Evrenin birinci vakitlerinin kaotik şartları, birinci yıldızlardan çok evvel pek çok ufak kara deliğin oluşmasına imkan sağlamış olabilir. Bu ilkel karadelikler onlarca yıldır teorize ediliyordu. Hatta şimdiye kadar bulunamayan ve kozmosun toplam kütlesinin yüzde 85’ini meydana getiren karanlık husus bile olabilirler.
Yine de şimdiye kadar hiçbir ilkel karadelik gözlenmemişti. Şimdiyse Tanınan Science Türkçe’nin aktardığı Buffalo Üniversitesinin eş öncülüğünde yürütülen yeni araştırmada, bu cisimlerin varlığını doğrulamak için büyüklü küçüklü fikirler öne sürülüyor ve bu cisimlerin geride bıraktığı işaretlerin çok büyükten (uzaydaki içi boş küçük gezegenlerden) çok küçüğe (Dünya’da bulunan kaya, metal ve cam üzere gündelik malzemelerdeki mikroskobik tünellere) kadar birçok boyutta değişiklik gösterebileceği söyleniyor.
Physics of the Dark Universe bülteninin aralık sayısında yayınlanacak olan ve şu an internet üzerinden görülebilen kuramsal bir çalışmada, kainattaki büyük, kayalık bir cisim içerisine hapsolmuş ilkel bir karadeliğin cismin sıvı çekirdeğini tüketeceği ve içini boş bırakacağı öne sürülüyor. Alternatif olarak ise daha süratli bir ilkel karadelik, Dünya üzerindeki malzemeler de dahil olmak üzere katı husustan geçmesi durumunda geride mikroskopla görülebilecek kadar büyük olan düz tüneller bırakabilir.
Çalışmanın eş muharriri olan ve Buffalo Üniversitesi Fen Bilimleri ve Güzel Sanatlar Fakültesinde fizik profesörü olarak misyon yapan Dejan Stojkovic, “Bu işaretleri bulma bahtı ufak olsa da onları aramak fazla kaynak gerektirmez” diyor ve ekliyor:
“Ayrıca potansiyel getirisi, yani ilkel bir kara deliğin birinci ispatı muazzam olur. Alışılmışın dışında düşünmemiz gerekiyor zira ilkel karadelikleri bulmak için şimdiye kadar yapılanlar işe yaramadı.”
Çalışmada, gezegen gibisi içi boş bir cismin kendi üzerine çökmeden ne kadar büyüyebileceği ve ilkel bir karadeliğin Dünya’daki bir cismin içinden geçme ihtimali hesaplanmış. Tayvan Ulusal Dong Hwa Üniversitesi ve Case Western Reserve Üniversitesinde çalışan makale eş muharriri De-Chang Dai, “Bu uzun ihtimaller yüzünden binlerce, milyonlarca ve hatta milyarlarca yıl boyunca var olmuş somut işaretlere odaklandık” diyor.
Stojkovic’in çalışması ABD Ulusal Bilim Vakfınca desteklenirken, Dai’nin çalışması da Tayvan Ulusal Bilim ve Teknoloji Kurulu tarafından desteklenmiş.
İÇİ BOŞ CİSİMLER, DÜNYA’NIN 1/10’UNDAN DAHA BÜYÜK OLAMAZ
Evren Büyük Patlama’dan sonra süratle genişlerken, uzaydaki alanlar etraflarına nazaran daha ağır hale gelmiş ve bunun sonucunda çökerek ilkel karadelikleri oluşturmuşlar (PBH’ler).
PBH’ler, ömrü sona eren yıldızların daha sonradan meydana getirdiği yıldız kütleli karadeliklerden çok daha düşük kütleye sahip olsa da yoğunlukları hâlâ inanılmaz derecede yüksek olur; bir dağın kütlesinin bir atom boyutundaki alana sıkıştırılması üzere.
Önceden kuramsal solucan deliklerinin bulunabileceği yerleri öne süren Stojkovic, bir PBH’nin oluşumu sırasında yahut oluştuktan sonra bir gezegenin, uydunun ya da asteroidin içerisine hapsolup hapsolamayacağını merak etmiş.
“Eğer cismin sıvı bir merkezi çekirdeği varsa, o vakit hapsolan bir PBH bu sıvı çekirdeği özümseyebilir” diyor Stojkovic. “PBH’nin yoğunluğu, dıştaki katı katmanın yoğunluğundan daha yüksek olur.”
Eğer cisme bir asteroid çarpar ve geriye içi boş bir kabuktan diğer şey bırakmazsa, PBH o vakit bu cisimden kurtulabilir.
Fakat bu türlü bir kabuk kendini destekleyecek kadar güçlü mü olur yoksa kendi tansiyonu altında mı çöker? Granit ve demir üzere doğal elementlerin kuvvetini yüzey tansiyonu ve yüzey yoğunluğu ile karşılaştıran araştırmacılar, bu türlü içi boş bir cismin Dünya’nın yarıçapının onda birinden fazlası olamayacağını hesaplamışlar. Bu durum, cismi düzgün bir gezegenden fazla ufak bir gezegen haline getiriyor.
“Bundan daha büyük olursa çöker” diyor Stojkovic.
Bu içi boş cisimler teleskoplarla tespit edilebilir. Bir cismin yörüngesi incelenerek kütlesi ve bu sebeple de yoğunluğu belirlenebilir.
“Eğer cismin yoğunluğu boyutu için fazla düşükse, bu içi boş olduğuna dair hoş bir işarettir” diyor Stojkovic.
Gündelik objeler karadelik detektörleri olabilir
Çalışmada PBH’lerin, sıvı bir çekirdeği olmayan cisimlerin yalnızca içinden geçerek geride düz bir tünel bırakabileceği öne sürülüyor. Örneğin 10 üzeri 22 gram kütleli bir PBH (10’un yanında 22 sıfır var), geride 0,1 mikron kalınlığında bir tünel bırakır.
Metal yahut diğer bir unsurdan oluşan büyük bir levha, kelam konusu tünellerin apansız ortaya çıkmasına karşı gözlenerek tesirli bir karadelik detektörü vazifesi görebilir. Ama Stojkovic, mevcut tünelleri çok eski malzemelerde aramanız halinde daha şanslı olacağınızı söylüyor; bunlar yüzlerce yıllık binalardan, milyarlarca yıllık kayalara kadar değişiklik gösteriyor.
Karanlık unsurun aslında PBH’lerden oluştuğu varsayılsa da araştırmacılar, bir PBH’nin bir milyar yaşındaki bir kayadan geçme ihtimalinin 0,000001 olduğunu hesaplamışlar.
“Maliyete karşılık getiriye bakmanız gerek. Bunu yapmak çok maliyetli mi? Hayır, değil” diyor Stojkovic.
Bu yüzden bir PBH’nin ömrünüz boyunca içinizden geçme ihtimali ufak. Geçse bile muhtemelen fark etmezdiniz.
İnsan dokusu, bir kayanın bilakis ufak ölçüde tansiyona sahip. Bu yüzden PBH ile parçalanmazdı. Ayrıyeten bir PBH’nin kinetik gücü devasa olsa bile bir çarpışma sırasında bu enerjiyi fazla çıkaramazdı zira çok süratli hareket ediyor.
“Bir mermi bir ortamda sesten daha süratli hareket ediyorsa, ortamın moleküler yapısının karşılık verecek vakti olmaz” diyor Stojkovic. “Bir kayayı bir pencereden fırlatırsanız kaya muhtemelen parçalanacaktır. Bir pencereye tabanca ile ateş ederseniz pencerede yalnızca bir delik bırakır.”
Yeni kuramsal çerçeveler gerekiyor
Stojkovic, bunun üzere kuramsal çalışmaların çok kıymetli olduğunu söylüyor ve bir vakitler mantıksız görünen pek çok fizikî kavramın artık beklenen görüldüğünü belirtiyor.
Stojkovic, bu alanın şu an birtakım önemli sorunlarla karşı karşıya olduğunu ve karanlık hususun de bunlardan biri olduğunu ekliyor. Gerçekleşen son büyük ihtilaller (kuantum mekaniği ve genel görelilik) yüz yaşında.
“Gezegendeki en zeki beşerler bu sorunlar üzerinde 80 yıldır çalışıyor ve şimdi tahlile ulaşamadılar” diyor. “Mevcut modellerin direkt bir uzantısına gereksinimimiz yok. Muhtemelen tümüyle yeni bir çerçeve gerekiyor.”
