Kara delikler, bilim adamlarının bir yüzyıldır anlamaya çalıştığı kozmolojik bilmecelerdir. Onları çözmenin en iyi yolu Event Horizon Teleskopu (EHT) yardımı ile oluşturulan proje olabilir. Projenin ayrıntılarına girmeden önce, astronomların ve bilim adamlarının kara delikler ile ilgili fikirlerini gerçekten görmeden nasıl ortaya çıkardıklarını anlayabilmemiz önemlidir. Kara delikler esasen görünmezler; hiç ışık yaymazlar. Ancak, Albert Einstein ve […]
Kara delikler, bilim adamlarının bir yüzyıldır anlamaya çalıştığı kozmolojik bilmecelerdir. Onları çözmenin en iyi yolu Event Horizon Teleskopu (EHT) yardımı ile oluşturulan proje olabilir. Projenin ayrıntılarına girmeden önce, astronomların ve bilim adamlarının kara delikler ile ilgili fikirlerini gerçekten görmeden nasıl ortaya çıkardıklarını anlayabilmemiz önemlidir. Kara delikler esasen görünmezler; hiç ışık yaymazlar. Ancak, Albert Einstein ve ilk kez 1915’te ana hatları çizilen genel görelilik teorisi ile, ‘geri dönüş noktası’ olmayan noktaya kadar zaman ve mekanı çözecek kadar büyük nesneler olduğunu belirtmiştir. Bu “nokta” ya da kara delik yarıçapında, yerçekimi o kadar güçlüdür ki hiçbir şey, ışık bile içerideki yerçekiminden kaçamaz. Bu nokta olay ufku olarak bilinir ve dünya çapındaki bilim adamlarının bir dizi güçlü radyo teleskopu kullanarak gözlemlemeye çalıştığı şey budur.
Birincisi 1971’de keşfedildiği gibi, kara deliklerin matematiksel bir anormallikten daha fazlası haline gelmesi, yarım asırdan fazla sürmüştür.
O zamandan beri, kara delikler hakkındaki bilgimiz çok büyüdü, ancak bu büyüme hala gökbilimcilerin istediği ölçüde değil. Örneğin, gökbilimciler farklı türdeki kara deliklerin olduğunu anlarlar: yıldızların oluşturduğu kara delikler, süper kütleli kara delikler ve ara kara delikler (IMBH’ler). Yıldızların oluşturduğu kara deliklerin tüm evrenin etrafına dağıldığı ve uzayda hareket ettiği düşünülmektedir. Süper kütleli kara delikler, en büyük kara delik türleridir ve birçok galaksinin merkezinde bulunur ve IMBH’lerin bir zincir reaksiyonunda çarpışan yıldızların ürünü olduğu düşünülmektedir.
Bir kara delik hakkında düşünmenin basit yolu, yerçekiminin o kadar güçlü olduğu o kadar yoğun bir bir alanda, nesnenin hiçbir şekilde o alandan kaçamaması. Ancak daha karmaşık olan cevap Einstein’ın ve Stephen Hawking gibi diğer birçok astrofizikçinin tespitleriyle geliyor. Einstein’ın teorisi, kara deliklerin uzay-zaman dokusunda kuyu yarattığını ve olay ufkunun ötesine geçtikten sonra meselenin kaçınılmaz olarak, sonsuz bir kütleyi barındıran “tekillik” noktası için hedeflendiğini belirtir. Madde bu noktanın ötesine geçmeden önce, özellikle süper kütleli kara deliklerde, madde ışık hızına yakın hızlarda seyahat edebilir. Bu bölgeler, radyo ve X ışınları kullanılarak görülebilen son derece enerjik emisyonlar yaratır. Einstein’ın genel görelilik teorisi ve kuantum mekaniği teorisi, parçacıkların yüksek hızdaki davranışlarının nasıl iç içe geçtiğini anlamaya çalıştığı alanlardır. Sadece bu bölgelere girerek bilim insanları eksik bağı bulmaya çalışabilirler.
Astrofizikçiler, karadeliklerin var olduğuna dair kesin kanıtlara sahipler. Örneğin, galaksilerin merkezinde, etrafımızdaki diğer tüm yıldızların yörüngelerinde olduğu gibi, Güneş’in kütlesinin milyarlarca katı olan bu çok büyük nesnenin var olduğu sonucuna varabiliriz. Einstein, genel görelilik teorisini, Güneş Sistemimizde olan şeyleri açıklamak için türetmiştir: Teoriyi bir bütün olarak evrene uygularken, işler umut verici görünmemektedir.
Bir kara deliğin görüntülenmesi zordur ve teknolojinin evrimi ve geniş teleskopların artan gelişimi sayesinde modern zamanlarda yalnızca bir umut ışığı sağlamıştır. Böyle bir başarıyı sağlamak için, gökbilimciler Yay Yolu A* (Sgr A*) ‘nın merkezinde bulunan süper kütleli kara deliği denemek ve görüntülemek için bir araya geldiler.
EHT hakkında anlamanız gereken en önemli şeylerden biri, bir resmin çözünürlüğünü veya netliğini arttırmak için teleskopunuzun boyutunu arttırmanız gerektiğidir. Teleskop ne kadar büyük olursa, şeyleri o kadar net görebilirsiniz: O halde soru, teleskopun galaksimizin merkezinde, örneğin milimetre dalga boylarında, kara deliğin fotoğrafını çekebilmesi için ne kadar büyük olması gerektiğidir?
Astrofizikçilerin yapabildiği şey, bir teleskop ağı oluşturmak ve aynı anda çok sayıda fotoğraf çekmek ve yapay Dünya boyutunda bir teleskop oluşturarak onları üst üste getirmek. Bu Çok Uzun Baseline Interferometry (VLBI) olarak bilinen bir tekniktir ve EHT resmi olarak 2012 yılında Global mm-VLBI Array (GMVA) projesi ile birlikte çalışmayı içeren Arizona Üniversitesi tarafından düzenlenen bir konferansın ardından işbirliğine başlamıştır. Bu konferansta, Şili’deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre/Array (ALMA), Almanya‘daki Radyo Teleskopu Effelsberg, İspanya’daki Yebes Gözlemevi, Batı Virginia’daki Yeşil Banka Teleskobu ve Çok Uzun Baseline Array (VLBA) gibi milimetre dalga boyu gözlemleriyle birçok teleskop tanıtıldı.
2017 yılının Nisan ayında, EHT projesi bir hafta boyunca çeşitli teleskopları birbirine bağlayan bir gözlem yaptı. Bu, sadece Sgr A* ‘yı değil, aynı zamanda 50 milyon ışıkyılı uzaklıktaki eliptik bir galaksinin M87’ nin merkezinde bir kara delik olan tarihi bir keşifti. Bu durum, dünyadaki bir gökbilim ekibi tarafından yıllarca süren yoğun çalışmanın sonucuydu, ama bu son değildi. Tüm verilerin, çok uzun zaman alan maksimum özenle işlenmesi gerekiyordu. Özellikle Güney Kutbu’ndan gelen veriler dijital olarak gönderilemiyordu. Bunun yerine, basılı kopyalar haline getirilmesi ve daha sonra şaşırtıcı derecede, Güney Kutbu’nu sık sık ziyaret etmemesi gereken bir kurye servisi aracılığıyla gönderilmesi ve varış yerine gönderilmesi gerekiyordu. Verileri teleskoptan iletmek aylarca sürdü.
Veriler işlenirken, gökbilimciler aynı zamanda bir kara deliğin nasıl görünebileceğini belirlemek için simülasyonlar da oluşturdular. Astrofzikçiler, Simülasyonlarda gördüğünüz en önemli şey, kara deliğin dışında çok sıcak olan ve çok fazla radyasyon yayan bir çok plazmadan bahsederler. Kara delik ortada. Etkili bir şekilde yanına giden ışığı yiyor ve bir siluet bırakıyor. Simülasyonlar, emisyonun ortasında bir delikle, etrafındakileri gösteriyor.
İnsanların çoğu odaklarını ‘Gargantua’ya bırakabilir; 2014 filminde gösterilen kara delik Interstellar, bilimsel doğruluk açısından yakın bir bilimkurgu. Aslında filmde Nobel ödüllü astrofizikçi Kip Thome, yapım ekibine Gargantua’nın neye benzeyeceğini gösteren simülasyonlar yaratmasına yardımcı oldu. Ancak üretimin, yeterince ‘seksi’ olmadığına karar verildi. Bu yüzden bazı bilimler görmezden gelindi. Ancak bu hidrodinamik simülasyonlar, astrofizikçilerin bize bildirdiği gibi son derece karmaşıktır: Çok fazla türbülans, çok fazla manyetik alan var. En iyi fizik anlayışımızı kullanmayı ve sonra bir kara deliğin nasıl görüneceğini tahmin etmeyi içeren, tahminlerimizin ne olduğu hakkında çok fazla kısıtlama yapmamızı isteyen, farklı boyutlarda gözlemlerimiz var.
Kaynak: digerblog.com