“Kara delikler Yoktur” dediğinde Hawking Ne Demek İstiyordu?

Bu resimde, süper kütlesiyle kara delik, bizim güneşimizin kütlesinden milyonlarca- milyralarca kat daha büyük olduğu. Süper kütleli kara delikler inanılmaz derecede yoğun objeler olup, galaksilerin kalbinde yer alırlar ve onların temel davranışlaro bilimadalarını hep hayrete düşürmüştür.Resim: NASA/JPL-Caltech tarafından yayınlanmıştır.

Geçen hafta ünlü fizikçi Stephen Hawking’in “kara delik yoktur” şeklindeki cesur açıklaması manşetlere düştü. Bu sözler Hawking’in son yazısından ama yazı, geniş kapsamda kara deliklerin mekaniği ve onun ünlü “event horizon-olay ufku( hiçlikten karadeliğin etrafında mevcut olan, ve ışığın bile kaçamayacağı alan)” ile dolu. Santa Barbara, Kaliforniya Üniversitesi Kavli Enstitüsü’nden teorik fizikçi Joseph Polchinsk: “Daha net  olmak gerekirse, Hawking kara deliklerin mevcut olmadığını iddia etmiyordu. Astronomlar on yıllardır kara delikleri gözlemlemekte.”

Hawking’in yaptığı şey, teorik fizikteki en anlaşılmaz, bilmece olan problemlerden bir tanesine bir açıklama sunmaktı. Einsten’in görelilik kanunu  ve kuantum mekaniği gibi fiziğin iki temel kanununa uymayan kara delikler nasıl mevcut olabilirler? Açıklayacağız…

İlk olarak, bir birinci sınıf Fizik101 dersinden çabuk bir hatırlatma. Einstein’ın genel görelilik teorisi, kara deliği; event horizon’ı yani olay ufkunu geçen her şeyin; gaz, toz, yıldızlar, gezegenler, tüm galaksiler ve hattâ ışığın bile, içine düşüp, sonsuza kadar kaldığı, nihayetinde parçalandığı ve hiç kaçamadığı çekim gücü çok kuvvetli olan bir obje olarak düşünmektedir.

Ancak, 20.yüzyılın ortalarında kuantum mekaniğinin ortaya çıkması ile, pek çok kişi bu bilginin (parçacıklar ve madde kara deliğin içine çekilirler) bir yerde muhafaza edilmesi gerektiğini düşünmüştür. Polchinski : “Kuantum fiziğine göre, bir kara delik bir kitabı atomaltı parçacıklarına ayırabilir ama tüm parçalar halâ mevcut oldukça,o kitabı yeniden yapılanmdırmak olasıdır da..”

1970’lerde Hawking, kara delikler konusunda bir çalışmasını yayınlar ve herşey değişir. O, kara deliklerin aslında kütlelerinde azalma olduğunu ve neticede de buharlaşacağı bilgisini ortaya koyar. Eğer kara delikler buharlaşırsa, o zaman içine düşen herşeyi de beraberinde götürecektir. Örneğin şuanda yazdığım bu bilgi de muhafaza edilemeyecek ve aslında kaybolucaktır.

Birden, bilim bununla birlikte mantıksızlaştı. Fizik camiası devasa bir ikilemle karşı karşıya kaldı.

“Kara deliğe düşen herşeye sonunda ne olduğu” sorusu “enformasyon paradoksu” olarak tanımlanmaya başlandı.

N.J Princeton’daki Enstitüde’de İleri Düzey Çalışma yapan  Juan Maldacena şunları açıklıyor: “Bu tamamen çözülenmemiş bir paradoks.Bunun nasıl çözümleneceğine dair çeşitli fikirler mevcut ama bence bu camiada kimse diğerlerini kendi fikrinin doğruluğu yönünde iknâ edemedi. Buna Hawking’in event horizon-olay ufkunu yeniden tasavvur eden en son  önermesi de dahil.”

Özetle, Hawking Event horizon-olay ufku yerine kendisi “apparent horizon-görünen ufuk” gibi başka bir şey olduğunu söylüyor gözükmekte. Bu “apparent horizon-görünen ufuk”ta, sadece geçici olarak madde ve enerjiyi hapseden, sonra da serbest bırakan bir  ufuk. Eğer bu doğruysa,bildiğimiz kara delikler tanımı değişir.

Kara deliklerle ilgili yaptığı çalışma ile ünlenen teorik fizikçi Stephen Hawking, geçen hafta “kara delikler yok” şeklinde bir açıklama yapmıştır. Ama bununla kendisi acaba ne demek istiyordu? Fotoraf: Karwai Tang

Polchinski : “Onun ortaya koyduğu şeye göre; kara delikler bilgiyi uzun süre hapsederler ama bu bilgi sonunda kara delikten kaçabilir.Ancak Hawking’in bu önermesi henüz test edilmemiştir.”

Polchinski sözlerine şöyle devam etmekte: “Şu anda çizilen büyük resim; Kuantum mekaniği ve Einstein’ın yerçekimi teorisi arasında bir anlaşmazlık olduğu ve her ikisinin de doğru olduğuna dair kuvvetli sebeplerin olduğudur. Hal böyleyken, bu ikisini bir araya getirdiğiniz de,  bilginin kaybolduğuna dair tahminini ortaya koyuyorlar ki, biz bunun yanlış olduğunu düşünüyoruz.”

Geçen 40 yıl boyunca, fizikçiler, fizik alanındakilere kara delikler hakkında bir kere daha düşünmeleri için çoklu çözümler ortaya koydular. Örneğin;1992 yılında Leonard Susskind, Larus Thorlacius ve John Uglom karadeliklerde “tamamlayıcılık” ilkesini ortaya koydular.

Daha sonra, şu “firewall-ateş duvarı paradoks”u. 2012 yılında Polchinski ve meslektaşları olay ufku ile ilgili bir problem tespit ettiler. Parçacıklar olay ufkuna girerken, birbirlerinden koparak ayrılıyorlar. Onların araştırması,bu parçacıklar birbirinden koparken, bir enerji açığa çıkarıyor ve bu enerji , kara deliğin merkezinin etrafında bir ateş duvarı yarattığı yönünde.İşte bu “ateş duvarı paradoks”u olarak biliniyor. Oldukça yüksek enerjili bölge olan  bu olay ufku nosyonu, “olay ufkunda özel hiç bir şey olamaz” diyen Einstein teorisine bir çomak daha sokuyor.

İşte bu noktada Hawking’in çalışması devreye giriyor ve bu tez, fizikçilerin olay ufkunu yeniden düşünmelerini öneriyor.Onun en son ortaya koyduğu şey; Aslında kara deliklerin olay ufku içermediğini, onun yerine görünen ufkun gerçek sınır,ara hat olduğu.

Harvard Üniveristesi’nden ziyaretçi olarak Üniversite’de bulunan ve çalışmalar yapan teorik fizikçi ve blog yazarı Matt Strassler şunu söylüyor: “Kafanız karşıtıysa, bilin ki yalnız değilsiniz.” Tüm teorik fizik camiası halâ bu problemlerin üzerinde çalışmakta ve Hawking’in bu ortaya koyduğu da düzinelercesinden sadece bir tanesi.

Matt Strassler: “Bu alanda her çeşit uyumsuzluk mevcut. Problem, kimsenin şu ana kadar gerçekten de hesaplayabileceğin birşeyler ortaya çıkarmaması.Dolayısıyla, herşey; fikirler, önermeler, yaklaşımlar, tahminlerden ibaret.”

Polchinski : “Açıkçası, Hawking’in çalışması henüz meslektaşları tarafından incelenip, denetlenmemiştir ve hiç bir denklem içermemektedir. Dolayısıyla,onun yeni fikirlerini test etmenin bir yolu yok.Bu yüzden de onun kara deliklerle ilgili açıklamasını bilimde çığıraçıcı olarak kabul edemeyiz.”

Hawking’in çalışmasını içeren yazısı geçen hafta artıştıma yazılarını yayınlayan Cornell Üniversitesi’nin arVİx adlı çevrimiçi sunucusunda yayınlandı.

Strassler: “Kara delik çevresinde oluşan bu paradokslardan herhangi biri nasıl cevaplanabilir?Şimdilik, bu yeni hipotezleri test edicek ve çözümleyecek matematik formülleri mevcut değil ve bunlar sadece matematik problemeleri değil, bunlar kavramsal problemler de.”

Strassler sözlerine şöyle devam ediyor: “ Bunlar bilgisayarınızda çözebilceğiniz problemlerden değil. Hattâ ne gibi sorulara ihtiyacınız olduğu konusu bile net değil. Hesaplamaların kendisi bile,bir bilgisayaraın takip edemeyeceği kadar çok ama çok hassas, incelikli uygulama içermekte. Bu problemler, bu alandaki herkesin kafasını karıştırmakta. Bu karışıklık fizkiçiler için dehşet verici. Bir paradoksu çözmek, bu alanda ilerlemedir.”

Son olarak Polchinski şunları söylüyor: “Bu hata var demek değil ama kuantum mekaniği ve yerçekimi ile ilgili bir şekilde inandığımız bazı varsayımlar yanlış ve biz bunun ne olduğunu tespit etmeye çalışıyoruz. Bu bir karışıklık. Ama bu karşıklık sayesinde umuyoruz ki ilerliyeceğiz.”

Çeviren: AylinER
http://www.pbs.org/newshour/updates/hawking-meant-black-holes/