Nerede olursak olalım, zaman bir kara delikte durmaz. Her yerde olduğu gibi normal bir şekilde akar. Görelilik teorisi zamanın akışını etkiler, ancak onu durdurmaya yetmez. Sıradan uzay-zamandan farklı olarak, geçmişi ve geleceği tanımlayan ışık konileri, olay ufkuna ve tekilliğe doğru eğilir. Bir kara delikten çıkmak istiyorsanız, zamanda geriye gitmeniz gerekecek.
Zaman Genişlemesi Teorisi
Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi, yerçekimi alanlarında zamanın diğer bölgelere göre daha yavaş geçtiğini belirtir. Etki, yerçekimi alanı daha güçlü olduğunda daha belirgindir, bu da yüksek binaların tepesinde ve altında zamanın geçişini ölçmeyi mümkün kılar. Aslında, deniz seviyesindeki atomik saatler, yüksek bir yapının tepesine yaklaştıkça birbirinden uzaklaşır. Benzer şekilde, aşırı yerçekimi alanları, kara deliklerin yakınında zaman genişlemesine neden olur. Sonuç olarak, zaman olay ufkunda tamamen durmuş gibi görünüyor.
Bu, zaman genişlemesinin kara deliklere düşen nesneler üzerindeki etkisinin aynısıdır. Uzay gemisi olay ufkuna yaklaştıkça top halkası kara deliğin merkezine doğru düşmeye başlayacak. Olay ufkunun dışındaki gözlemciler düşen nesneleri göremezler, bu nedenle onlar alternatif bir gerçeklikteymiş gibi görünürler. Dairesel top halkası daha sonra kara deliğin merkezine doğru düşecektir.
Bir kara delik son derece yoğundur, bu nedenle bir nesnenin kütlesi yeterince büyükse, çok fazla enerji içermesi gerekir. Einstein, karadelikten kaçmak için fotonların fazladan iş yapması gerektiğini öne sürdü. Ancak bu iddianın doğrudan bir kanıtı yoktur, dolayısıyla bir teoridir. Ancak kara deliğin “iç”ini düşünürsek, bir fotonun harcadığı enerjiyi hesaplayabiliriz.
Bu çok popüler bir uzay ve zaman modelidir. Bu teori, bir kara deliğin yerçekimsel gelgitlerinin nesnelerin parçalarının küçülmesine neden olacağını ve hatta insanların parçalanabileceğini öne sürüyor. Bir kara delik, en küçük parçacıkların diğer nesnelerden daha fazla ve daha hızlı düşmesine neden olur. Bu fenomene yerçekimi gelgiti denir ve kara deliğe yaklaştıkça büyür.
Teorisyenler, bir kara deliğin, yörüngesinde dönen uzay araçları için zamanın geçişini yavaşlattığına inanıyor. Kara deliğin kendisinin diğer yıldızlara ve galaksilere seyahat etmesi zaman alacağından, bu mantıklı bir sonuçtur. Etki, özellikle bir kara deliğin içinden geçen nesneler için zamanın geçişini yavaşlattığı olay ufkunda derindir. Bununla birlikte, iki nokta arasındaki mesafeler eşit olsaydı, zaman genişlemesi daha az fark edilirdi.
Kara Deliğe Düşen Nesneler
Einstein’ın görelilik kuramına göre, bir kara deliğe düşen nesneler, düştükçe zamanı durduruyormuş gibi görünür. Bunun nedeni, zamanın akışının düşen nesneyi kara deliğin içine çekmesidir. Bir gözlemci olarak, yavaş bir saat göreceksiniz, uzaktaki biri ise hızlı bir saat görecektir. Ancak bir kara deliğe doğru düşerken farklı bir saat göreceksiniz ve ne kadar hızlı olursanız olun düşen nesneleri kökenlerine göre sıralayamayacaksınız.
Bir kara deliğe düşmek size tüm geleceği görmezken, evrende ileride neler olduğuna dair bir fikir verecektir. Merak ediyorsanız, kara deliğe düşen bir uzay gemisinin yörüngesini gösteren bir film izleyebilirsiniz. Kara deliğe düşen bir uzay gemisi ufuktan kaçamayacaktır. Aslında, yüksek enerjili bir bölgedeyse kara deliğin içine düşecektir.
Bir cismin kara deliğe düşmesi için geçen süre boyunca kaçmaz. Maddenin evrendeki tek yeri olan bir tekillik içinde ezilirdi. Parçacıklar sonunda kara delikten dışarı sızacak ve ince bir parçacık gazı olarak evrene geri dönecekti. Sonunda, bu, evrendeki her nesneye olacak ve fırlatılan parçacıklardan başka hiçbir şeyimiz kalmayacaktı.
Başka bir deyişle, kara deliğe düşen nesneler zamanı durdurur. Kara deliğe düşen bir cismin kaçış hızı cismin kütlesi ile orantılıdır. Bu nedenle, bir nesne bir kara deliğe ne kadar yakın düşerse, o kadar fazla kuvvet uygulaması gerekir. Ancak bu kuvvet cismi sabit tutmak için yetersizdir. Bunun nedeni, nesnenin kütlesinin mesafe ile artmasıdır. Bu nedenle, sabit kalması için ne kadar kuvvet gerektiğini bilmek zorunludur.
Bir kara deliğe düşen bir nesnenin enerjisi sonunda ışık olarak ya da bir jet şeklinde göreli bir çıkış olarak kaçacaktır. Benzer şekilde, kara delik de olay ufkunu geçmesini sağlayan madde ve radyasyon için kütle kazanacaktır. Bu nedenle, kara deliğe düşen bir nesne Dünya’ya göre sabitken kütle kazanacaktır. Kara deliğe düşen cisimlerin kütlesi, içine düşen cisimlerin kütlesi ile orantılıdır.
Işık Hızından Daha Hızlı Hareket Eden Cisimler
Referans çerçevesi belirlenmeden ışık hızı hesaplanamaz. Aksi takdirde, bu denklemler çalışmayacaktır. Genel görelilik, kara delikleri, ışığı hapsedecek ve sanki bir deliğe düşüyormuş gibi gösterecek yeterli eğriliğe sahip uzay-zaman bölgeleri olarak açıklar. Kaçan ışık, kara delikten kaçamadığı için başka bir yöne gitmeye zorlanır.
Son gözlemler, bir kara deliğin yoğun yerçekiminin, yıldızların ışık hızına yaklaşan hızlarda hareket etmesine neden olabileceğini göstermiştir. Ayrıca diğer galaksilerdeki kara deliklere kütleçekimsel olarak bağlı olabilirler. Aslında bu yıldızlar süper kütleli bir kara deliğe yaklaştıklarında ışık hızına ulaşmış olabilirler. Fakat bu hızlara nasıl ulaşıyorlar? Bu araştırma, soruyu cevaplamak için çalışan gökbilimciler tarafından yürütülüyor.
Bir kara deliğe düşmesi durumunda, nesne herhangi bir uzunluk daralması veya zaman genişlemesi yaşamayacaktır. Eskisi gibi hızla düşer, olay ufkundan geçer ve kısa sürede tekilliğe girerdi. Bu arada, kara deliğin dışındaki zaman hızlanacak ve sonsuza dek geleceğe gidecekti. Bu nedenle karadelikte ışık hızından daha hızlı hareket eden cisimlerin olup olmadığı sorusu tartışılmıştır.
Bilim adamları, M87*’nin jetinde radyo ve optik dalga boylarında hareket gördüler, ancak hareketi ışık hızına yakın hızda henüz doğrulamadılar. Bununla birlikte, bu hareketlere dalgalar, şoklar veya sonik patlamalar neden olabilir, ancak bu gözlemler kesin bir cevap vermez. Cevap fizik yasalarında yatıyor. Işık hızı evrensel hareketin sınırıdır. Gözlemciler, uzay ve zamanın kökeni hakkında daha fazla şey anlamak için bu büyüleyici fenomeni araştırmaya devam edecekler.
Chandra’nın X-ışını görüntüleme yeteneklerini kullanan araştırmacılar, bir kara deliğin jetinde iki X-ışını düğümü gördüler. Düğümler kara delikten 900 ve 2.500 ışıkyılı uzaklıkta. Görünür hareket hızları, ışık hızının 2,4 katıdır. Bu hız inanılmaz derecede hızlıdır ve gökbilimcilere gizemli deliğin gizemli çekirdeğinin içinde ne olduğuna dair bir ipucu verir.
Sözleşme Nesneleri
Gözlemciler bir kara delikte büzüşen nesneleri gözlemleyebilirler. Bir kara deliğe düşen gözlemciler, nesnenin kalınlığında bir daralma fark etmelidir. Bu fenomen mavi kayma olarak bilinir. Işık hızı kara deliğin olay ufkuna ulaştığında olur. Bu şekilde kara deliğin kalınlığı düşen gözlemci yönünde azalmalıdır.