Yani bir kara deliğe atlamak üzeresiniz. Her şeye rağmen - bir şekilde hayatta kalabilmeniz için ne beklenebilirdi? Nereye gidersiniz ve geri dönüşünüzü yaymayı başarırsanız hangi masallaştırıcı masalları yeniden düzenleyebilirdiniz?
Tüm bu soruların basit cevabı, Profesör Richard Massey'in "Kim bilir?" Durham Üniversitesinde Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü'nde Kraliyet Cemiyeti araştırma görevlisi olarak Massey, kara deliklerin gizemlerinin derinlemesine çalıştığının tamamen farkındadır. "Bir olay ufkundan düşmek, kelimenin tam anlamıyla perdenin ötesine geçiyor - birisi onu geçtikten sonra kimse bir mesaj geri gönderemezdi" dedi. "Muazzam yerçekimi ile parçalara ayrıldılar, bu yüzden düşen herkesin herhangi bir yere ulaşacağından şüpheliyim."
Bu hayal kırıklığı yaratan ve acı veren bir cevap gibi görünüyorsa, o zaman beklenmelidir. Albert Einstein'ın genel görelilik teorisinin, uzay-zamanı yerçekimi eylemiyle ilişkilendirerek karadelikleri öngördüğü düşünüldüğünden, karadeliklerin küçük, yoğun bir kalıntı çekirdeğin arkasında kalan büyük bir yıldızın ölümünden kaynaklandığı bilinmektedir. Bu çekirdeğin kabaca güneş kütlesinin üç katından daha fazla olduğu varsayılarak, yerçekimi, kara deliğin sonsuz yoğun çekirdeği olduğu anlaşılan tek bir noktaya veya tekilliğe düşecek kadar büyük ölçüde boğulur.
Ortaya çıkan ıssız kara delik, ışığın bile önleyemeyeceği kadar güçlü bir çekim kuvvetine sahip olacaktır. Öyleyse, kendinizi olay ufkunda bulursanız - Alman astronom Karl Schwarzschild'in önerdiği gibi ışığın ve maddenin sadece içeriye geçebileceği nokta - kaçış yoktur. Massey'e göre, gelgit kuvvetleri vücudunuzu atom ipliklerine (veya bilindiği gibi 'spagettifikasyon') indirgeyecek ve nesne sonunda tekillikte ezilecektir. Bir yerde - belki de diğer tarafta - dışarı çıkabileceğiniz fikri tamamen fantastik görünüyor.
Bir solucan deliğine ne dersin?
Yoksa öyle mi? Yıllar boyunca bilim adamları, karadeliklerin diğer galaksilere solucan delikleri olabileceği olasılığını araştırdı. Hatta bazılarının önerdiği gibi, başka bir evrene giden bir yol bile olabilirler.
Böyle bir fikir bir süredir etrafta dolaşıyor: Einstein 1935'te uzay-zamanda iki farklı noktayı birleştiren köprüler kurmak için Nathan Rosen ile bir araya geldi. Fakat 1980'lerde fizikçi Kip Thorne - dünyanın biri Einstein'ın genel görelilik teorisinin astrofizik etkileri konusunda önde gelen uzmanlar - nesnelerin fiziksel olarak içinden geçip geçemeyeceği hakkında bir tartışma başlattı.
Massey, “Kip Thorne'nin solucan delikleriyle ilgili popüler kitabını okumak, beni çocukken fizik hakkında ilk kez heyecanlandıran şey” dedi. Ancak solucan delikleri var gibi görünmüyor.
Gerçekten de, Hollywood filmi Interstellar'ın yapım ekibine uzman tavsiyesini veren Thorne, "Evrenimizde yaşlandıkça solucan deliğine dönüşebilecek hiçbir nesne görmüyoruz" kitabında "Yıldızlararası Bilimi" (WW Norton ve Şirket, 2014). Thorne, Space.com'a bu teorik tünellerde yolculukların büyük olasılıkla bilim kurgu olarak kalacağını ve bir kara deliğin böyle bir geçişe izin verebileceğine dair kesin bir kanıt olmadığını söyledi.
Ama sorun şu ki, kendimizi görmeye yaklaşamıyoruz. Neden, bir kara deliğin içinde gerçekleşen hiçbir şeyin fotoğrafını bile çekemeyiz - eğer ışık büyük yerçekimlerinden kaçamazsa, o zaman hiçbir şey bir kamera tarafından yakalanamaz. Teori, olay ufkunun ötesine geçen her şeyin kara deliğe eklendiğini ve dahası, zamanın bu sınıra yakın bir şekilde çarpıştığı için, bu inanılmaz derecede yavaş gerçekleşecek gibi görüneceğini, bu yüzden cevapların hızlı bir şekilde olmayacağını ortaya koyuyor. önümüzdeki.
Harvard Üniversitesi'nde astronomi ve fizik profesörü Douglas Finkbeiner, "Standart hikaye, zamanın sonuna kadar gittiklerini düşünüyorum." Dedi. "Uzaktaki bir gözlemci, astronot arkadaşlarının karadeliğe düştüklerini görmeyecek. Olay ufkuna yaklaştıkça sadece daha kırmızı ve daha sönük olacaklar. Ama arkadaş, 'sonsuza dek' ötesinde bir yere düşüyor. Her ne demekse."
Belki bir kara delik beyaz bir deliğe yol açar
Kuşkusuz, karadelikler bir galaksinin başka bir kısmına veya başka bir evrene götürürse, diğer tarafta bunlara zıt bir şey olması gerekir. Bu beyaz bir delik olabilir - 1964'te Rus kozmolog Igor Novikov tarafından öne sürülen bir teori? Novikov, bir kara deliğin geçmişte var olan beyaz bir deliğe bağlandığını öne sürdü. Bir karadeliğin aksine, beyaz bir delik ışığın ve maddenin ayrılmasına izin verir, ancak ışık ve madde giremez.
Bilim adamları, kara ve beyaz delikler arasındaki potansiyel bağlantıyı keşfetmeye devam ettiler. Fiziksel Gözden Geçirme D dergisinde yayınlanan 2014 araştırmasında fizikçiler Carlo Rovelli ve Hal M. Haggard, "maddenin kara deliğe çöktüğü ve daha sonra ortaya çıkan sonlu uzay-zaman bölgesinin dışında Einstein denklemlerini karşılayan klasik bir metrik olduğunu iddia etti. bir süre delik. " Başka bir deyişle, tüm kara delikler yutulmuş olabilir ve kara delikler öldüklerinde beyaz delikler haline gelebilir.
Emdiği bilgiyi yok etmekten çok, bir kara deliğin çökmesi durdurulacaktı. Bunun yerine bilginin kaçmasına izin veren bir kuantum sıçraması yaşayacaktı. Bu durumda, 1970'lerde kuantum dalgalanmalarının bir sonucu olarak kara deliklerin parçacıklar ve radyasyon - termal ısı - yayma olasılığını araştıran eski Cambridge Üniversitesi kozmolog ve teorik fizikçi Stephen Hawking'in önerisine ışık tutacaktır. .
"Hawking bir karadeliğin sonsuza kadar sürmediğini söyledi," dedi Finkbeiner. Hawking, radyasyonun Fiziksel İnceleme D'de yayınlanan 1976 tarihli makalesinde açıklandığı gibi, bir kara deliğin enerji kaybetmesine, küçülmesine ve yok olmasına neden olacağını hesapladı, yayılan radyasyonun rastgele olacağı ve düştüğü hakkında hiçbir bilgi içermediğini göz önüne alarak, kara delik, patlaması üzerine bir sürü bilgiyi silecektir.
Bu, Hawking'in fikrinin kuantum teorisi ile çeliştiği anlamına geliyordu, bu da bilginin yok edilemeyeceğini söylüyor. Fizik, bilginin bulunmasının daha zor hale geldiğini belirtir, çünkü kaybolursa, geçmişi veya geleceği bilmek imkansız hale gelir. Hawking'in fikri 'kara delik bilgi paradoksuna' yol açtı ve uzun süredir şaşkın bilim adamlarına sahip. Bazıları Hawking'in yanlış olduğunu söyledi ve adamın 2004'te Dublin'deki bilimsel konferans sırasında hata yaptığını bile ilan etti.
Peki, korunmuş bilgi yayan ve beyaz bir delikten geri atılan kara delik kavramına geri dönüyor muyuz? Olabilir. 2013'te Fiziksel İnceleme Mektupları'nda yayınlanan Louisiana State Üniversitesi'nden Jorge Pullin ve Uruguay'daki Montevideo'daki Cumhuriyet Üniversitesi'nden Rodolfo Gambini, karadeliğe döngü kuantum yerçekimi uyguladı ve yerçekiminin çekirdeğe doğru arttığını ancak azaldığını ve plonlanmış olduğunu buldu. evrenin başka bir bölgesine giriyorsa. Sonuçlar, portal görevi gören karadelikler fikrine ekstra güven verdi. Bu çalışmada, tekillik mevcut değildir ve bu nedenle karşılaştığı her şeyi ezen aşılmaz bir engel oluşturmaz. Ayrıca bilginin kaybolmayacağı anlamına gelir.
Belki kara delikler hiçbir yere gitmez
Yine de fizikçiler Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski ve James Sully hala Hawking'in bir şey üzerinde olabileceğine inanıyorlardı. AMPS güvenlik duvarı veya kara delik güvenlik duvarı hipotezi olarak bilinen bir teori üzerinde çalıştılar. Hesaplamaları ile, kuantum mekaniği olay ufkunu devasa bir ateş duvarına dönüştürebilir ve temas eden her şey bir anda yanacaktır. Bu anlamda, kara delikler hiçbir yere varamaz çünkü içeri hiçbir şey giremez.
Ancak bu Einstein'ın genel görelilik teorisini ihlal ediyor. Olay ufkunu geçen bir kişi gerçekten büyük bir zorluk hissetmemelidir çünkü bir nesne serbest düşüyor olacak ve denklik ilkesine dayanarak, o nesne - ya da kişi - yerçekiminin aşırı etkilerini hissetmeyecektir. Evrenin başka bir yerinde bulunan fizik yasalarını izleyebilir, ancak Einstein'ın prensibine aykırı olmasa bile, kuantum alan teorisini zayıflatacak ya da bilginin kaybedilebileceğini önerecektir.
Belirsizliğin kara deliği
Bir kez daha Hawking'i öne çıkarın. 2014 yılında, bir olay ufkunun varlığından kaçındığı bir araştırma yayınladı - yani yanacak hiçbir şey yok - yerçekimi çöküşünün 'görünür bir ufuk' üreteceğini söyledi.
Bu ufuk karadeliğin çekirdeğinden uzaklaşmaya çalışan ışık ışınlarını askıya alacaktı ve bir süre daha devam edecekti. Yeniden düşüncesinde, görünen ufuklar, daha sonra çözülmeden ve serbest bırakılmadan önce madde ve enerjiyi geçici olarak korur. Bu açıklama en iyi, bilginin yok edilemeyeceğini söyleyen kuantum teorisine uyuyor ve eğer kanıtlanmışsa, her şeyin bir kara delikten kaçabileceğini gösteriyor.
Hawking, kara deliklerin bile olmayabileceğini söyleyerek ileri gitti. "Karadelikler, çekim alanının metastabil bağlı durumları olarak yeniden tanımlanmalıdır." Tekillik olmayacaktı ve görünen alan yerçekimi nedeniyle içe doğru hareket ederken, asla merkeze ulaşmayacak ve yoğun bir kitle içinde birleştirilmeyecekti.
Ve yine de yayılan hiçbir şey yutulan bilgi şeklinde olmayacaktır. Neyin ortaya çıktığını bakarak ortaya çıkan şeyleri anlamak imkansız olurdu, ki bu da kendi sorunlarına neden olur - örneğin, kendilerini böyle endişe verici bir konumda bulan bir insan için. Bir daha asla aynı şeyi hissetmezlerdi!
Kesin olan bir şey var ki, bu özel gizem uzun bir süre boyunca daha fazla bilimsel saati yutacak. Rovelli ve Francesca Vidotto geçtiğimiz günlerde karanlık maddenin bir bileşeninin buharlaştırılmış kara deliklerin kalıntıları ile oluşturulabileceğini ve Hawking'in kara delikler ve 'yumuşak saçlar üzerindeki kağıdının 2018'de serbest bırakıldığını ve sıfır enerjili parçacıkların nasıl kaldığını açıkladı geri dönüşü olmayan olay ufku - bilginin kaybolmadığını, ancak yakalandığını gösteren bir fikir.
Bu, fizikçi John Archibald Wheeler tarafından ifade edilen saçsız teoremi karşısında uçtu ve iki kara deliğin bir gözlemciye ayırt edilemeyeceği temelinde çalıştı, çünkü özel parçacık fiziği sahte ücretlerinin hiçbiri korunmayacaktı. Bu, bilim insanlarını konuşturan bir fikir, ancak kara deliklerin nereye gittiğinin cevabı olarak görülmeden önce gitmenin bir yolu var. Keşke birine sıçramanın bir yolunu bulabilirsek.
