|Haberler/...


Hawking'in Son Makalesi: Kara deliklere Düşen Cisimlerin Enformasyonu Hakkında
Stephen Hawking'in son bilimsel makalesi, kariyeri boyunca kara deliklere düşen nesnelerin enformasyonuna ne olacağını anlamaya çalışırken yanında olan fizikçiler tarafından yayınlandı.
Teorik fizikçilerin "Enformasyon Paradoksu" dediği konuyu ele alan çalışma, Hawking'in geçtiğimiz Mart ayındaki ölümünden birkaç gün önce tamamlanmıştı. Çalışma şimdi, Hawking'in Cambridge ve Harvard'daki meslektaşları tarafından toparlanıp internette yayınlandı.
"Kara Delik Entropisi ve Yumuşak Saç" başlığını taşıyan makalenin yazarlarından, Cambridge'de teorik fizik profesörü olan Malcolm Perry, enformasyon paradoksunun 40 yıldan fazla bir süredir Hawking'in yaşamının merkezinde olduğunu söyledi.
Bulmacanın başlangıcı Albert Einstein'a kadar gidiyor. 1915'te Einstein genel görelilik teorisini yayınladı. Genel görelilik, maddenin uzay-zamanı bükmesiyle nasıl kütleçekim etkisinin oluştuğunu ve böylece gezegenlerin neden Güneş etrafında dolaştığını açıklayan önemli bir başarıydı. Bunun yanında, Einstein'ın teorisi kara delikler konusunda da önemli tahminlerde bulunuyordu. Örneğin bir kara deliğin sadece üç özelliğiyle tanımlanabileceğini söylüyordu: Kütle, Yük ve Spin.
Yaklaşık 60 yıl sonra Hawking sahneye çıktı. Ona göre, kara deliklerin diğer bir özelliği de sıcaklıktı. Ve sıcak nesneler uzayda ısı kaybına uğradığı için, bir kara deliğin nihai kaderi buharlaşıp yok olmak olacaktı. Ancak bu bir problemdi. Çünkü kuantum dünyasının kuralları, enformasyonun asla kaybolmayacağını söyler. Öyleyse bir nesne kara deliğin içine düştüğünde, içerdiği enformasyon -örneğin atomlarının çeşitleri ve dizilişleri- nereye gider?
"Mesele şu", diyor Perry: "Bir şeyi bir kara deliğe attığınız zaman yok olmuş gibi gözükür. Eğer kara deliğin kendisi de bir süre sonra ortadan kayboluyorsa, içeri düşen nesnenin enformasyonu nasıl geri elde edilebilir?"
Makalede, Hawking ve meslektaşları enformasyonun en azından bir kısmının nasıl korunabileceğini gösterdiler. Bir nesne kara deliğin içine düştüğü zaman, kara deliğin sıcaklığı değişir. Bununla beraber, düzensizliğin ölçüsü olan entropi de sıcaklık arttıkça artar.
Cambridge'den Sasha Haco ve Harvard'dan Andrew Strominger'in de içinde bulunduğu fizikçiler, bir kara deliğin entropisinin, olay ufkunu -ışığın yoğun kütleçekiminden kaçamadığı sınırı- çevreleyen fotonlar tarafından kaydedilebileceğini gösterdiler. Bilim insanları bu foton parıltısına "yumuşak saç" adını verdiler.
Perry: "Bu makalenin yaptığı şey 'yumuşak saç'ın entropiyi açıkladığını göstermektir. Yumuşak saç gerçekten de doğru şeyi yapmaktadır." Ancak bu, enfromasyon paradoksunun sonu değil. "Hawking entropisinin kara deliğin içine düşebilecek her şeyi temsil edebileceğinden emin değiliz, yani bu çalışma yoldaki bir adım sadece. Ama oldukça iyi bir adım, gerçi daha çok çalışılması gerekiyor."
Perry ve meslektaşlarının şimdi öğrenmeleri gereken şeyler arasında, entropiyle ilişkilendirilen bilginin yumuşak saçta fiziksel olarak nasıl tutulduğu ve karadelik söndüğünde bu bilginin nasıl geride kaldığı var.
Perry: "Eğer içeri bir şey atarsam, o nesne ile ilgili bilginin tamamı olay ufkunda depolanır mı? Enformasyon paradoksunun çözülebilmesi için gereken şey bu. Eğer bilginin yarısı veya %99'u depolanıyorsa bu, paradoksu çözemediğimiz anlamına gelir. Bu çalışma çözüme doğru bir adım, ancak kesinlikle cevabın tümü değil. Şimdi önümüzdeki bulmacalar birazcık eksilse de gerçekten kafa karıştırıcı meseleler var."
Hawking'in eski öğrencisi Southampton Üniversitesinde teorik fizik profesörü olan Marika Taylor:
"Bahsettiğimiz entropinin mikroskobik kökenini anlamak son 40 yılın en büyük mücadelelerinden biri oldu. Entropinin temsil edildiği, altta yatan kuantum durumları nelerdir? Bu makale kara deliklerin entropisini olay ufkundaki simetrilere dayanarak anlamanın bir yolunu ortaya koyuyor. Yazarlar birçok karmaşık varsayımda bulunmak zorunda kalmış ve sonraki adım bu varsayımların geçerli olduğunu ispatlamak olacak."
Einstein'in okulu Princeton İleri Araştırmalar Enstitüsünden teorik fizikçi Juan Maldacena: "Hawking kara deliklerin sıcaklığa sahip olduğunu buldu. Sıradan nesneler için sıcaklık, sistemi oluşturan mikroskopik elemanların hareketiyle ilişkilidir. Örneğin, havanın sıcaklığı moleküllerin hareketine bağlıdır: ne kadar hızlı hareket ediyorlarsa hava o kadar sıcaktır. Kara delikler için bu elemanların neler olduğu ve olay ufkuyla ilişkili olup olmadıkları açık değil. Özel simetrilere sahip bazı fiziksel sistemlerde, termal özellikler bu simetrilere bağlı olarak hesaplanabilir. Bu makale kara delik ufkuna yakın bu türden simetrilerden birinin var olduğunu gösteriyor."
Güncelleme: 28/12/2018
Kaynak: Ian Sample, "Stephen Hawking's final scientific paper released", theguardian.com, çev. Günhan Bozok, yaklasansaat.com, 10/10/2018.