Uzay-zamanda meydana gelen kara delikler, adlarının aksine kara değildir. Uzaydaki kara delikler gök cisimleri gibi radyasyon yayarlar ve buna Hawking radyasyonu denir. Adını ünlü bilim adamı Stephen Hawking’den almıştır. Hawking bu şekilde karadeliklerin termal özelliklerini açıkladı. Hawking radyasyonunu anlamak için önce kara deliklerin bazı özelliklerini bilmek gerekir. Bir gök cisminin yerçekimi alanından kaçmak için aşılması gereken ilk hıza kaçış hızı denir. Örneğin; Bir nesnenin Dünya’nın yerçekiminin etkisinden kurtulmak için saniyede yaklaşık 11 kilometre hızla Dünya’dan uzaklaşması mümkündür. Kara delikleri diğer bazı gök cisimlerinden ayıran en benzersiz özellik, etraflarında bir dizi olayın meydana gelmesidir. Olaylar dizisi karadeliği çevreleyen küresel bir yüzey şeklindedir ve bu yüzeyden kaçış hızı maddenin ışık hızına eşit bir seviyededir. İzafiyet teorisinde de belirtildiği gibi ışık hızı aşılamadığı için kara deliğe düşen bir cisim olaylar zincirinden geçerek tekrar kara delikten çıkamaz. Peki kara delikler nasıl ışıyabilir?
Hawking radyasyonu olarak tanımlanan süreç, boşluktaki kuantum dalgalanmaları sonucunda madde-antimadde çiftlerinin oluşmasıyla başlar. Bazen dizilimin yakınında oluşan parçacıklardan biri kara delikten uzaklaşırken, bir diğeri kara deliğin içine düşerek gözden kayboluyor. Bu işlem sonunda kara deliğin dışındaki parçacıklar pozitif enerji düzeyine sahip oldukları için kara deliğin kütlesi azaldığı için enerjisi de azalır. Bu anlamda kara delik mekaniğinin kanunları ile termodinamiğin kanunları arasında büyük benzerlikler vardır. Bu tür benzetmeleri kullanarak, olaylar dizisinde karadeliklerin sıcaklığını yerçekimi alanıyla ilişkilendirmek mümkündür. Kara deliğin oluştuğu bölgenin çapı, kara deliğin kütlesi ile doğru orantılı olarak artarken, kara deliğin çekim alanının boyutu, kara deliğin kütlesi ile ters orantılı olarak küçülür.
Bu nedenle, daha küçük kütleli kara delikler daha sıcaktır ve daha fazla radyasyon yayar. Bu nedenle bir karadelik ışıyarak kütle kaybettiğinde sıcaklığının o oranda artacağı ve daha yüksek oranda kütle kaybetmeye başlayacağı anlamına gelir. Güneş kütlesine sahip bir kara deliğin sıcaklığı yaklaşık olarak kelvin’in milyarda biri kadardır. Bu boyuttaki ve çevresinden kopuk bir kara deliğin radyasyonla yok olması yaklaşık 1067 yıl alacaktır. Ay kütlesine sahip bir kara delik, kozmik arka plan radyasyonunun sıcaklığı olan yaklaşık 2,7 K’dir.
kaynak:
Bilim ve Teknoloji Dergisi
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]