Karadelik Nedir, Neden Oluşur, Nasıl Keşfedilir?

Karadelik uzayda bulunan maddelerden kaçamayacağı büyüklükteki bir kütle çekim alanıdır. Söz konusu büyüklük ışık dahil hiçbir radyasyonun kaçamayacağı bir büyüklüktür. Büyük kütleli yıldızlar, süpernova patlaması sonucunda ölür ve sonucunda oluşan en sıkışık gök cismini oluşturur. Astronomik olarak karadelik tanımı bu şekilde yapılabilir. Karadelikler için ölü yıldızlar adı verilebilir.

Karadelik Nedir?

Bilim kurgu filmlerine konu olan karadelikler, günümüzde aktif şekilde çalışan konular arasında yer alır. Hakkında çeşitli bilgiler edinilen gök cisimleri olsa da bilinmeyen pek çok şey araştırılmaya devam eder. Karadeliklerde olay ufku adı verilen bölgeler bulunur, bu bölgelerde kütle çekim kuvveti oldukça güçlüdür. Karadelik oluşumu sırasında güçlü hale gele çekim gücünden ışığın dahi kaçması mümkün değildir. Işığın kaçamadığı bir durum olduğu için herhangi bir renge ya da gözle görünür ışımalara sahip değillerdir. Görünüşleri gereği karadelik olarak adlandırılırlar.

Karadelik Nasıl Oluşur?

Karadeliklerin varlıkları ilk 1915 yılında Einstein’ın genel görelilik teorisi sonucunda öngörülmüştür. Genel görelilik teorisine göre; yeterince sıkışık bir cisim uzay ve zamanı bir karadelik oluşturacak kadar bükebilir. Karadelik özellikleri oluşumları sırasında kazanılan niteliklerdir. Karadelik oluşması olarak adlandırılan olay; merkezden uzak bir noktada kaçış hızının ışık hızına eşit olduğu uzay-zaman deformasyonu oluşturmasıdır. Yapılan araştırmalar sonucunda direkt olarak gözlenemeyen gök cisimleri olmasından dolayı tam olarak nelerden oluştukları bilinmez.

Deformasyon denmesindeki nedenin oluşumundan emin olunamaması olsa da çalışmalar sonucunda uzay ve zamanı büken, büyük kütlelere ulaşabilen ve ışınım yaymayan gök cisimlerinin gerçek olması doğrudur. Yıldızları devasa termonükleer reaktörler olarak düşününce, reaktörlerin yakıtı yıldızın çekirdeğinde gerçekleşen füzyon tepkimeleridir. Bahsi geçen tepkimelerde hidrojen gibi küçük atom numarasına sahip elementeler, birbiri ile kaynar daha sonra helyum gibi daha büyük atom numaralı elementlere dönüşür.

Kaynaşma reaksiyonları sırasında ise etrafa bol miktarda enerji saçılır. Açığa çıkan enerji yıldızın içinde bulunan atomları dışarı doğru iter. Atomların etrafa saçılması sonucunda yıldızın dağılması söz konusu değildir, bunun nedeni de kütle çekimidir. Kütle çekimi sayesinde dengelenen kuvvetler sonucunda yıldız hidrostatik dengede kalabilir. Karadelik oluşumu sırasında muazzam bir işleyişten söz etmek mümkündür.

Füzyon tepkimesi zamanla yavaşlar ve denge bozulmaya başlar. Hidrostatik dengenin bozulması yıldızın kendi içine doğru çökmesine yol açar. Ağır elementlerin içe göçmeye başlaması sonucunda elektronlar oldukça yakınlaşır. Fiziksel kuvetler ortaya çıkmaya başlar ve sonucunda kuvvetli bir patlama gerçekleşir. Patlama olayına süpernova, büyük boyutlularınaysa hipernova adı verilir. Patlama sırasında yıldız iki yol izleyebilir. İzleyeceği yol belirlenirken önemli olan yıldızın kütlesidir. Gezegenimsiz bulutsu oluşturup beyaz cüce bırakabilir ya da süpernova patlaması geçirerek nörton yıldızı bırakır. Yıldızın kütlesi, güneş kütlesinden 20 ile 40 kat fazlaysa süpernova sonucunda karadelik oluşur. Karadelik nasıl oluşur sorusuna bu şekilde cevap verilebilir.

Karadelik Ölebilir mi?

Karadelik keşfi sonrasında ortaya atılan teorilerden biri de karadeliklerin ölebileceğidir. Etrafa bir şey saçmayan bir yapısı olduğu için bir gün öleceği düşünülmeye başlanmıştır. Stephen Hawking ve Jacob Beckenstein tarafından gerçekleştirilen çalışmalar bu düşünceği tamamen değiştirmiştir. Karadeliklerin etrafında Hawking Işıması adı verilen bir ışıma bulunur. Işıma sayesinde karadelikler buharlaşma yolu ile yok olabilir. Ancak yapılan çalışmalara göre karadeliğin buharlaşarak yok olması yaklaşık olarak on ya da yüz milyar yıl süren bir olaydır. Evrenin yaşı hesaba dahil edildiğinde cevap vermek daha kolay olabilir.

Karadeliklerin Boyutları

Karadeliğin sahip olduğu çap tamamen onun kütlesi ile alakalıdır. Karadeliklerin özellikleri incelendiğinde ortak noktaları oluşumları olsa da diğerleri özel şekilde ayrılabilir. Kütlenin fazla olması karadeliğin çapının büyümesine yol açar. Belirli formüller sayesinde karadeliklerin boyutları ayrı şekillerde hesaplanabilir. Anlaşılır olması için; dünya bir karadelik olacak şekilde sıkıştırılırsa çağı 1.75 santimetre olur. Güneşi bir karadelik olacak şekilde sıkıştırınca çapı 6 kilometre olur.