu için, herhangi bir gücün bir siyah deliği parçalayabileceğini hayal etmek neredeyse imkansız. Ancak Avrupa’daki bir bilim insanı grubu, tam da bu görevi kendileri için belirledi.

İtalya’daki Napoli Federico II Üniversitesi ile Güney Danimarka Üniversitesi’nin Kuantum Alan Teorisi Merkezi’nden Francesco Sannino, ayrıca Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Énergies’den Giacomo Cacciapaglia ve her ikisi de Kuantum Alan Teorisi Merkezi’nden Manuel Del Piano ile Vania Vellucci, siyah deliklerin parçalanması için olası mekanizmaları inceleyen bir çalışmada, doğru koşullar altında bir siyah deliğin iki siyah deliğe ayrılabileceğini gösteren bir dizi hesaplama gerçekleştirdi. En azından olağandışı bir olasılık bu, ancak ekip böyle bir olayın gerçekleşmesi için ne olması gerektiğini hesapladı.

İki parçanın birbirinden ayrı kalması gerekiyor, Sannino’ya göre. “İki son siyah delik de birbirine hemen geri düşmek yerine oldukça iyi ayrılabilmeli. Bu gerekliliği hesaba kattığımızda, pencere büyük ölçüde tekrar kapanıyor, ancak muhtemelen maksimum olası hızlarına yakın dönen siyah delikler için,” dedi. Böyle bir parçalanma gerçekleşebilirse, siyah deliğin olay ufkı parçalanma ilerledikçe pantolon benzeri bir şekil oluşturur. Aslında, bir pantolon çiftinin iki paçasını oluşturur, bu nedenle ekip buna “pantolon topolojisi” adını verdi.

Bu Gerçekleşebilir mi?

Bu, bir kara deliğin parçalara ayrılması durumunda gerçekleşebilecek olasılıklardan biri. Böyle bir olaya şimdiye kadar kimse tanık olmadı, bu yüzden konu hâlâ büyük ölçüde kuramsal. Ancak ortada başlıca bir engel var. Buna entropi deniyor; fiziksel bir sistemin dışarıdan aynı görünüp dururken sahip olabileceği farklı mikroskobik dizilim sayısını ölçen bir kavram. Örneğin, bir kayanın şekli, ısıtılmak gibi dışarıdan bir etkiyle değişene kadar katı ve hareketsiz kalabilir. Dönmeyen, sıradan bir kara delik söz konusu olduğunda ise onu iki parçaya bölmek entropisini azaltır ve süreci termodinamik açıdan olası olmaktan çıkarır.

M87’nin merkezindeki kara delik. Ölçülmüş bir dönüşü bulunduğu için, kuramsal olarak koşullar uygun olsaydı, yeni bir çalışmaya göre parçalara ayrılabilirdi. Kaynak: Event Horizon Telescope İşbirliği

Ancak, çok hızlı dönen bir kara delik olduğunu varsayalım. Araştırmacıların ekibine göre, böyle bir sistem iki parçaya ayrılabilir. Ancak hızlıca ayrılmalı, aksi takdirde tekrar bir araya gelme riski taşırlar. Sonuç olarak, bunun gerçekleşebilmesi için her iki kara deliğin de mümkün olduğunca hızlı (ya da buna yakın bir hızda) dönmeye devam etmesi gerekiyor. Peki, ayrılığa ne neden olur? Yanıt dönüşte yatıyor. Dönüş, kara deliğin kütlesi ile dönerken sahip olduğu açısal momentum ve entropi arasındaki ilişkiyi değiştirir. Bu değişim kara deliğin parçalanmasına yol açmış olabilir. Böyle bir durumda sonraki adımlar, bu kara delik “ikizlerinin” birbirinden uzaklaşması ve orijalinin momentumunu ve hızını korumasıdır.

Sadece kara deliklere odaklanıldığında, benzer olayların gerçekleşmesi oldukça düşük görünüyor; ancak asla gerçekleşmeyeceğini söylemek istemiyorlar. Sannino’ya göre olasılık mevcut, ancak belirli durumlarda. “Bir kara deliğin ikiye bölünme olasılığını henüz tek bir sayı veremiyoruz. Bu, Einstein’ın teorisinin ötesinde yerçekiminin nasıl davrandığına bağlı ve biz de bunu nicelendirmeye çalışıyoruz,” diye açıkladı. “Küçük ilkel kara deliklerin, çok daha büyük astrofizik kara deliklere göre bölünmeye daha yatkın olmasını bekliyoruz. Bölünmeyi dolaylı olarak tespit edebiliriz: Fermi-LAT gibi gama ışını teleskopları, birleşmeler sırasında oluşabilecek küçük kara delik parçacıklarından gelen sinyalleri arayabilir.”

Daha Fazla Bilgi İçin

Kara Delik İkiye Bölünebilir mi?

Kara Delikler Çizgi Pantolon Topolojilerini Kabul Ettiğinde