Kara delikler karanlık enerjiden mi meydana geliyor?

Hawaii Üniversitesi

Manoa’da görev yapan iki Hawaii Üniversitesi araştırmacısı, evrenin büyümesini modellemek amacıyla Einstein’ın denklemlerini uygularken, geçmişte yapılan küçük bir hatayı tespit etti ve düzeltti.

Fizikçiler, genellikle, evren gibi kozmolojik açıdan çok büyük olan bir sistemin, içinde bulunan küçük sistemlerin etkileri karşısında kayıtsız olduğunu varsayarlar. Ne var ki Hawaii Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nde doktora sonrası araştırma görevlisi olan Kevin Croker ve Matematik Bölümü’nde öğretim üyesi olan Joel Weiner, bu varsayımın, devasa yıldızların çöküşünden ve patlamasından geriye kalan ve bir yerde yoğunlaşan cisimler söz konusu olduğunda çuvallayabileceğini ortaya koydular.

ZERRENİN EVRENLE DANSI

Croker, "80 yıldan beridir, genel bağlamda, uzaydaki herhangi bir küçük bölgenin kendine has özelliklerinin evrenin sonsuz hareketlerini etkilemediği varsayımıyla hareket ettik,” diyor. "Şimdiyse, genel göreliliğin, ortalama bir kent büyüklüğünde bir alan kaplayan çökmüş yıldızları, bir bütün olarak evrenin hareketlerine bin milyar kere milyar kat daha fazla bağlayabildiğini anladık.”

Croker ve Weiner, evrenin genişleme hızının, buna benzer aşırı yoğun nesnelerin ortalama etkisine karşı duyarlı olabileceğini ortaya çıkardı. Ayrıca, nesnelerin kendileri, bileşimlerinin içeriğine bağlı olarak, enerji kazanarak ya da yitirerek evrenin büyümesiyle bağlantılı olabilirler.

Bu sonuç, kozmolojik ve kompakt (yoğun) nesne fiziği alanları arasında hiç beklemediğimiz bazı bağlantıları açığa çıkardığı için önemlidir ve bu bulgu da çok sayıda yeni gözlemsel öngörünün önünü açabilir.

Bu çalışmanın bir başka sonucu, evrenin genişleme hızının, hayatlarının sonuna gelen yıldızlara ne olduğuyla ilgili bilgi sunması. Gökbilimciler, genellikle büyük yıldızların öldükleri zaman kara delikler oluşturduğunu varsayarlar; fakat bu, mümkün görünen tek netice değil.

GLINER’İN GEODE’LERİ

1966 yılında, Leningrad’da bulunan 'Ioffe Fiziko-Teknik Enstitüsü’nde genç bir fizikçi olan Erast Gliner, devasa yıldızların, günümüzde ‘Karanlık Enerjinin Jenerik Nesneleri’ (GEODE’ler) diye adlandırılabilecek şeylere çökmesi gerektiğine ilişkin alternatif bir varsayım önerdi. Bunlar, dışarıdan bakıldığında kara delikler gibi görünür ama kara deliklerin aksine, tekillik yerine karanlık enerji barındırırlar.

1998’de birbirinden bağımsız iki gökbilimci grubu, evrenin genişlemesinin, karanlık enerjinin yaptığı düzenli katkı sayesinde tutarlı bir şekilde hızlandığını keşfetti. Bununla beraber, GEODES’lerin bu şekilde bir katkıda bulunabileceği onaylanmadı.

Croker ve Weiner, düzeltilmiş biçimsellik tekniğini kullanarak, en eski yıldızların bir kısmının kara delikler yerine GEODE’lere çökmesi halinde, bugünkü ortalama katkılarının gereken düzenli karanlık enerjiyi doğal olarak üreteceğini ortaya koydu.

Çalışmanın sonuçları, LIGO-Başak gözlemevleri ortaklığıyla yerçekimi dalgaları vasıtasıyla gözlemlenen, çarpışan ikili yıldız sistemleri söz konusu olduğunda da geçerli. LIGO Gözlemevi, çarpışan ve ikili kara delik sistemi gibi görünen olguyla ilgili ilk gözlemlerini 2016 yılında paylaştı.

BEKLENMEDİK DÜZEYDE AĞIR

Evrende bu tür sistemlerin keşfedilmesi beklenen bir durumdu ama bu gökcismi çifti beklenmedik bir düzeyde ağırdı; kabaca, bilgisayar canlandırmalarında öngörülen kara delik kütlelerinden 5 kat daha fazla ağırlığa sahipti.

Croker ve Weiner, düzeltilmiş biçimsellik aracılığıyla, LIGO-Başak gözlemevlerince gözlemlenen şeyin ikili kara delik çarpışmaları yerine, ikili GEODE çarpışmaları olup olmadığını değerlendirdi. GEODE’lerin, bu tür çarpışmaların yaşandığı zaman zarfında evrenle birlikte büyüdüğünü keşfettiler. Çarpışmalar gerçekleştiğinde meydana gelen GEODE kütleleri, LIGO-Başak gözlemevlerinin verileriyle kabaca uyumlu biçimce, 4 ilâ 8 kat daha büyüyordu.

Croker ve Weiner, ulaştıkları teorik sonuçları GEODE’lerle ilgili senaryonun gözlemsel bulgularından ayrı tutmaya özen göstererek, "kara deliklerin kesinlikle ölmediğini” vurguluyorlar. “Göstermiş olduğumuz üzere, GEODE’lerin gerçekten de mevcut olması durumunda, gözlemlenmiş ama şu an için ikna edici açıklamaları olmayan olgular kolayca açığa çıkabilir. Kendisini dışlamanın birçok yolu da dahil olmak üzere, bir GEODE senaryosuyla ilgili çok sayıda gözlemsel sonuç öngörüyoruz. Genel görünümü ortaya çıkarma noktasında henüz işin başındayız.”

* Yazının aslı Science Daily sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)