Kara deliklerin böyle davranmaması gerekiyor.

İki nötron yıldızı uzayda birbirine çarptığında, evrende güçlü bir sarsıntı yarattılar – bu, 2017’de bilim adamlarının Dünya’da tespit ettiği kütle çekim dalgalarıydı. Şimdi ise, bu kütle çekim dalga kayıtlarını gözden geçiren bir çift fizikçi, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinden alınan modeli ihlal edecek bir kara delik olduğuna dair kanıt bulduklarını düşünüyorlar.

Genel görelilikte kara delikler basit nesnelerdir: içinden hiçbir ışığın, enerjinin veya maddenin kaçamayacağı pürüzsüz olay ufuklarıyla çevrelenmiş sonsuz sıkıştırılmış tekillikler veya madde noktaları. Şimdiye kadar, kara deliklerden topladığımız her veri bu modeli destekledi.

Ancak 1970’lerde Stephen Hawking, kara deliklerin sınırlarının o kadar pürüzsüz olmadığını gösteren bir dizi makale yazdı. Bunun yerine, “Hawking radyasyonunun” kaçmasına izin veren kuantum mekaniğine bağlı bir dizi efekt sayesinde bulanıklaşıyorlardı.

O zamandan beri, bu pürüzsüz, mükemmel olay ufuklarının daha ince, daha parlak zarlarla değiştirilebileceği bir dizi alternatif kara delik modeli ortaya çıktı. Son zamanlarda, fizikçiler bu bulanıklığın özellikle yeni oluşmuş kara delikler etrafında yerçekimi dalgalarını yansıtacak kadar önemli ve bir kara deliğin oluşumu sinyalinde bir yankı üretmeye yetecek kadar yoğun olacağını tahmin ediyorlar. Şimdi ise, nötron yıldızı çarpışmasının ardından, iki fizikçi bu tür bir yankıyı bulduğunu düşünüyor. Nötron yıldızları birleştiğinde oluşan bir kara deliğin yankılanan bir zil gibi çaldığını ve basit kara delik fiziğini parçaladığını iddia ediyorlar.

Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nde fizikçi olan yardımcı yazar Niayesh Afshordi, yankı gerçek ise, bunun kuantum kara delikten kaynaklanıyor olabileceğini söyledi.

Afshordi, Live Science’a “Einstein’ın görelilik teorisinde madde büyük mesafelerde kara deliklerin etrafında dönebilir, ancak olay ufkuna yakın bir kara deliğe düşmelidir.” diye belirtti.

Bu nedenle, kara deliğin yakınında, yerçekimi dalgalarını yansıtan gevşek bir malzeme olmamalıdır. Afshordi, kendilerini madde halkalarıyla çevreleyen kara deliklerin bile olay ufuklarının etrafında boş bir bölgeye sahip olması gerektiğini söyledi.

Ayrıca, “Yankılarımız için beklediğimiz (ve gözlemlediğimiz) zaman gecikmesi ancak bazı kuantum yapılar, olay ufuklarının hemen dışındaysa açıklanabilir,” dedi.

Bu genel göreliliğin genellikle sarsılmaz olan tahminlerinde kırılma noktasıdır.

Bununla birlikte, mevcut yerçekimi dalga detektörlerinden gelen veriler gürültülüdür, uygun şekilde yorumlanması zordur ve yanlış pozitiflere eğilimlidir. Bir kara delik etrafındaki kuantum tüylerini yansıtan yerçekimi dalgası, tamamen yeni bir tür tespit olacaktır. Ancak Afshordi birleşmenin hemen sonrasında bu bulanıklığın yerçekimi dalgalarını yansıtacak ve mevcut detektörlerce görülebilecek kadar yoğun olması gerektiğini söyledi.

Pennsylvania’daki Villanova Üniversitesi’nde astrofizikçi olan ve bu makalede yer almamış Joey Neilsen bu sonucun, özellikle de yankılar birden fazla kütle çekim detektöründe görülebildiği için inandırıcı olduğunu söyledi.

Neilsen, Live Science’a “Bu, veriler içinde belirli tip bir sinyalin bilgisini arayıp bulduğunda ‘aha!’ demekten daha inandırıcı,” dedi.

Yine de yankıların gerçek olduğuna kesinlikle ikna olmadan önce daha fazla bilgi görmesi gerektiğini belirtti. Neilsen, makalenin bildirilen yankılara yaklaşık 30 saniye yakınlıktaki başka kütle çekimsel dalga tespitlerini hesaba katmadığını söyledi.

“Ağırlıklı hesaplamalarda verilerinizi nasıl seçtiğiniz çok hassas bir durum olduğundan ötürü, kesin bir yargıya varmadan önce tüm bu özellikleri anlamayı isterim,” diye ekledi.

MIT’de astrofizikçi olan Maximiliano Isi şüpheliydi. Live Science’a “Bu gruptan gelen bu yöndeki ilk iddia değil,” dedi. “Ne yazık ki diğer gruplar, ne kadar deneseler bile sonuçlarını tekrarlamayı başaramadı.”

Isi, aynı verilerde yankı bulamayan, bunlardan biri Haziran ayında yayınlanan ve “daha karmaşık, istatistiksel olarak sağlam bir analiz” olarak nitelenen bir dizi makaleye dikkat çekti. Afshordi, bu yeni makalesinin, daha zayıf yankıları tespit etmek için daha sağlam modeller ile önceki çalışmalardan çok daha hassas olma avantajına sahip olduğunu söyleyerek şöyle devam etti: “rapor ettiğimiz bulgu 100.000’den yaklaşık 2’sinde yanlış alarm şansı olduğu için (tartıştığım) düzinelerce aramada istatistiksel olarak en anlamlısı.”

Neilsen, yankı gerçek olsa bile bilim insanlarının hala ne tür egzotik astrofizik nesnenin bu fenomeni ürettiğini tam olarak bilmediklerini söylüyor ve şöyle devam ediyor: “Bu vakada ilginç olan şey, orijinal birleşmeden sonra ne olduğu hakkında hiçbir fikrimiz olmaması; hemen bir kara delik oluştu mu yoksa egzotik, kısa ömürlü bir ara nesne var mıydı?”

“Eğer artık madde birkaç saniye içinde çöken bir hipermasif nötron yıldızıysa buradaki sonuçlar anlaşılabilir, ancak burada öne sürülen yankı beni bu senaryonun gerçekleşmiş olduğuna ikna etmiyor.”

Isi, verilerde yankılar olmasının mümkün olduğunu söylüyor ki bu çok önemli olurdu. Fakat henüz ikna olmuş değil.

Neilsen, tüm verilerin kesin olmadığına bakılmaksızın, buradaki sonucun daha fazla araştırmaya değer bir şeye işaret ettiğini belirtti. “Astrofizik açısından balta girmemiş bölgelerdeyiz ve bu gerçekten heyecan verici,” dedi. Bu makale 13 Kasım 2019’da Journal of Cosmology and Astroparticle Physics’te yayınlandı.

 

Yazar: Rafi Letzler

Çevirmen: Başak Çetinbülüç

Kaynak: Live Science