“Bir, ayaklarınızın altına değil, yıldızlara bakmayı unutmayın. İki, çalışmayı asla bırakmayın. Çalışmak size bir anlam ve amaç verir, bunlarsız bir hayat boştur. ”  Stephen Hawking

Stephen Hawking 76 yıllık hayatı boyunca bilim dünyasına büyük hizmetlerde bulunmuş, sayısız eser kazandırmıştır. Onun en büyük keşiflerinden birisi de sonsuz yoğunluktaki kozmik canavarlar olan kara deliklerin bir son kullanma tarihi olduğunu matematiksel olarak kanıtlamasıdır. 20. yüzyılın son çeyreğine girildiğinde bilim insanları kara delikleri ölümsüz gök cisimleri olarak görüyorlardı çünkü bir kara deliğe düşmemek için ışık hızından daha hızlı olmak gerekir ve genel görelilik teorisi buna asla izin vermez. Genel görelilik teorisine göre olay ufkundan ışık dahil hiçbir şey kaçamaz böylece kara delikler ne enerji kaybeder ne de kütle kaybederler.
1975 yılında Stephen Hawking kara deliklerinin tamamen karanlık olmadığını aksine ışınım yaydıklarını iddia etti. Hawking kara delikler konusunda kreatif bir tutum sergiliyordu diğer bilim insanları gibi yalnızca genel görelilikten yararlanmıyor ve çalışmalarında kuantum fiziğinin etkilerini de göz önünde bulunduruyordu. Burada Hawking ışımasının daha iyi anlaşılması amacıyla kuantum fiziğiyle ilgili birkaç bilgi vermek zorundayım.

kara delik

Kuantum Dalgalanmaları

Kuantum mekaniğine göre bütün uzay , sanal parçacık ve karşı-parçacık çiftleriyle doludur. Bunlar sürekli çiftler halinde maddeleşirler, ayrılırlar ve sonra tekrar bir araya gelerek birbirlerini yok ederler. Bu kavram, boşluğun(uzayın) hiçbir zaman tamamen boş olmadığı fikriyle ilişkilidir. Kuantum dalgalanmaları ismi verilen bu etki sonucunda çok kısa bir süre için olsa da, parçacıkların kendiliğinden var olma olasılıkları vardır. Bu var olma ve yok olma durumları her zaman karşıt özelliklere sahip parçacık çiftleriyle gerçekleşir. Bu parçacıklar sanal parçacık olarak adlandırılırlar çünkü doğrudan gözlemlenemezler yalnızca dolaylı etkileri ölçülebilir.

Hawking Işınımı Nasıl Gerçekleşir

Hawking ışınımı olarak adlandırılan süreç yukarıda bahsettiğimiz kuantum dalgalanmaları sonucunda sanal parçacık ve karşı-parçacık çiftlerinin oluşmasıyla başlar. Bu parçacık çiftleri normalde birleşerek birbirlerini yok edecekken bazen olay ufkunun yakınında oluşan parçacıklardan biri kara delikten uzaklaşırken diğeri kara deliğin içine düşebilir. Hawking’in keşfine göre kara delik olay ufkundan uzaklaşan parçacık pozitif yüklü olduğunda negatif enerjili olan parçacığı içine çekmesinden dolayı enerji kaybedecektir. Kara deliklerin enerji kaybetmesi demek kütle kaybedecekleri manasına da gelir çünkü hepimizin bildiği üzere E=mc2. Hawking’in bu keşfi kara deliklerinde bir ömrü olduğunu ve bütün kütlesini kaybettikten sonra buharlaşarak yok olacaklarını göstermiştir.

event horizon

Ayrıca Hawking teorisinde kara deliklerin yaydıkları enerjinin kütleleriyle ters orantılı olduğunu da söylemiştir. Yani kütlesi küçük olan kara delikler daha fazla ışıma yaparlar ve de daha sıcaktırlar. Hawking’in bu çıkarımı bir kara deliğin ışıma yaparak kütle kaybettikçe, sıcaklığının artacağı ve daha hızlı kütle kaybedeceği manasına da gelir. Büyük kütleli olan kara deliklerde ise Hawking ışıması ile gerçekleşecek olan kütle kaybı çok yavaş bir şekilde gerçekleşir. Öyle ki kütlesi Güneş’inki kadar olan bir kara deliğin ışıma yaparak yok olması yaklaşık 1067 yıl sürer.

Yazının son kısmında teorinin mimarı olan Stephen Hawking’den bir alıntı yapmanın yerinde olacağını düşünüyorum: ”Kara delik ışınımı fikri, 20.yüzyılın büyük kuramları olan genel görelilik ve kuantum mekaniğinin ikisine birden esaslı biçimde bağlanan bir öngörünün ilk örneği oldu. Var olan “Bir kara delik nasıl olur da bir şey yayabilir? ” yaklaşımını alabora ettiği için başlangıçta çok geniş bir muhalefetle karşılaştı. Yaptığım hesaplamaların sonuçlarını Oxford yakınlarındaki Rutherford-Appleton Laboratuvarındaki bir konferansta ilk açıkladığımda hiç kimse bana inanmadı. Ancak en sonunda insanların çoğu eğer genel görelilik ve kuantum mekaniği hakkındaki fikirlerimiz doğruysa, kara deliklerin ışınım yayması gerektiği sonucuna vardı.” Hawking tekerlekli sandalyede oturmasına karşın  zihniyle uzayın sonsuzluğunda her yere ulaşmış, evrenin en büyük gizemlerinden olan kara deliklerin sırrını neredeyse tek başına çözmüştür.

Son olarak sayın okurlar: Ayaklarınıza altına değil, yıldızlara bakmayı unutmayın…

Kaynaklar:

1-Kara Delikler-Stephen Hawking

2-Kara Delikler ve Bebek Evrenler-Stephen Hawking