Kara delik keşfi ne anlama geliyor? Olay ufku nedir?

Amerikan Ulusal Bilim Vakfı öncülüğündeki astrofizikçiler ilk defa bir kara delik fotoğrafını çektiklerini açıkladı. Peki bu keşif ne anlama geliyor? İşte merak edilen 10 soru ve cevapları…

1- Kara delik nedir?

Bu fotoğrafın nasıl çekildiği ve önemini kavrayabilmek adına önce kara deliğin ne olduğunu anlamakta fayda var. Kara deliklerin çekim gücü o kadar fazladır ki ışığı bile içine çeker. Bu da kara deliklerin saptanmasını ve fotoğraflanmasını neredeyse imkansız hale getirir.

Başka bir deyişle ışığı bile yutan bu nesneler çevresinde ışık bulunmadığı için nerdeyse saptanamazlar. Bu da kara deliklerin evrenin en büyük gizemi olarak adlandırılmasına neden olmuştur.

2- Kara delik nasıl oluşur?

Güneşimiz gibi yıldızların iç basıncı kendi kütle çekimini yendiğinde yıldız çökmeye başlar.

Söz konusu çökme kara deliğin oluşmasına neden olur. Uzayda kara deliğe dönüşebilecek büyüklüğe sahip tek cisim yıldızlardır.

Örneğin bundan milyonlarca yıl sonra gezegenimizin içinde yer aldığı sistemin yıldızı Güneş bir kara deliğe dönüştüğünde Dünya dahil çevresindeki her şeyi (ışığı bile) içine çekecek.

3- Olay Ufku (Event Horizon) nedir?

Kara delikler ‘event horizon’ (olay ufku) olarak adlandırılan şeye sahiptir. Olay ufku dönüşü olmayan bir noktayı belirleyen bir sınır olarak adlandırılmaktadır. Zira bu eşiği geçen ışık ve madde kara delikten kaçamaz, ancak uzay ufku olay ufkunda parlayan bir çember oluşturacak şekilde eğilme meydana gelir.

İşte yayınlanan fotoğrafta kara deliğin “olay ufku” olarak adlandırılan, kütle çekiminin en güçlü olduğu eşik bölgesi görülebiliyor. Daha basit ifade etmek gerekirse olay ufku kara deliklerin sınırıdır.

4- Kara deliğin fotoğrafı nasıl çekilebildi?

Gezegenimizden 53 milyon ışık yılı, 520,000,000,000,000,000,000 kilometre uzaktaki Başak (Virgo) takım yıldızındaki M87 Galaksi’sinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin fotoğrafını çekmek için dünyanın farklı bölgelerinde yer alan 13 teleskop kullanıldı.

Yaklaşık 200 kişiden oluşan bir bilim ekibi, bu 13 teleskobu M87 galaksisi yönüne çevirip 10 gün boyunca kara deliği saptayabilmek umudu ile merkezini gözledi.

10 günün sonunda elde edilen veriler o denli büyüktü ki bunu internet üzerinden göndermek neredeyse imkansıza yakındı. Bu nedenle 13 teleskobun elde ettiği veriler yüzlerce sabit sürücüde depolanıp Boston ve Bonn’daki işlem merkezlerine aktarıldı ve ortaya bu ikonik kare çıktı.

Sadece 8 radyo teleskobunu kullanarak İstanbul’da bir kafede otururken Pekin’e baksaydınız Çin’in başkentinde elinde akıllı telefonu ile bir şeyler okuyan sıradan birinin ekranındaki harfleri tek tek seçebilirdiniz.

5- Çekilen bu fotoğraf neden bu kadar önemli?

EHT tarafından söz konusu karenin çekilmesi Albert Enstein’ın yirminci yüzyılın başında Genel Görelilik Kuramı (İzafiyet teorisi) bağlamında var olduğunu öne sürdüğü kara delikler konusunda yapılan ilk doğrudan gözlem.

Başka bir deyişle geçtiğimiz yüzyılda Enstein tarafından gözlem olmaksızın yapılan hesaplamalarla olması gerektiği ortaya konulan kara deliklerin varlığı kesin olarak kanıtlanmış oldu.

Artık teorinin doğruluğu konusunda ilk büyük kanıta sahip olan bilim dünyası teleskoplar ile elde edilen verilerin de yardımı ile kara delikler hakkında kafalardaki soruların yanıtını verecek yeni çalışmalara imza atabilecekler.

6- Albert Einstein konunun neresinde?

103 yıl önce Albert Einstein tarafından yayımlanan kütle çekimi geometrik kuramı ilk defa bilim dünyası tarafından gözlemlenebildi ve Einstein’ın kuramı tek bir fotoğraf ile teori olmaktan bir adım daha ileriye gitmiş oldu ve ilk büyük testini geçti.

Eğer elde edilen görüntü Einstein’ın teorisine uymasaydı ve gölge küresel olmasaydı, bu Einstein’ın teorisinin doğru olmadığı anlamına gelirdi.

Einstein’ın teorisi daha önce bir kara deliği fotoğraflama ile kıyaslandığında mikro sayılacak düzeyde test edilmiş ve başarıya ulaşmıştı.

Event Horizon Teleskobu ise İzafiyet Teorisi’nin bugüne kadar tabi tutulduğu en büyük sınavdı ve 103 yıl önce kaleme alınan teori hala uzayı anlayabilmek için en iyi referans kaynaklarından birisi olduğunu kanıtlamış oldu.

7- İzafiyet Teorisi nedir?

Genel görelilik (izâfiyet) ya da göreliliğin genel kuramı, 1916 yılında Albert Einstein tarafından yayımlanan kütle çekimin geometrik kuramı, ve bugün modern fizikte kütle çekimi tanımladığı düşünülen kuramdır.

8- Kara delik fotoğrafı neden bulanık?

Gerçek bir kara delik fotoğrafı ilk kez paylaşıldı.

Messier 87 Galaksisi’nin merkezinin Dünya’ya 53 milyon ışık yılı uzaklıkta olduğunu söylemiştik. Bu mesafenin kilometre cinsinden ifadesi ise şöyle: 520,000,000,000,000,000,000 kilometre.

Proje kapsamında Dünyanın farklı bölgelerinde bulunan 8 farklı uzay teleskobu, ortak bir ağda bir araya getirildi ve hepsinden elde edilen veriler daha sonra bir araya getirilerek bu fotoğraf elde edildi.

Yani, söz konusu fotoğrafın bulanık olmasının nedenlerinden biri mesafenin çok uzak olması diğeri de 8 farklı merkezden gelen verilerin birleştirilmesi.

9- Bu keşif uzay araştırmalarını nasıl etkileyecek?

Bu sorunun cevabını vermek için henüz oldukça erken. Kuşkusuz EHT’nin bu keşfi önümüzdeki dönemde sayısız astrofiziksel ve kozmolojik incelemeleri etkileyecektir.

Söz konusu bilimsel çalışmalar artık varlığı kanıtlandığından olay ufkunun dışındaki gaz ve manyetik alanlara ne olduğunu, kara delik etrafında dönen gaz disklerinin nasıl davrandığını anlamamıza yardımcı olacaklardır.

10- Ekipteki en genç isim Katie Bouman kimdir?

M87 Galaksisi’nin merkezinde yer alan süper kütleli kara deliğin fotoğrafının elde edilmesini sağlayan algoritmanın arkasında 29 yaşındaki Katie Bouman var.

Katie Bouman, ABD’de Indiana West Lafayette’de büyüdü.

2007 yılında West Lafayette Junior-Senior Lisesinden mezun oldu. Bir lise öğrencisiyken Purdue Üniversitesi profesörleriyle birlikte görüntüleme araştırması yaptı. İlk olarak 2007’de okuldaki Event Horizon Teleskobu’nu öğrendi.

Michigan Üniversitesinde elektrik mühendisliği okuyan Bouman, 2011 yılında mezun oldu. Doktora çalışmalarını tamamladığı Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (Massachusetts Institute of Technology) elektrik mühendisliği dalında yüksek lisans derecesi aldı.

Söz konusu algoritmayı da bu enstitüde (MIT) yüksek lisans öğrencisi iken hazırlamaya başladı. (Kaynak: NTV)

Kara Delik yaşadığımız simülasyonun çıkış kapısı mı?