Fraser “Bir Uzay Adamı Sorar” Dr. Paul Matt Sutter - kara deliklerin tekillikleri dediğimizde neden Big Bang'e tekillik diyoruz?
Evren tesadüflerle doludur. Veya Pac Man Bulutsusu'nun veya Sihirbaz Bulutsusu'nun şekli. Ya da Force Awakens'in ve diğer tüm Star Wars filmlerinin hikayesi gibi, tesadüfler her yerdedir.
Ama burada oldukça garip bir tesadüf var ve bunun Evrenin kendisinin doğasıyla ilgili olması gerekiyor. Benimle birlikte takip edin.
Bu kanalda birçok kez ele aldığımız bir konu olan kara delikleri düşünelim. Videolarımızdan yeterince izlediyseniz, karadeliğin madde ve enerjinin o kadar yoğun bir şekilde ezildiği, yerçekimi kaçış hızının ışık hızını aştığı bir alan olduğunu bilirsiniz.
Kara deliklerin ne kadar büyük olduğunu bilmiyoruz, ancak tekillik olarak bilinen sonsuz yoğun bir bölgeye ezilmeleri mümkündür.
Tekillik, tekillik… bu kelimeyi daha önce nerede duyduk? Ray Kurzweil ve teknolojik tekil mürettebat ekibi dışında.
Bu kelime, Evrenin oluşumunu tartıştığımızda ortaya çıkar; büyük patlama. Başlangıçta, 13.8 milyar yıl önce, tüm Evrendeki her şey sonsuz yoğunluklu bir bölgeye ezildi. Ve sonra, bir saniyenin bir kısmında, her şey dışa doğru genişledi.
Gökbilimciler, bu sonsuz yoğunluk bölgesine Big Bang tekilliği diyorlar.
Bu sadece bir tesadüf olamaz, değil mi? Aynı kelime. AYNI SÖZCÜK!
Big Bang tekilliği gerçekten büyük bir kara delik tekilliği miydi? İçinde Evrenin tüm kütlesinin bulunduğu bir kara delik mi?
Kabul edeceğim, bu soru benim payımın biraz ötesinde. Bilimi tam olarak açıklamak için bir zil sesi getireceğimi düşündüm. Paul Matt Sutter, Ohio Eyalet Üniversitesi ve Trieste'nin Astronomi Gözlemevi'nde astrofizikçidir.
Paul kozmik boşluklarda uzmanlaşmıştır, aynı zamanda hem Big Bang hem de kara delikler hakkında çok şey biliyor. Pavlus'a Ask a Spaceman podcast setinde ulaştım ve bu zinger'i ona fırlattım.
Hey Paul, Büyük Patlama'yı oluşturan tekillik ile kara delik tekilliği arasındaki fark nedir?
1. Tüm Evren gerçekten büyük bir kara delikten mi başladı?
Paul: Teşekkürler Fraser. Yani, tekilliklere baktığımızda, tekilliliğin ne olduğunu akılda tutmak önemlidir. Tekillik, sonsuz yoğunluklu bir yerdir ve bu gerçekten bir şey değildir. Bu sadece bir şeyi tanımlamak için kullandığımız matematiğin parçalandığı anlamına gelir. Neler olup bittiğini hesaplamaya çalıştığımızda cevaplarımızda sonsuzluklar varmış gibi. Bildiğimiz kadarıyla, bu tür şeyler, matematikteki bu bozulmalar iki yerde gerçekleşir. Biri, bir şeyin artık matematikle takip edemeyeceğimiz kadar çok sıkıştırıldığı bir kara deliğin merkezindedir ve diğer zaman, tüm evren bu kadar küçük bir hacme dönüştüğünde çok erken evrendedir. öyle yüksek yoğunluklarda artık matematiği takip edemeyiz. Tek ortak noktaları bu - tekillik var, yani matematiği artık yapamayız.
Paul: Aynı şekilde olmalarına rağmen çok ama çok farklılar. Bir kara delik tekilliği uzay-zamandaki bir noktadır - evrende yaşıyor ve işaret edebilirsiniz - tam orada, orada veya orada gibi bir tekillik var. Büyük evrende yerleşik olan evrenin bir parçası, oysa Big Bang tekilliği tüm evren. Tüm evrenin, matematikimizin artık onu takip edemeyeceği inanılmaz derecede yüksek yoğunluklarda sıkıştırıldığı farklı bir şey.
2. Erken evren neden sadece karadeliğe çökmedi?
Paul: Ah, bu çok güzel bir soru, Fraser. Erken evrendeki bu inanılmaz yüksek yoğunlukları düşünüyorsunuz ve bunun neden bir kara delik gibi davrandığını ve sonsuz yoğun bir noktaya çöktüğünü merak etmek doğaldır - neden genişlemeye zahmet ediyorsunuz? Ve burada, erken evrenden ne kadar farklı kara deliklerin olduğunu hatırlamak önemlidir. Her iki durumda da, genel göreliliği kullanıyoruz - bunlar yerçekimi yasaları - bu sistemlerin yasalarını yönetiyorlar. Ancak farklı senaryolarda aynı denklem setini kullanıyoruz. Onları farklı şeyleri tanımlamak için kullanıyoruz. Bir kara delik, Einstein’ın genel görelilik denklemlerine özel bir çözümdür ve bu çözüm “Bir sürü şeyi oraya götürür ve inanılmaz derecede yüksek yoğunluklara sıkıştırırsam” sorusunu sormaktan kaynaklanır. Cevap, bir olay ufku ile çevrili bir tekillik elde etmenizdir. Bu, senaryonun matematiğine özel bir çözüm kümesidir.
Paul: Ama erken evrende farklı bir çözümümüz var - farklı bir şey oluyor. Farklı bir evren. Kara delik çözümü statiktir - sabittir, zamanla değişmez. Bu matematikte bir varsayım. Fakat erken evrende işler değişiyor. Erken evrene genel görelilik uyguladığımızda cevaplamaya çalıştığımız farklı bir dizi soru “Tüm evreni bir sürü şeyle eşit olarak doldurursam, tüm evren ne yapar?” Bu, kara delikler hakkında sorduğumuz sorudan farklı bir soru ve bu yüzden farklı bir cevap alıyoruz. Bu yüzden inanılmaz derecede yüksek yoğunluğa, onu tanımlayan matematiksel çözüme sahip olsak da, evrenin zaman evrimini tanımladığımızdan, kara delik bitleri için aldığımızdan farklı cevaplar alıyoruz. Ve erken evrene gelince - bir sürü şeyle eşit olarak doldurduğunuzda ve evrene ne olduğunu sorduğunuzda, sadece iki cevap var. Ya evrendeki şeyler, şeylerin çökmesine ve daralmasına neden olur ya da evrendeki şeyler evrenin genişlemesine neden olur. Ve bu, evrenin neyden oluştuğuna bağlıdır ve evrenin onu genişleten türden şeylerden yeterince kullanışlı olduğu ortaya çıkmaktadır. Burada önemli olan evrim bileşenidir - erken evrende olanlar ile karadelikte olanlar arasındaki farkı belirler.
3. Erken Evrendeki kara delikler bu kadar yüksek yoğunluklara sahip olduğundan oluşabilir mi?
Paul: Ah evet, çok zeki Fraser. Bununla nereye gittiğini görüyorum. İnanılmaz derecede yüksek yoğunluklarla, belki de evrenin küçük bir parçasının sıkıştığını ve bir kara delik açtığını merak ediyorsunuz. Belki o erken mikrosaniye. Ve neden bu kara delik evrenin geri kalanını tüketmek için genişleyemedi? Ve buradaki anahtar yoğunluk ile ilgili değil, yoğunluktaki farklarla ilgili. Bir kara deliği benden ayıran şey, benden çok daha yoğun olması ya da en azından umarım. Kara delik yapan da bu. Çevresinden çok daha yoğun. Ancak bu kara delik formunu yapmak için, cebinizde olduğu gibi, ekstra gaz bulutu veya yıldız gibi, normalden biraz daha yüksek bir yoğunluğa sahip olmak zorundasınız. Sonra yerçekimi çalışabilir ve bir kara deliğe yol açan yerçekimi çöküşünü elde edene kadar daha fazla şey, daha fazla şey ve daha fazlasını çekmeye başlayabilir.
Paul: Ama erken evrende her şey tekdüzeydi. Yerçekimi açısından fark yoktu. Evet, inanılmaz derecede yüksek yoğunluktaydı, ancak oraya geri taşınabilseydiniz ve gerçekten hayatta kalabilseydiniz, herhangi bir yerde herhangi bir yerçekimi çekmesi hissetmezsiniz çünkü her yön aynı yoğunluktadır. Her yöne aynı miktarda şeyle çevrilisiniz - yerçekimi yok. Her şey birbirini iptal eder. Yani bir karadeliğin oluşması için bir fırsat yoktur, çünkü evrendeki herhangi bir nokta diğerinden daha yoğun değildir, bu nedenle tüm yerçekimi iptal edilir ve hiçbir şey alamazsınız. Kara delik yok - evrenin evriminde çok daha sonraya kadar sahneye çıkmıyorlar ve o zamana kadar evren çok büyük, kara delikler genel evrimi etkileyemez.
4. Şu anda evren genişliyor - bir gün çökecek mi?
Paul: Evet, birçok astrofizikçi ve kozmolog bu on yıl önce endişeleniyor - evet, belki evrenin şimdi genişlediğini düşündük, ama belki biraz fazla şey var - belki bu genişleme yavaşlayacak, duracak ve sonra tersine döndükten sonra, Big Bang'in tam tersi bu devasa büyük çatırtı senaryosuyla sonuçlanırdık.
Paul: Ama ortaya çıkıyor, karanlık enerji burada ve karanlık enerji evrenin genişlemesini hızlandırıyor, bu yüzden sadece evren her geçen gün daha da büyüyor, her geçen gün daha da hızlanıyor. Ve bu, biraz berbat.
Bu oldukça açık ve kapalı görünüyor, ancak bu yolculukta daha fazlası var. Tüm Evrenin kütlesini ve enerjisini alıp bir kara deliğe dönüştürürseniz, Evrenin kendisiyle neredeyse aynı yoğunluğa ve gözlemlenebilir Evrenden daha büyük bir olay ufkuna sahip olurdu.
Yani bu aslında bir karadeliğin içinde yaşadığımız anlamına mı geliyor? Farkı söyleyebilir miyiz?
Podcast (ses): İndir (Süre: 5:13 - 4.8MB)
Abone ol: Apple Podcast'leri | Android | RSS
Podcast (video): İndir (Süre: 5:35 - 66.3MB)
Abone ol: Apple Podcast'leri | Android | RSS
