Kara delikler bildiğimiz evrendeki en kompakt cisimlerdir. Sonsuz yoğunluktaki kozmik canavarlar olan kara delikler ışığın bile kaçamayacağı kütle-çekimine sahip bir yüzey oluştururlar. Oluşturdukları güçlü çekim kuvvetleriyle uzay-zaman dokusunu tek başına bükebilen hatta teoride uzay-zaman dokusunu yırtıp solucan deliği oluşturan bu muazzam gök cisimleri birer kara delik haline gelmeden önce güneşten 6-8 kat daha büyük bir kütleye sahip olan sıradan birer yıldızdılar. Bu yıldızların neden kara delik haline geldikleriyle ilgili en açıklayıcı tanımlardan birisi ise yazımızın konusu olan Schwarzschild yarıçapıdır.

süpernova, kara delik
Bir yıldızın ölümü: süpernova

Kara delik olması beklenen bir yıldız yaşam döngüsünün sonuna geldiğinde hidrojen yakıtını tüketerek hidrostatik dengesini kaybeder. Bunun sonucu olarak bütün gücüyle şiştikten sonra kendi içine çökerek içerisindeki yüksek derecede sıkışmış materyallerin patlaması sonucu bir kara delik haline gelir. Kara delikler, yıldızın içine doğru çökerken kendi kütlesi ile orantılı olan bir yarıçap sınırını geçmesi durumunda açığa çıkan güçlü bir patlama sonucunda oluşurlar. Bir yıldızının ömrünün sonunda kara deliğe dönüşüp dönüşmeyeceğini bu kütle-yarıçap oranı belirler. Bu yarıçap değeriyse Alman astrofizikçi Karl Schwarzschild tarafından geliştirilen bir formülle tanımlandığından dolayı Schwarzschild yarıçapı ismini almıştır.

Kara Delik Olmanın Sınırı

Bir yıldızın çembersel yarıçapı kütlesiyle orantılı, kendisine özgü Schwarzschild yarıçapından küçükse, yıldız bütün hidrojen yakıtını tükettiğinde yani yaşam döngüsünün sonuna geldiğinde kara deliğe dönüşür. Güneş benzeri ve güneşten küçük yıldızların ise yarıçapları Schwarzschild yarıçapından küçük olduğundan dolayı bu yıldızlar yeterince içe çökemezler ve kara delik ünvanını alamazlar.

Örneğin Güneş’in Schwarzschild yarıçapı 3 kilometredir. Yani Güneşi kara delik haline getirmek isteseydik onu 3 kilometrelik bir yarıçapa sıkıştırmamız gerekirdi. Fakat Güneş ömrünün sonunda genişleyerek içe çökse dahi kütlesinden dolayı bu 3 km sınırının altına inemez. Dünya için ise bu yarıçap değeri 9 milimetre. Biraz daha ileri giderek kendi kütleme(83kg) göre Schwarzschild yarıçapının ne olması gerektiğine baktığımda 1,233*10-25 metre olduğunu gördüm. Hatırlatmak isterim ki bir protonun yarıçapı kabaca 10*10-15 metredir. Peki bu kadar küçük ölçekte kara deliklerin oluşması mümkün müdür?

kara delik

Stephen Hawking’i tanınır kılan ilk çalışmalarından birisi evrenin erken dönemindeki mikro kara delikler(kuantum kara delikleri olarak da bilinir.) hakkındaydı. Hawking’in çalışmasında öne sürdüğü sav mikro kara deliklerin kuantum etkileri yüzünden kısa sürede buharlaşarak yok olacağı yönündeydi. Boyutlar çok küçük olduğundan mikro kara delikler üzerinde klasik fizik yerine kuantum fiziği etkin rol oynar ve işler burada biraz değişir. Bir kara delik küçüldükçe daha hızlı buharlaşır ve sıcaklığı da artar. Bu sebeple mikro boyutlardaki bir kara delik kararlı yapıda değildir ve bu boyutlarda bir kara delik oluşturmayız.

Önerilen Yazımız: Tarihe Geçen İlk Kara Delik Fotoğrafı Yayınlandı

Kaynaklar:

1-https://apod.nasa.gov/htmltest/gifcity/bh_pub_faq.html

2-http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/blkhol.html

3-Zamanın Kısa Tarihi, Stephen Hawking