Uzay-Zamanın Var Olamayacağı Boyutta Kara Delikler Oluşamaz

Herhalde kara deliklerin en bilinen özelliği kara delikten dönüşün olmaması ya da teknik olarak olarak olay ufkudur. Bir yıldız, bir nesne ya da bir insan bu sınırı geçerse devasa ışığın bile kaçamayacağı bir çekim yaratır. En azından bilindik kara delik modelleri genel görelilik tabanlı ve genelde olay ufku kara deliklerin çoğu tuhaf fenomeninden sorumludur. Interstellar filminde kara deliğe ilerleme sahnesi oldukça ilginç aslında. Tabi bu sahne belki daha da gerçekçi olabilirdi.

Fizikçi Ahmed Farag Ali, Mir Faizal ve Barun Majunder tarafından yeni yayınlanan araştırmada, Einstein yerçekimi teorisinin ” yeni genelleştirilmesiyle,teorinin olay ufkunun pozisyonun rastgele duyarlılığını tanımlayamayacağını gösterdiler. Bu durumda olay ufku olmayan bir kare deliğin etkin olarak mevcut olması mümkün değil.

“ uzan muhtemel minimum uzunluğun altında oluşamaz, zaman minimum zaman aralığının altında oluşamaz. Bu nedenle uzayda mevcut tüm cisimler belli bir uzunluk ve zaman aralığının altında olamazlar (Planck skalası). Olay ufku uzayda zamanın bir noktasında bulunabilir, ayrıca bu boyutun altında oluşamaz, “ diyor Zewail Bilim ve Teknoloji Şehri ve Benha Üniversitesi’nden fizikçi Ali .

Ali tüm cisimler derken, biz dahil her şeyden bahsediyor. “Biz fiziksel olarak belli bir zaman aralığı ve uzunluğun altında olamayız. Buna rağmen evimiz, arabamız,telefonumuz vb. uzay ve zamanın herhangi bir noktasında biz var olmadıkça hiçbir şey ifade etmez. Öyle ki, zaten biz belli bir aralığın ötesinde varız. Buna rağmen olay ufku için bu önemlidir, hesaplamalarımızda çok büyük farklılıklara yol açabiliyor.

Yerçekimin gökkuşağı aslında genel rölativite ve kuantum mekaniğinin birleştirmeye kalkışan bir teori. Kara deliklerle ilgili veya evrenin başlangıcına dair problemleri çözmek için fizikçilere kuantum yerçekimi teorisi gerekiyor.

“Bu gibi bir teoriyi kimse oluşturamasa da, bazı adaylar mevcut. Bu fikirler uzay ve zamanı temelde ayırarak veya bazı matematiksel döngüler ve temel nicelikler kullanarak uzay –zamanı yeniden oluşturarak hatta bazı ufak sicimler ve bir çok egzotik fikirleri yerleştirebiliyorlar,” diyor Ali .

“Bu modellerin çoğunda ortak nokta ise parçacığın enerjisi olabileceği kadar çok olabilir ama her zaman parçacığın ulaşabileceği bir maksimum var. Bu sınırlama kolayca Einstein’ın özel görelelik teorisiyle birleştirilerek, son olarak özel görelelik teorisinin iki misli yani DSR olarak adlandırılıyor.

Fizikçilerin açıkladığı gibi DSR’ye yerçekimini de ekleyerek genelleştirmek mümkün. İşte bu teori yerçekiminin gökkuşağı teorisi olarak isimlendiriliyor.

“Genel göreleliğin maddenin varlığındaki uzay-zaman eğrilerinin geometrisini tahmin etmesi yerçekimine neden oluyor. Yerçekimi gökkuşağının bu eğimi tahmin etmesi ise gözlemcinin ölçtüğü enerjiye bağlı. Bundan dolayı, yerçekimi gökkuşağında yerçekimi parçacıklara farklı davranarak farklı enerjilerde parçacıklar gibi davranır. Bu fark Dünya gibi maddelerde çok küçüktür ama kara deliklerde bu fark çok büyük önem kazanır,” diyor Ali.

Bilgi Paradoksu

Bu çalışma sadece kara deliği tanımlayan özelliklerden birini ihlal etmekle kalmıyor, Stephen Hawking ’in 1970 ’lerde kara delik bilgi paradoksunu da yeniden çözebiliyor. Hawking o zamanlar kara deliklerin dönerek radyasyon yaydığını , bunun da onların kazandıklarından daha hızlı kütle kaybetmeleri nedeniyle, zamanla buharlaşarak herşeyle beraber yok olacağını öne sürmüştü.

Hawking radyasyonu temelde kara deliğe düşen nesnelerin kütlelerinden kaynaklansa da, teoride bu radyasyon bu nesnelerin tüm bilgisini taşımaz. Sonunda bu radyasyonun kara deliğin tümüyle buharlaşmasına neden olması umulur. İşte burada bir soru ortaya çıkıyor : bütün bu nesnelerin bilgisi nereye gitti?

Günlük hayatımızda bir belgeleri yırtarak veya yakarak bilgiyi yok ederken, kuantum teorisinde bilgi asla tümüyle yok edilemez. Prensip olarak bir sistemin başlangıç hali, her zaman son halindeki bilgi kullanılarak belirlenir. Fakat Hawking radyasyonu hiçbir şeyin başlangıç halini belirleyemiyor.

Pek çok iddia bu paradoksu çözeceğini iddia ediyor, buna bir miktar bilginin zamanda yavaşça sızma ihtimali de dahil ki, bu bilgi kara deliği derinliklerinde depolanıyor ve Hawking radyasyonu gerçekten tüm bilgiyi içeriyor.

Bu paradoksun en gelişmiş açıklamalarında biri de kara delik bütünleyiciliği adı verilen kara deliğe düşen gözlemcinin ve bunu uzaktan gözleyenin tümüyle farklı şeyler görmesine dayanıyor. Kara deliğe doğru giden gözlemci olay ufkunu geçerken kendi formunda bilgiyi görüyor fakat uzaktaki gözlemci kara deliğe doğru ilerleyen gözlemcinin genel görelilikteki garip etki yüzünden asla olay ufkuna ulaşamadığını görüyor. İşte uzak gözlemci olay ufkunda yansıyan radyasyon formundaki bilginin yansımasını gözlemliyor. Bundan dolayı bu iki gözlemci iletişim kuramıyor, burada paradoks yok (çoğu insan için bu çözüm paradoksun kendisinden bile tuhaf karşılanıyor)

Plank Skalası Limitleri

Ali, Faizal ve Majunder yeni araştırmada kara delik bütünleyiciliğinde yerçekimi gökkuşağının öngördüğü gibi belli bir uzunluk ve zaman aralığının altında bir olay ufku olmadığında çok farklı şeylerin olabileceğini gösterdi. Uzak gözlemcinin kara deliğe giden gözlemciyi gözlemesi için sonsuz zaman gerekirken, yeni teoride zaman sonlu. Yani uzak gözlemci, diğer gözlemcinin kara deliğe düştüğünü eninde sonunda görüyor.

Ali, Faizal ve Majunder tanımlanan uzay-zaman boyutunun olamayacağı varsayımından yola çıkarak kara delikteki bilinmezleri arttırdığını iddia ediyorlar.

“Eğer bu tanımı uzay-zamanın var olabileceği boyutlarda sınırlarsak, kara deliklerle ilgili problemler doğal olarak çözülecektir. Örneğin, bilgi paradoksu olay ufkunun var olmasın bağlı ve olay ufkunun belli bir uzunluk ve zaman aralığının altında olmayan nesnelerden hoşlanıyor. Sonrasında ise yerçekiminin gökkuşağında mutlak bir bilgi paradoksu yok. Efektif bir ufkun yokluğunda , kara deliklerden dışarı bilginin sızmasını durduracak hiçbir şey yok.

Kara Deliklerin Ötesi

Kara deliklerdeki bilgi paradoksunun çözümüne ilaveten fizikçiler minimum uzunluk ve zaman aralığının doğru cevaba ulaşmak için ne kadar önemli olduğunu hatırlatıyor. Bilim insanları bu fikri metal bir çubuğa benzetiyor: “Ne kadar kuvvetin çubuğu kırmadan bükebileceğini sorabiliriz? Eğer uyguladığımız kuvvet çok büyükse, çubuk kırılacağından ,çubuğun bükülmesinden konuşmak anlamsızdır. Aynı şekilde yerçekiminin gökkuşağında, belli bir boyut ve zaman aralığının altında uzayda konuşmakta bu durumda anlamsız olacaktır.”

“Bu araştırmadan çıkarılacak en önemli ders uzay ve zamanın belirli bir boyutun ötesinde var olabileceğidir. Belli bir boyutun altunda uzay-zaman var olamaz. Bundan dolayı belli bir boyutun altında parçacık, madde, veya kara delik gibi şeyleri tanımlamak anlamsızdır. Bu nedenle bu boyutlarda uzay zamanın varoluşu daha mantıklı fiziksel cevaplar sağlayacaktır, ” diyor Ali. Bunlara rağmen, bu boyutların altındaki zaman ve uzunluklarda uzay ve zamanın varlığını sorduğumuzda, paradoks ve problemlere son verebiliriz.

Araştırma Referansı : Ahmed Farag Ali, Mir Faizal, and Barun Majumder. “Absence of an effective Horizon for black holes in Gravity’s Rainbow.” EPL . DOI: 1209/0295-5075/109/20001

Kaynak : http://phys.org/news/2015-01-black-holes-space-theory.html#jCp