Dünya’da Kara Delik Yaratan Var mı?

Popüler hayal gücüne göre kara delikler, çevrelerindeki her şeyi yutan doymak bilmez canavarlardır. Fizikçilerin, belki de Cenevre yakınlarındaki CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) gibi bir parçacık hızlandırıcının içinde kazara veya kasıtlı olarak bir tane oluşturabileceklerine dair ara sıra endişelerin olmasının nedeni budur. Böylesine karanlık bir canavar Dünya’nın kendisini yutar mıydı? Pek değil. Daha önce hiç kimse gezegenimizde bir kara delik yaratmadı. Ama birisi yapsa bile büyük bir tehdit oluşturmaz.

Gerçek dünyadaki kara delikler yalnızca korkutucudur, çünkü birine çok yaklaşırsanız kaçamazsınız. Ancak biri Dünya’daki bir laboratuvarda bir kara delik oluştursa bile, insan teknolojisinin sınırları özellikle tehlikeli bir şey yapmamızı engelleyecektir. Princeton Üniversitesi’nde teorik bir astrofizikçi olan Eliot Quataert, “Muhtemelen o kadar düşük kütleli olacaktır ki yerçekimi etkisi nispeten küçük olacaktır” diyor. “Aslında o kadar çok maddeyi yutmaz.”

Aslında, bir laboratuvarda bir kara delik yaratma olasılığı, bilim adamlarının aktif olarak peşinden koştuğu bir hedeftir ve bu, araştırmacıların kuantum mekaniği ve yerçekiminin doğası hakkında birçok temel soruyu yanıtlamasına olanak sağlayabilir.

Bir kara delik tipik olarak güneşimizden çok daha büyük bir yıldız öldüğünde oluşur. Böyle bir yıldızın dış katmanları muhteşem bir süpernova şeklinde dışa doğru patlarken, çekirdeği içe doğru çöker ve evrende bilinen hiçbir kuvvetin onu durduramayacağı kadar büyük bir güçle merkez noktasına doğru bastırır. Bu, yerçekimi o kadar güçlü ki, ışık hızında hareket eden bir şeyin bile pençesinden kaçacak kadar hızlı hareket edemediği, hayal edilemeyecek kütle ve yoğunluğa sahip atom altı bir noktayla sonuçlanır. Bu tür kara delikler evrende yaygındır.

Tabii ki, bir şey kara deliğe çok yaklaşmadığı sürece güvenlidir. Yalnızca olay ufku olarak bilinen kara deliği çevreleyen küresel bir sınır içinde, bir kişi veya nesne amansız bir şekilde içe doğru çekilir. Devasa kara deliklerin büyük bir olay ufku vardır; milyonlarca kilometre– oysa daha küçük olanlar, yalnızca onlarca kilometre genişleyen daha küçük olay ufkuna sahiptir. Bir laboratuvarda sadece yarım kilo ağırlığında bir kara delik yapabilseydiniz, bir protondan bir trilyon kat daha küçük bir olay ufkuna sahip olurdu.

LHC’nin bir kara delik yaratmasına ilişkin korkular, Einstein’ın özel görelilik kuramındaki kütlenin (M) ve enerji (E) değiştirilebilir – bu nedenle ünlü denklem E = mc²Neresi “C” ışık hızıdır. Bir süper çarpıştırıcı inanılmaz hızlarda (ışık hızına yakın) ve enerjilerde protonları birbirine çarptığı için, potansiyel olarak bir kara delik de dahil olmak üzere her türlü garip ve egzotik parçacık ortaya çıkabilir. Ancak mikroskobik bir olay ufkuyla bile bir kara delik yaratmak, milyar kat daha fazla enerji LHC’nin üretebildiğinden daha fazla. Ve böyle bir kara delik üretebilse bile, o nesne hızla enerji kaybeder ve göz açıp kapayıncaya kadar dağılır.

Tesis 2008’de açılmadan önce, bazı araştırmacılar, uzay-zaman dokusunun, kuantum fiziği ve yerçekimini tek bir teoride birleştirmenin olası bir yolu olan sicim teorisi altında varsayılanlar gibi ekstra boyutlara sahip olması durumunda bir kara deliğin ortaya çıkabileceğini varsaymıştı. Bunun nedeni, dört boyutlu evrenimizde (üç uzay ve bir zaman boyutuyla), yerçekiminin maddeyi bir kara deliğe sıkıştırmak için çok zayıf olmasıdır. Bununla birlikte, başka boyutlar varsa, yerçekimi bize göründüğü kadar zayıf olmayabilir, çünkü gücünün bir kısmı bu diğer garip boyutlara sızıyor olabilir. Böyle bir evrende, bir atom parçalayıcının içinde beliren bir kara delik çok daha olası hale gelir ve potansiyel olarak yerçekiminin doğasına dair kavrayışları açığa çıkarır. Princeton, NJ’deki Institute for Advanced Study’de teorik fizikçi olan Juan Maldacena, bu keşfin “LHC’de görebileceğiniz en tuhaf ve şaşırtıcı fiziklerden biri” olacağını söylüyor.

Fikir medya tarafından alındı ​​ve büyük bir sıçrama yarattı. Hatta bir Alman kimyager bir dava açtı Avrupa İnsan Hakları Mahkemesi’nde CERN’e karşı. Fizikçilerden oluşan özel bir komite, 2003 yılında konuyu incelemeye başlamıştı ve uzaydan gelen parçacıkların süper çarpıştırıcıdaki enerjilerden çok daha büyük enerjilerle atmosfere çarpması ve kara delikler oluşturmaması nedeniyle bu olasılığın uzak göründüğü sonucuna vardı. Komisyonun raporu şöyleydi: 2008’de gözden geçirildi ve yeniden yayınlandı halkın korkularını yatıştırmak için daha fazla bilgi ile.

Bugüne kadar LHC’de hiç kara delik görülmedi. Sicim teorisinin tahminlerini doğrulamak “güzel olurdu” diyor Maldacena, “ama olan bu değil.”

Daha yakın bir zamanda, bir ekip bir kuantum bilgisayar kullanarak bir bebek solucan deliği simülasyonu (iki kara delikten yaratılan gerçeklikte bir tür köprü) oluşturduğunu duyurdu. Sonuç basında geniş yer bulsa da, pek çok kişinin hayal ettiği gibi bir gelişme değildi.

Quataert, “Yaratılan şey, daha çok, solucan delikleriyle ilgili matematiksel özelliklere sahip, maddenin bazı tuhaf kuantum mekanik özelliklerine benziyor” diyor. “Gerçek bir bağlantıdan çok kavramsal bir bağlantı.”

Yine de, araştırma umut verici, diyor Maldacena ve gelecekte daha güçlü kuantum bilgisayarları bir gün Albert Einstein’ın denklemlerini kullanarak kara delikleri simüle eden nesneler üretebilir ve fizikçilerin davranışlarını ayrıntılı olarak incelemelerine olanak tanır.

Quataert, laboratuvarında gerçek bir kara deliğe sahip olsaydı, bu nesnelerin yakındaki malzemeleri parçalara ayırırken ürettikleri, toplanma diskleri adı verilen parlak ışık huzmeleri hakkında daha fazla şey öğrenmekle çok ilgilenirdi. “Küçük bir toplanma diski oluşturmak için kara deliğe madde fırlatır, gaz spiralini izler ve bol miktarda ışık üretirdim” diyor. “Kontrollü bir ortamda bu toplama disklerinin gerçekte nasıl çalıştığını anlamak harika olurdu.”