Bir yerlerde inanılmaz bir şey keşfedilmeyi bekliyor.

Carl Sagan

Nobel Fizik ödülünün bu yılki sahipleri, kara delikler hakkında tamamen karanlıkta olduğumuz dönemlerde, bu cisimlerin varlığına dair güçlü öngörülerde bulunan Roger Penrose, Andrea Ghez ve Reinhard Genzel oldu.

Kara delikler, bildiğimiz evrendeki en yoğun cisimlerdir. Adının hakkını gerçekten veren cisimler olan kara delikleri ancak dolaylı yollardan tespit edebiliriz, çünkü ışığın dahi kaçamayacağı kozmik bir hapishane gibi davranırlar.

Nobel fizik ödülü
The Event Horizon Telescope (EHT)

2016 yılında kara deliklerin kütle çekim dalgalarını tespit eden LIGO ve 2019’da M87 galaksisinin merkezindeki kara deliğin olay ufkunu fotoğraflayan EHT’ye kadar, kara deliklerin varlığına dair elimizde hiçbir gözlemsel kanıt yoktu. Ancak, gözlemsel kanıtlar bu yüzyılda elde edilmiş olsa da alandaki teorik çalışmaların başlaması 1916’ya dayanıyor.

Kara Delik Atılımları

1916’da Karl Schwarzschild, Einstein’ın genel görelilik kuramının sonsuz yoğunluktaki tekilliklere izin verdiğini keşfetti. Onun bu keşfinden 49 yıl sonra, İngiliz matematiksel fizikçi Roger Penrose yeterince yoğun olan her cismin kara deliğe dönüşebileceği yönünde bir hesaplama geliştirdi. 1963 yılında, olması gerekenden çok daha parlak olan kuasarların keşfedilmesiyle, bilim dünyası kara delikleri tekrardan gündemlerine aldı. Emin olamadıkları şey şuydu, kara delikler yalnızca genel göreliliğin kağıt üzerinde ortaya çıkan bir sonucu muydu yoksa gerçekliğin yapısında var olan bir oluşum mu?

Nobel fizik ödülü
Penrose’un 1965’teki çalışmasına eklediği illüstrasyon, kara delik oluşumu sırasındaki gravitasyonel çöküşü tasvir ediyor.
Roger Penrose, Physical Review Letters, American Physical Society

Bu sorunun cevabı Penrose’dan geldi. Ona 55 yıl sonra Nobel Fizik ödülünü kazandıracak çalışmasını yayımladığında, yeterince yoğun olan yıldızların kaçınılmaz olarak bir tekillik oluşturacağını göstererek kara deliklerin varlığını teorik anlamda kanıtlamıştı. Aynı analizin tüm evren için de uygulanabileceğini söyleyen Penrose, Stephen Hawking ile birlikte büyük patlamanın da bir tekillikten meydana geldiğini göstermiş oldu.

Ödülün diğer ortakları, Andrea Ghez ve Reinhard Genzel ise, galaksimizin merkezinde bir kara delik olduğunu kanıtladıkları çalışmalarıyla hak ettiler Nobel Fizik ödülünü. İlk olarak 1974’deki gözlemlerle Samanyolu’nun merkezinde çok parlak bir gök cismi olduğu keşfedilmişti. Sagittarius A ismi verilen bu cisim için 90’lı yıllarda çalışmaya başlayan Ghez ve Reinhard’ın gözlemleri, galaksinin merkezinde süper ağır gök cisimleri olduğunu doğrulamıştı, ancak bunların kara delik olduğu hakkında net bir kanıt yoktu ellerinde.

Sagittarius A’nın yakın çevresindeki yıldızların yörüngelerini inceleyen araştırmacılar, “Eğer Sagittarius A bir kara delikse, kara deliğin kütle çekimi bu yörüngeleri nasıl etkilerdi?” şeklinde bir model geliştirdiler. Sonuçta elde edilen gözlemsel veriler, Sagittarius A’nın süper kütleli bir kara delikten başka bir şey olamayacağını gösteriyordu. Ghez ve Genzel’in çalışmaları sayesinde, galaksimizin merkezinde 4 milyon Güneş kütleli bir kara deliğin var olduğunu da öğrenmiş olduk.

Kaynaklar: 1, 2

Editör: Cansu Köse