Beyaz Delikler Gerçek Mi?

Denizcilerin İskandinav canavarları ve deniz yılanları vardır. Fizikçilerin de inanılması zor, insanüstü öğeleri içeren abartılı hikayeler ve gerçek arasındaki çizgiyi destekleyen kozmik varlıkları vardır: Beyaz-ak delikler. Ancak,geçerli gözüken, beyaz deliklerin  sadece matematiksel canavarlar olabilleceği. Ancak yeni bir araştırma, “döngü kuantum yerçekimi (LQG)” diye adlandırılan spekülatif teori doğruysa, beyaz deliklerin geçek olabileceğini ve bizlerin de çoktan onları gözlemlemiş olabileceğimizi ortaya koymakta.

Kabaca söylemek gerekirse, beyaz delik, kara deliğin tersi… Caltech’den fizikçi Sean Carroll şunu söylüyor:“ Kara delik, içine girip, bir daha çıkamadığın bir yer; beyaz delik ise ayrılabildiğin ama bir daha geri dönemediğin yer. Öyle olmasa, her ikisi de tam olarak aynı matematiğe, aynı geometriye sahip olurlar”. Bu da bir kaç temel özelliklere indirgeniyor: hacmin sonsuz yoğunluk içinde sıkışması yani hacim sıfıra yaklaşırken yoğunluğun sonsuza gittiği “singularity-tekillik” ve ilk olarak Alman Fizikçi 1961 yılında Karl Schwarzschild tarafından matematiksel olarak tarif edilen “event horizon-dış olay ufku”. Bir kara delik için, “event horizon-dış olay ufku”, tek yönlü gidişi temsil eder; bir beyaz delik için ise bu, sadece çıkışı..

Kara deliklerin gerçekten de mevcut olduğuna dair iyi bir kanıt var ve astrofizikçiler, bir karadeliğin olması için neyin gerektiğine dair güçlü bir anlayışa sahipler. Ancak, beyaz deliklerin nasıl oluşabildiğini hayâl etmek için, astronomi dalı üzerinden  biraz hareket etmemiz gerek. Bir olasılık; dönen bir kara delik.Einstein’ın görelilik teorisine göre, rotasyon(momentum) tekilliği bir halka içine yayıyor ve bunu da türbülanslı karadeliğe doğru parçalanmadan seyahat teorisinde olası hale getiriyor (bu teori,karadeliklerin merkezinde sonsuz kütle çekimine sahip bir tekillik olduğunu dile getirmekte). Genel görelilik teorisinin denklemi; bir kara deliğe düşen birisinin “solucan deliği” diye tanımlanan uzay-zaman tüneli içine doğru düşmekte olduğunu ve uzayın farklı bölgelerine  ya da zamanın bir devresine içindekileri püskürten bir beyaz delikten kurtulduğunu dile getirmekte.

Boulder, Colarado Üniversitesi’nden astrofizikçi  Andrew Hamilton şunu dile getiriyor: “Beyaz delikler için mevcut olan denklemeler için matematiksel çözümler, gerçekçi değil. Bunun sebebi,onların sadece kara deliklerin, beyaz deliklerin ve solucan deliklerini içerdiği evrenleri tarif etmesi— maddenin, radyasyonunu, enerjinin olmadığı—. Gerçekte,daha önceki araştırmalar, Hamilton’unki de dahil,dönen karadeliğe düşen herhangi birşeyin, aslında solucan deliğini kapattığını ve beyaz deliğe bir geçitin oluşmasını engellediğini anlatmaktadır.

Ancak,tabiri caizse, solucan deliğinin sonunda bir ışık mevcuttur. Hamilton’un tahminlerinde yararlandığı genel görelilik, bir karadeliğin tekilliğinde iflas etmekte. East Lansing, Michigan Devlet Üniversitesi’nden fizikçi Stephen Hsu: “ Enerji yoğunluğu ve bükülme o kadar büyük hale geliyor ki, orada olanı tarif etmede klasik yerçekimi iyi bir açıklama değil. Belki de, yerçekiminin daha tam ve bütün bir modeli, (daha büyük ölçeklerde olduğu  gibi kuantum ölçeğinde de iyi çalışan) değişkenliğin aksini ispatlar ve beyaz delikleri hesaba alıp, onlara yer verir.”

Aslında, yerçekimini, kuantum mekaniği ile birleştiren “birleşik alan teorisi”, çağdaş fiziğin kutsal kaselerinden bir tanesidir. Fransa’dan Aix-Marseille Üniversitesi’nden teorist Hal Haggard ve Carlo Rovelli, buna benzer teoriyi, “döngü kuantum yerçekimi”ni (LQG) kara deliklere uygulayarak, kara deliklerin kuantum prosesle beyaz deliklere dönüşebileceğini gösterdiler.Temmuz ayında bu çalışmalarını internette yayınladılar.

“Döngü kuantum yerçekimi” (LQG), uzay-zamanın döngüler-spiraller şeklindeki temel yapı taşlarından meydana geldiğini ortaya koymaktadır. Haggard ve Rovelli’ye göre, spirallerin sınırlı, sonlu ölçüleri ölen bir yıldızın sonsuz yoğunluğa doğru çökmesini engellemekte ve onun yerine küçülen nesne beyaz deliğin içine doğru  sıçramaktadır. Bu işlem saniyenin binde birinden da az bir zamanda olmakta ama yoğun yerçekiminin dahil olması sayesinde, göreliliğin etkilerinin  meydan getirdiği bu dönüşümün açığa çıkması, uzaktan bakan herhangi birisine göre çok çok uzun zaman almaktadır. Nature dergisinin açıklamasına göre bu şu anlama gelmekte; bebek evrende doğan çok küçük kara delikler, “şimdi maytap gibi patlamay hazır” beyaz delikler oluşturmaktadır. Astronomlara göre süpernova olarak düşünülen bazı patlamalar yeni doğmuş beyaz deliklerin aslında çığlığı olabilir.

Karadelikten beyaz deliğe dönüşüm, karadelik enformasyon paradoksu olarak bilinen sıkıntı veren bu bilmeceyi çözebilir.Bilginin yok edilebileceği nosyonu fizikte lanetlenmiştir ve genel görelilik, kara deliğe düşen bilginin de dahil olduğu herşey, kara delikten hiçbir zaman kaçamaz. Eğer kara delikler basitçe içine aldıkları herhangi bir bilgi için kilitli kasa şeklinde davranıyorsa, bu iki ifade birbirine karşıt görüşte değildir. Ancak, 40 yıl önce Stephen Hawking, kara deliklerin aslında zamanla buharlaştığını göstermiştir. Bu da, kara deliklerle birlikte bunların içinde mevcut olan enformasyonun da yok olacağı şeklindeki rahatsızlık verici olasılığı da beraberinde getirir ki, bu da günümüze kadar devam eden bir tartışmayı tetiklemiştir.

Haggard: “Ancak, eğer bir kara delik buharlaşacağı yerde beyaz deliğe dönüşüyorsa, o zaman, tüm bilgi kurtarılmıştır. Bu mekanizma hakkında oldukça heyacanlıyız. Çünkü, bu durum, tartışmayı içeren pek çok sıkıntılı problemi engellemektedir.”

Ancak, bu yeni çalışma başlangıç niteliğinde ve “Döngü kuantum yerçekimi” nin (LQG), gerçekliğin doğru tanımı olup olmadığı konusu da net olmaktan uzak.

Beyaz deliklere tek göz atabileceğimiz durum, laboratuvarlarda ve bulaşık evyesindeki modellediklerimiz.Ancak, bu muhtemelen efsanevi kozmik varlıkların fizikçilerin sezgilerini geliştirebileceğini düşünerek, Carroll bunu onaylıyor ve  “Gerçek dünya karmaşık olsa da, kesin gibi olmasa da, beyaz delikler çok yararlı” diyor.

Çeviren: AylinER

http://www.pbs.org/wgbh/nova/blogs/physics/2014/08/are-white-holes-real/