Zıplanacak içerik
  • Üye Ol

yam_yam' ca

  • başlık
    100
  • yorum
    47
  • görüntü
    363.903

Karadelikler


yam_yam

5.488 görüntü

 Paylaş

Kuşkusuz astronominin en ilgi çekici konularının başında gelir karadelikler. Gizemli olmaları yanında, mantık sınırlarını zorlayan söylemleri de bu ilginin nedenlerinin başında geliyor. Gökbilimcilere göre ise, karadelikleri iyice tanımadan evreni anlayabilmek olanaksız. Çünkü araştırmacılar evrende yayınlanmış tüm radyasyonun %20’sinin, bu arada X ışınlarının büyük kısmının, morötesi ve kızılötesi ışınımın büyük bölümlerinin, ve hatta radyo dalgalarının önemli kısmının şu ya da bu şekilde Aktif Gökada Çekirdekleri diye adlandırılan faal süperdev kütleli karadeliklerden kaynaklandığını düşünüyorlar.

 

Karadelik ile Tanışma

 

Kendisinden ışığın bile kaçamayacağı güçte çekim kuvvetine sahip cisimlerin varolabileceği, bundan iki yüzyıl kadar önce Fransız bilim adamı Simone Pierre LaPlace tarafından dile getirilmişti. Daha sonra karadeliklerin varlığına ilişkin ilk varsayım 1916 yılında ortaya atıldı. Alman gökbilimci Karl Schwarzschield, yeterli kütleye sahip cisimlerden kaçış hızının ışık hızına yaklaşabileceğini, bu nedenle doğrudan gözlenemeyeceklerini kanıtlamak amacıyla, genel denklemlerden yararlanarak karadelik kuramının temellerini attı. Çekimlerinden ışık dahil hiçbir şeyin kaçamayacağı bu cisimlere karadelik adının verilmesi ise ilk kuramın ortaya atılmasından yaklaşık 50 yıl sonra oldu. 1967 yılında Amerikalı fizikçi John Wheeler, LaPlace’ın “kara yıldızlar” olarak tanımladığı çökmüş cisimleri, “karadelikler” olarak bilim terminolojisine soktu.

 

Einstein, Genel Görelilik Kuramı’nda, büyük bir kütlenin küçük bir hacme sıkışması sonucu oluşan çökmüş bir cismin uzay ve zaman koordinatlarını eğeceğini öne sürmüştü. Einsten’ı doğrulayabilecek bir kanıtı bulmak için astronomlar uzun süre uğraştılar. İlk umut, Kuğu takımyıldızı içindeki bir noktadan geldi. Bir teleskopla bakıldığında sıradan bir yıldız izlenimi veren bir X ışını kaynağını gözleyen astronomlar, bu yıldızın görülemeyen bir nesne tarafından etkilendiğini tespit ettiler. Yıldızın hareketi, öylesine tuhaftı ki, sanki görünmeyen bir el onu sallıyor gibiydi. Bu veri tayf gözlemleri sonucu elde edilmişti. İkinci bulgu, parlak X ışını yayılımıydı. X ışınlarının sıkışmış nesnelere düşen maddeler yayınlanabileceği zaten biliniyordu. Bu yüzden Kuğu takımyıldızında bir karadeliğin olabileceği temkinli bir dille açıklanmış ve ilk karadelik adayına Cygnus X-1 adı verilmişti. Ancak kimse bir karadelik bulduğunu söyleyemiyordu çünkü gözlemsel veriler yeterli değildi. İlk karadelik adayına kuşkular sürerken, Hubble başka bir yerde reddedilemeyecek gözlemsel kanıtlar buldu.

 

1994 yılının Temmuz ayında Hubble, M87’(Dünya’ya 50 milyon ışık yılı uzaklıkta yer alan dev bir gökada) nin merkezinde bir gaz bulutunun hareketini inceledi. Bulutun farklı noktalarından aldığı veriler yardımıyla görülemeyen bir nesnenin bulutu çekim etkisi altına aldığını ve etrafında döndürdüğünü keşfetti. Şekli sarmal bir disk olan bu gaz bulutunun farklı noktalarının tayfını alarak, bu verileri Dünya’ya yolladı. Tayfı inceleyen bir grup bilim adamı, fizikte Doppler Olayı (*) olarak bilinen durumun izine rastladılar. Hubble, M87’deki gaz bulutunun merkezden 60 ışık yılı uzaklıktaki bir kısmının tayfında kırmızıya kayma tespit ederek bu bölgenin bizden uzaklaştığını belirledi. Gaz diskinin tam aksi yönündeki bölge ise, maviye kayma gösteriyor, yani bize doğru geliyordu. Asıl ilginci, yaklaşan ve uzaklaşan bölgelerin hızıydı. Hubble, gaz bulutunun uzaklaşan kısmının hızını saniyede 550 kilometre olarak tespit etti. Yaklaşan bölgenin hızı da aynıydı. Gözlem ekibinden Holland Ford, “Şimdi tüm ipuçları birleşti; sarmal bir gaz diskimiz var ve dönüyor. Bir kısmı bize yaklaşırken diğer kısmı uzaklaşıyor…” diyordu. Bu verinin tek bir sonucu vardı; o da gaz bulutunun bir şeyin etrafında döndüğü gerçeğiydi. Peki bulutun etrafında döndüğü “şey” neydi?

 

Yine gözlem ekibinde yar alan Richard Harms, kendinden emin bir şekilde yöntemlerini “Bir kere elimizde bu veriler varken yapmamız gereken şey, Newton fiziğinin bilgileri ışığında bu bulutu neyin böyle döndürdüğünü bulmaktır” şeklinde açıkladı. Sonuçta bulduklarına inanmaları bir hayli zor oldu. Bulunan, gerçek bir karadelikti. Üstelik bu öyle bir karadelikti ki, kütlesi Güneş’inkinin üç milyar misliydi. Bu kütle, yaklaşık Güneş sistemi kadar bir hacim içine sıkışmıştı. Karşı karşıya oldukları şey sıradan bir karadelik değil, kelimenin tam anlamıyla bir “süper kütleli” karadelikti. Bir diğer tanımla bizim gökadamız Samanyolu’nun onda biri kadar kütle, 9×10^29 km3 gibi kozmik ölçülerde ufak bir hacme sıkışmıştı. Etrafındaki bulutun bu kütleden kaçması olanaksızdı ve karadelik çevresinde dönerek sahip olduğu merkezkaç kuvvetiyle karadeliğin içine düşmekten kurtuluyordu. Dr. Holland Ford, gördükleri karşısında “Eğer bu bir karadelik değilse, ne olduğunu ben bilmiyorum” diyordu. Dr. Richard Harms ise biraz karamsar bir ifadeyle “Bu bir karadelik olamaz. Bulduğumuz, şu andaki astrofizik bilgimizle anlamakta zorlanacağımız bir şey” diye açıklıyordu görüşlerini.

 

Özetle Hubble, karadeliğin kendisini görmedi. Zaten karadelik, ışığın bile kaçmasına izin vermediğinden, karadeliğin görünmesi diye bir şey söz konusu olamazdı. Hubble, karadeliğin çekim etkisine kapılmış bir gaz bulutunu tespit etti ve “bulutu bu şekilde hareket ettiren şey ne olabilir?” sorusunun cevabı olarak karşımıza karadelik çıktı.

 

Nedir?

 

blackholestormchandraql6.jpg

 

Karadelik, uzay-zamanın kendi yapısında açılmış kütleçekimsel bir kuyudur. Olay ufkundan ışık bile kaçamadığı için gözle görülemiyor ve varlıkları ancak çevreye yaptıkları etkiden anlaşılabiliyor. Örneğin, bir başka yıldızdan çaldıkları gazın karadelik etrafında oluşturduğu disk içinde deliğe düşmeden önce yüksek hızlara erişmesiyle yaydığı X-ışınları aracılığıyla.

 

Karadelikler iki türden oluşuyor. Birinci türden olanlar, çoğu gökadanın, bu arada bizim gökadamız Samanyolu’nun da merkezinde bulunan ve milyonlarca, hatta milyarlarca Güneş kütlesinde olan “sperdev kütleli karadelikler” ; ikinci türden olanlarsa, süpernova patlamaları sürecinde büyük kütleli yıldızların merkezlerinin çökmesiyle oluşan ve yaklaşık 10 Güneş kütlesinde madde içeren “yıldız kütleli karadelikler”. Gökadamızda bunlardan milyonlarcasının bulunduğu düşünülüyor.

 

Dev kütleli bir yıldız, merkezinde daha fazla füzyon üretemeyip kütlesinin yaptığı muazzam baskıyı dengeleyemediği zaman kendi üzerine çöküp sonsuz yoğunlukta bir noktacık haline geliyor. Bu olay, yıldız kütleli karadelikleri oluşturuyor.Çok büyük gaz bulutlarının çökmesiyle ya da gökadaların son derece kalabalık merkezlerindeki yıldız ve gaz kütlelerinin birleşmesiyle de, milyonlarca, hatta milyarlarca güneş kütlesindeki“süperdev kütleli karadelikler” oluşuyor.

 

Karadeliklerin merkezinde astrofizikçilerin “tekillik” dedikleri bölge bulunur. Tekillik birkaç kilometre çapında bir küredir, burada yoğunluk o kadar fazladır ki, normal fizik yasaları geçerli değildir. Artık burada hiç bilmediğimiz başka yasalar geçerli. Tekillik etrafında küresel bir hacim düşünülür; bunun yüzeyine “olay ufku” denilir. Bu küreye giren, yani olay ufkunu aşan hiçbir cisim bir daha geri dönemez; çünkü bu bölgede karadeliğin kütle çekiminden kurtulma hızı, ışık hızından büyüktür (İster bir parçacık, ister bir füze olsun, maddenin bir gökcisminin yüzeyinden ayrılabilmesi için, hızının, “kurtulma hızı” denen bir hız sınırını aşması gerekir; yoksa madde geri düşer. Kurtulma hızı gökcisminin yarıçapına ve kütlesine bağlıdır). Bu küre içine giren ışık ve maddeler dışarı çıkamadıkları gibi karşı konulmaz bir şekilde karadeliğe çekilirler.

 

Madde, karadeliğin merkezine doğru dümdüz düşmez. Genellikle sarmal biçimli karmaşık bir yörünge çizer. Merkeze doğru inmeden önce, karadeliğin çevresinde dolanırken ek bir disk oluşturur; bu disk kocaman bir halka biçimindedir. Bu hareketi düzenleyen, Newton’un klasik çekim kuvveti değil, Genel Görelilik ve ışınım basıncının geri itmesidir.

 

77301481zd2.jpg

Chandra X-ışını teleskobu ve daha önce Alman Röntgen Uydusu tarafından elde edilen veriler, RX J1242-11 tanımlı bir gökadanın merkezinde bir yıldızın süperdev kütleli bir karadelik tarafından parçalandığını ortaya koydu. Şekilde gösterildiği gibi talihsiz yıldız, yakınından geçen başka bir yıldızın kütleçekimsel etkisiyle karadeliğe yaklaşan bir yörüngeye itiliyor. Yıldız karadeliğin yakınına sokulunca , deliğe yakın ve uzak noktaları arasındaki muazzam kütleçekim farkı yıldızı uzatıyor ve sonunda parçalıyor. Karadelik, yıldızın arta kalan tozun momentumu ve enerjisi nedeniyle ancak çok küçük bir kısmını yutabiliyor ve gerisini çevresindeki gökadaya geri püskürtüyor. Bir yıldızın bu biçimde parçalanması, tipik bir gökadada on bin yılda bir gerçekleşiyor.

 

Karadeliğin İçinde…

 

Diyelim bir uzay gemisindeyiz ve bir gökadanın merkezinde bir milyon Güneş kütleli bir karadeliği incelemekle görevliyiz. Göstergelere bir de bakıyoruz ki bir hata yapmışız ve olay ufkunun içine düşmüşüz. Yani karadeliğin içindeyiz. Geri çıkamayacağımızı da biliyoruz, bizi çok ötelerde bekleyen ana gemimize bir mesaj gönderemeyeceğimizi de. Çünkü olay ufkundan dışarı ne ışığın, ne de aynı hızdaki radyo mesajlarının çıkamayacağının farkındayız. Peki merkezdeki tekilliğe doğru sürüklenirken son anılarımız ne olacak? Dışarıyı görmeye devam edeceğiz. Çünkü olay ufkunun içine ışığın girmesi serbest; yalnızca çıkışı yasak! Belki uzaktaki cisimleri biraz garip biçimlerde göreceğiz. Çünkü karadeliğin bir milyon Güneş’lik kütlesi, gelen ışık demetlerini bükecek. Bizi şaşırtan bir durum, böylesine güçlü bir cismin içinde olduğumuz halde kütleçekimini hissetmememiz. Nedeni, hala serbest düşüşteyiz ve deliğin güçlü çekim alanı, bedenimizin, gemimizin her noktasına aynı şiddetle etki yapıyor. Ancak tam altımızdaki merkeze 600.000 kilometre sokulduğumuzda bir gariplik hissetmeye başlıyoruz. Sanki ayaklarımız, başımızdan daha büyük bir kuvvetle çekiliyor. Merkeze yaklaştıkça bu etki artıyor ve kendimizi uzamış hissediyoruz. Daha da yaklaştıkça, son anımsadığımız, bedenimizin parçalanmak üzere olduğu. Ne yazık ki, gözümüzün önünden geçen yaşamımız, ancak kısa metrajlı bir film olabiliyor. Çünkü başından sonuna bu süreç fazla uzun değil.

 

Uzaklardan bizi seyreden ana gemideki arkadaşlarımıza gelince, işlerin yolunda gitmediğini anlamaları epey zaman alacaktı. Çünkü onlar, bizi karadeliğin olay ufkuna yaklaştıkça giderek yavaşlıyor olarak algılayacaklardı. Fizik kurallarına göre biz olay ufkunu çoktan geçip öldükten sonra bile arkadaşlarımız, olay ufkuna vardığımızı bir türlü göremeyeceklerdi. Sonsuza kadar bekleseler bile.

 

Biz de yeni oluşmakta olan bir karadeliğe yaklaşsaydık, ömrünü tamamlayıp çökmekte olan yıldızın giderek küçüldüğünü görecek, ama kara delik oluştuktan sonra dahi çöken maddenin olay ufkunu aşıp gözden kaybolmasını göremeyecektik.

 

Bu durumun nedeni, Einsten’ın kütleçekim kuramında saklı. Genel göreliliğin temel öngörüsü, kütlesi olan her cismin uzay-zaman dediğimiz dört boyutlu dokuyu, tıpkı üzerine ağır bir top konmuş esnek bir kumaş gibi çukurlaştırması. Bu çukurun üzerinden geçen herhangi bir cisim, hatta ışık, çukurun büktüğü düzlemden geçtiği için biraz eğrileşecek, ya da bükülecekti. Karadelikler, çok büyük kütleli cisim olduklarından, uzay-zamanda oluşturdukları çukurlar da bir dipsiz kuyuyu andırıyor. Çukurun bir kenarından içeri düşen bir cisim, hatta hızlı bir ışık fotonu bile, karşı duvara ulaşıp eğriyi tırmanarak yeniden düze ulaşamıyor. Einstein’ın gösterdiği gibi uzayla zaman aslında aynı şey olduklarından kütle zamanı da bükmüş oluyor. Bu nedenle zaman bizim için daha yavaş geçerken, uzaktaki arkadaşlarımız için daha hızlı akıyor. Eğer zamanında uyanabilseydik ve karadeliğe düşmeden olay ufkunun kenarında bir süre araştırma yaptıktan sonra dönebilseydik, kavuştuğumuz arkadaşlarımızı bizden daha fazla yaşlanmış bulacaktık.

 

Genel göreliliğe göre durum bu. Gerçekteyse arkadaşlarımız, gözden kayboluşumuzu izleyebileceklerdi. Nedeni de ışığın kırmızıya kayma olgusu. Karadeliğin yakınlarında uzaya saçılan ışık, giderek daha uzun dalgaboylarına doğru, ‘kırmızıya’ kayar. Bu durumda belirli bir dalga boyunda yaydığımız görünür ışık, arkadaşlarımızca daha uzun dalgaboylarında algılanacak. Sonunda saçtığımız ışık görünür olmaktan çıkacak, önce kızılötesi ışınlara, daha sonra da radyo dalgalarına dönüşecek, arkadaşlarımız, bizim varlığımızı ancak özel aygıtlarla izleyebileceklerdi. Sonunda dalga boyları öylesine uzayacaktı ki, arkadaşlarımız için tümüyle görünmez ve algılanmaz olacaktık.

 

 

* Doppler olayı, hareket eden cisimlerin yön ve hızlarını bulmamıza yarar. Eğer bir yılıdızın tayfındaki çizgilerde kırmızı veya maviye kayma varsa, cisim bizden uzaklaşıyor veya bize yaklaşıyor demektir. Kaymanın oranı da bize hızı verir.

 

 

Kaynaklar :

 

Bilim ve Teknik Dergisi / Kasım 1988

Ağustos 1994

Kasım 1999

Kasım 2006

Aralık 2006

http://antwrp.gsfc.n...d/ap040224.html

http://www.biltek.tu...zyildabilim.pdf

 Paylaş

1 Yorum


Önerilen Yorumlar

son zamanda ilgi odağım olan karadelikler size inceleme yazmama neden oldu..

önce yazınız harika olmuş bir solukta okudum tebrikler..

izninizle bende iki satır yazmak istiyorum

 

nebula uzayda bulunan gaz bulutsularına verilen isimdir,nebula oluşmadan önce bir yıldızdır..

bu yıldız büyüdükten sonra ya kahverengi cüce,ya nötron yıldızı yda karadelik olur..fakat bütün yıldızler bunlardan biri olmadan önce kırmızı süperdev haline gelir.bu yıldızler büyüklüklerinden dolayı içten gelen basınç ve yüksek sıcaklık etkisiyle uzay oşluğuna gaz salarlar.sonra bu gazlar yakınlaşarak bir gaz bulutu oluşur füzyon reaksiyon başlatırlar.füzyon reaksiyon yeni bir yıldızın ilk temelidir.

yazacak o kadar çok şey var ki.. google earth ten hayranlıkla o muhteşem renk cümbüşü yıldızları karadelikleri seyretmeye doyum olmuyor..

favorilerim orion nebula,helix nebula,homunculus nebula...(bunlar sadece birkaçı)

Yoruma sekme
×
×
  • Yeni Oluştur...

Önemli Bilgiler

Bu siteyi kullanmaya başladığınız anda kuralları kabul ediyorsunuz Kullanım Koşulu.