Kara deliklerin, en azından bizim genelde hayal ettiğimiz bir biçimde, var olmadığını argüman eden bir makale yayımlayabilecek kadar gözüpek fizikçiler, muhtemelen mecnun diye bir kenara atılır. Lakin bu kozmik hesaplamaları yine tanımlama daveti Stephen Hawking’den gelince, şöyle bir bakmakta yarar var. İnternette yayımlanan bir makalede, İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nden Hawking ile çağdaş kara delik kuramının yaratıcılarından bir başkası, her kara deliği çevreleyen ve akabinde ışık da dahil hiçbir şeyin kaçamadığı bir bölgenin, yani olay ufku (event horizon) kavramının işini bitiriyor.
Bunun yerine, Hawking’in radikal önerisi, husus ve enerjiyi sadece muhakkak bir mühlet boyunca hapsedip, bir noktada karman çorman bir halde tekrar hür bırakan bir “bariz ufuk” (apparent horizon).
Hawking, Nature’a verdiği röportajda “Klasik kuramda kara delikten kaçmanın bir yolu yok,” diyor. Lakin kuantum kuramı “enerji ve bilginin kara delikten kaçmasına imkan sağlıyor.” Fizikçiler sürecin tam bir açıklamasının fakat yerçekiminin tabiatın öbür temel kuvvetleriyle[i] birleştirilmesiyle mümkün olabileceğini kabul ediyor. Lakin bu neredeyse yüz yıldır fizikçileri atlatmayı başaran bir maksat. Hawking’e nazaran “doğru yaklaşım gizemini koruyor.”
Hawking makalesini 22 Ocak 2014’te arXiv ön baskı sunucusunda yayımladı.[ii] Tuhaf bir halde ismini “Bilgi Korunumu ve Kara Delikler için Hava Durumu Tahmini” (Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes) koyduğu makalesi şimdi hakem heyeti değerlendirmesinden geçmeyi bekliyor. Bu makale, Santa Barbara, Kalifornayi’daki Kavli Kuramsal Fizik Enstitüsü’ndeki bir toplantıda Skype üzerinden yaptığı bir konuşmaya dayanıyor (konuşmanın kaydedilen videosu).
Yangınla Mücadele
Hawking’in yeni çalışması, 2012’de Kavli Enstitüsü’nden fizikçi Joseph Polchinski ve meslektaşları keşfettiğinden beri fizikçilerin sonunu bozan, kara delik ateş duvarı paradoksu olarak bilinen kavramı çözmeye yönelik.
Bir fikir deneyinde, araştırmacılara şansız bir astronot bir kara deliğe düşerse ne olacağı soruldu. Einstein’ın genel görelilik kuramının kolay bir matematiksel sonucu olan olay ufukları, birinci olarak Alman astronom Karl Schwarzchild tarafından 1915 sonlarında, kuram yayınlandıktan bir aydan kısa bir mühlet içerisinde Einstein’a yazılan bir mektupta öne çıkarıldı. Bu resme nazaran fizikçilerin uzun vakittir doğruluğunu varsaydığı fikir, astronotun çekiştirilip, spagetti üzere uzayarak, peyderpey içeri çekilmeden ve nihayetinde tekillikte, kara deliğin varsayımsal sonsuz yoğunluktaki merkezinde ezilmeden evvel, onu bekleyen dehşetli sondan habersiz bir hâlde, olay ufkunu huşu içinde geçtiği fikriydi.
Ancak durumu detaylı bir biçimde inceleyen Polchinski’nin grubu, küçük ölçekteki parçacıkları yöneten kuantum mekaniği kanunlarının, durumu büsbütün değiştirdiğine dair hayret verici farkındalığa eriştiler. Dediklerine nazaran, kuantum teorisi olay ufkunun, astronotu yakıp kavuracak yüksek güçlü bir bölgeye yani bir “ateş duvarına” dönüşeceğini öngörüyordu.
Bu durum kaygı vericiydi, zira her ne kadar ateş duvarı kuantum kurallarına itaat etse de, Einstein’ın genel görelilik kuramını deliyordu. Bu kurama nazaran, özgür düşüşte olan biri fizik kurallarını kainatın her yerinde, ister bir kara deliğe düşüyor ister galaksiler ortası boşlukta süzülüyor olsun, birebir halde görmeliydi. Einstein’a nazaran olay ufku sıradan bir yer olmalıydı.
Ufkun Ötesi
Şimdi Hawking yeni ve cezbedici derecede kolay bir seçenek öneriyor. Kuantum mekaniği ve genel görelilik olduğu üzere kalırken kara deliklerin alev alabilecek bir olay ufku bulunmuyor. Tezinin temeli kara deliklerin etrafında kuantum tesirlerinin, kara deliklerin etrafında keskin sonlu bir yüzeyin var olabilmesi için uzay vakitte fazla hareketli dalgalanmalara neden olduğuna dayanıyor.
Hawking, olay ufkunun yerine “bariz ufuk” ismini verdiği, kara delikten kaçmaya çalışan ışık huzmelerinin asılı kalacağı bir yüzey öneriyor. Genel göreliliğe nazaran, değişmeyen kara delikler için bu iki ufuk özdeş zira kara delikten kaçmaya çalışan ışık fakat olay ufkuna kadar ulaşabiliyor ve orada tutuluyor, tıpkı bir koşu bandına mahkûm olmuş üzere. Lakin prensipte bu iki ufuk ayrıştırılabilir. Şayet daha fazla unsur kara deliğe çekilirse, olay ufku genişleyip şişecek, bariz ufuktan daha büyük hale gelecektir.
Öte yandan 1970lerde Hawking, kara deliklerin “Hawking Işıması” yayarak yavaşça küçülebileceğini göstermişti. Bu durumda olay ufku, kağıt üzerinde, bariz ufuktan daha küçük gelecektir. Hawking’in yeni önerisi, bariz ufkun gerçek hudut olduğu. Hawking, “Olay ufkunun olmaması, ışığın sonsuza kaçamayacağı bir kara deliklerin olmadığı manasına geliyor,” diye yazıyor.
1970lerde Hawking ile birlikte çalışmış, Edmonton Kanada’daki Alberta Üniversitesi’nden fizikçi Don Page, “Hawking’in çizdiği fotoğraf makul görünüyor” diyor. “Bir olay ufku yok demek kulağa radikal geliyor olabilir. Lakin bunlar yüksek derecen kuantum şartlar ve olay ufku olarak işaretlenebilecek kesin bir alanın olup olmadığını bir kenara bırakın, uzay vakit hakkında bile mana karmaşası var.”
Page, Hawking’in olay ufuksuz bir kara deliğin var olabileceği istikametindeki teklifini kabul etse de, bunun ateş duvarı paradoksunu çözmek için kâfi olup olmadığına dair kuşkuları var. Süreksiz bir bariz ufkun varlığının, olay ufkunun yarattığı meselelerin aynılarını yaratabileceği konusunda uyarıyor.
Olay ufkunun bilakis, bariz ufuk vakitle yok olabilir. Page, Hawking’in açtığı kapının, “prensip olarak rastgele bir şey bir kara delikten çıkabilir” üzere çok bir senaryoya çıktığını belirtiyor. Hawking makalesinde bir bariz ufkun nasıl yok olacağının ayrıntısına girmese de, Page, bariz ufuk Kuantum mekaniği ve yerçekiminin tesirlerinin birleşeceği makul bir boyuta küçüldükten sonra, ortadan kaybolmasının makul olduğunu düşünüyor. O noktada, evvelden kara deliğin içine sıkışan ne varsa dışarı salınacaktır (Tabii pek de âlâ bir biçimde olmayacaktır).
Eğer Hawking haklıysa, kara deliğin merkezinde bir tekillik bile olmayabilir. Onun yerine unsur, bariz ufkun arkasında süreksiz bir müddetliğine alıkoyulur ve kara deliğin çekimi nedeniyle vakitle içeri çekilir fakat merkezde asla tam olarak parçalanmaz. Bu unsur hakkındaki bilgi yok edilmez lakin o kadar karışık bir hale gelir ki, Hawking ışıması sonucu dışarı salındığında epeyce farklı bir formda olur, bu da birinci başta içeri yutulan hususun bir vakitler ne olduğunu anlamayı imkânsız hale getirir.
Page, bunun “yaktığınız bir kitabı küllerinden tekrar oluşturmaktan daha zor” olacağını söylüyor. Hawking makalesinde bunu hava durumunu varsayım etmekle kıyaslıyor: teoride bu mümkün lakin pratikte hasiyetle yapmak çok güç.
Bununla birlikte Polchinski, olay ufukları olmayan kara deliklerin tabiatta var olduğu konusunda kuşkucu. Buna neden olacak yırtıcı dalgalanmaların kozmosta çok ender olduğunu düşünen Polchinski, “Einstein’ın yerçekiminde, kara delik ufku uzayın rastgele bir bölgesinden farklı değil” diyor. “Kendi etrafımızda uzay vakit dalgalanmalarını asla görmüyoruz: büyük ölçekte çok az olaylar bunlar.”
Kaliforniya Üniversitesi’nden, Hawking’in eski bir öğrencisi olan teorik fizikçi Raphael Bousso, bu son katkının fizikçilerin ateş duvarlarının var olma mümkünlüğünü ne derece “nefret uyandırıcı” bulduğunun altını çizdiğini söylüyor. “Kara deliklerin içinde onlardan kaçılamayacak bir noktanın olmadığı fikri, birtakım istikametlerden ateş duvarlarının varlığının öne sürülmesinden bile daha radikal ve tartışmalı bir husus. Lakin Hawking’in kara delikler ve bilgi hakkındaki birinci makalelerinden 40 yıl sonra bile bu bahisleri tartışıyor olmamız, onların devasa ehemmiyetine dair bir ispat.”
*Bu yazı, Zeeya Merali’nin nature.com’da yayımlanan makalesinden çevrilmiştir.
[i] Ç.N. Birlikte tabiatın tümünü tanımlayan, fizik kuram ve maddeleri çerçevesinde belirlenmiş dört temel etkileşim: Güçlü Kuvvet, Zayıf Kuvvet, Elektromanyetik Kuvvet, Yerçekimi Kuvveti
[ii] Hawking, S. W. Preprint at http://arxiv.org/abs/1401.5761 (2014).
