Evrenden daha yaşlı karadeliklerin peşinde

Doğan Barış ABBASOĞLU Haberleri —

  • Bilim dünyası kaşifler için biraz sıkıcı hale geldi. Ama yine de çokaz umutları olsa da bugüne kadarki literatürü bir anda alt üst edebilecek keşifler peşinde koşan birçok bilim insanı var. Evrenden daha yaşlı ilkel kara delikler de bu fikirlerden biri.

Günümüzde, evrenimizdeki tüm madde ve enerjinin 13,8 milyar yıl önce gerçekleşen ve Büyük Patlama olarak adlandırdığımız tek bir anda ortaya çıktığı yönündeki açıklama neredeyse tartışma götürmez bir gerçek gibi düşünülüyor.

Büyük Patlamayla ilgili en büyük sorun, bunun nedeni olarak ortaya atılan tekillik, yani sonsuz yoğunlukta bir noktanın açıklanabilir olmamasıdır. Örneğin evrenin işleyişi konusundaki en iyi açıklamalarımızdan biri olan Albert Einstein’in genel görelilik yasası bu teklik anında tamamen işlevsizdir. Bu anı mevcut evrendeki teorilerimizle açıklayamıyoruz.

Sıçrama modeli

Bazı bilim insanları bu nedenle bizimkine benzer bir evrenin tek bir noktaya çökelip yeniden genişlediğini düşünüyor. Buna göre her şeyin bir anda ortaya çıkması yerine evren sonu bir başka Büyük Patlama olan döngüsel bir varlıktır. Bu döngü Büyük Patlamanın başındaki sonsuz yoğunluktaki tekliğin de açıklamasını içinde barındırır.

Sıçrama modeli olarak nitelendirilen bu konsept üzerinde çalışan bilim insanları, Büyük Patlamadan bir önceki evrenden kalma bazı karadeliklerin kurtulmuş olma ihtimalini öne atıyor.

Hatta bazı bilim insanları sıçrama modelindeki büyük çöküş sırasında da aynı Büyük Patlamada olduğu gibi kara deliklerin oluşabileceğini düşünüyor. Hatta bu karadelikler, günümüzde galaksileri bir arada tutan karanlık maddeyi ya da süper kütleli karadeliklerin kökenlerini açıklayabilir.

Bu konuda günümüzde yapılan çalışmalardan en göze çarpanı Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesinde Yi-Fu Cai tarafından yürütülen çalışma. Bu araştırmacılar ilkel kara deliklerin galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara delikleri oluşturmuş olabileceği fikrine ilişkin kanıt bulmaya çalışıyor.

Süper kütleli kara deliklerin kütleleri güneşin kütlesinin 1 milyon ila 10 milyar katı arasında değişiyor. Bu tür karadeliklerin çok yaşlı olduklarını biliyoruz. Bu karadeliklerin nasıl bu kadar büyük, bu kadar hızlı büyüyebildikleri sorusu henüz cevap bulamadı. Çok popüler bir fikir olmasa da bazı bilim insanları bu kara deliklerin ilkel kara delikler tarafından tohumlanmış olabileceğini düşünüyor.

İlkel karadelikler ve karanlık madde

Evrenimizin yaklaşık yüzde 30'unu oluşturmasına rağmen, gökbilimciler karanlık maddenin tam olarak ne olduğu konusunda çok fazla bir fikir sahibi değil. Bazı bilim insanlarına göre ilkel kara delikler bu sorunun yanıtı ya da en azından bir parçası olabilir. Bu görüş ilkel kara deliklerin, galaksilerin sınırlarında bulunduğunu ve bu şekilde galaksiler içindeki maddelerin bir arada durduğunu savunuyor.

Tabii bu iyimser bir tahmin çünkü bu durum ilkel karadelikleri nerede bulacağımızı biliyoruz demektir. Ancak ilkel karadelikler uzayda sessizce dolanıyorsa görülmeleri neredeyse imkansız.

Birleşme halinde tespit edilebilirler

Büyük ilkel kara delikleri aramanın bir başka yolu da iki ilkel karadeliğin birleşmesinin ardından oluşan yerçekimi dalgalarının tespitidir. Günümüzde LIGO ve VIRGO gibi yerçekimsel dalga gözlemevleri normal kara delik birleşmelerini tespit etti. LISA gibi gelecekteki projelerin şu anda tespit edebildiklerimizden farklı kütlelerdeki birleşmeleri tespit edebileceği düşünülüyor.

Alternatif olarak, ilkel kara delikler küçük olabilir. Sadece belli bir kütleden fazlasına ulaşan ilkel karadelikler teorik olarak bugün varlığını sürdürüyor olabilir. Çok yaşlı olmaları nedeniyle bir karadeliğin yaşlanması nedeniyle gerçekleşen ölümünü tespit edebilirsek ilkel karadelikleri gözlemleyebiliriz.

Süper kütleli karadeliklerin tohumları

Karanlık maddeyi tam olarak açıklayamasalar bile, astrofizikte ilkel kara deliklerin yanıtlayabileceği ikinci bir sorun var. Karanlık maddeyi açıklamak için gerekli olandan farklı - daha büyük - boyuttaki ilkel kara delikler, astronomların büyük galaksilerin merkezlerinde görülen süper kütleli kara delikleri açıklayabilir. Güneş'in kütlesinin milyonlarca ya da milyarlarca katı olan bu kara delikler bir ya da birkaç yıldızın patlamasıyla oluşamaz. Gökbilimciler bu kara deliklerin oraya nasıl geldiklerini ya da onları neyin yarattığını bilmiyor. Bir düşünceye göre bu karadelikler evrenimizin ilk saniyesinden beri var olan ve süper kütleli kara deliklerin büyüyebileceği tohumlar olarak hizmet eden ilkel kara deliklerden inşa edilmişlerdir.

Karadelikler Büyük Patlama öncesinde de var mıydı?

Ancak bu açıklama da yanlış olabilir. Zira ilkel kara deliklerin evren sadece 1 saniye yaşındayken oluşması gerekiyor. Mümkün olan en son anda oluşmuş ilkel kara delikler bile, fizik kurallarına göre, Güneş'in yalnızca 100.000 katı kadar kütleye sahip olacaktır ki bu da süper kütleli kara delik ağırlık sınıfına girmez. Bugün gördüğümüz daha da büyük kara delikleri elde etmek için çok fazla malzeme çekmeleri ve çok hızlı büyümeleri gerekir. Bu imkansız değildir, ancak bugün var olan çok sayıdaki süper kütleli kara deliği açıklama olasılığı daha düşük olabilir.

İşte bu noktada da Büyük Patlamadan önce var olduğu düşünülen karadeliklere gidiyoruz ki, böylesi bir fikrin doğrulanabilmesi dahi bugün evrenle ilgili bilinen tüm açıklamaları altüst edecek nitelikte.

 

* * *

Evrenin en eski 3 galaksisinin 'doğumu' gözlemlendi

Yeni bir araştırmaya göre, James Webb Uzay Teleskobu evrendeki en eski galaksilerden bazılarının doğumunu ilk kez gözlemlemiş olabilir.

Science dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada araştırmacılar, Büyük Patlama'dan sadece 400 ila 600 milyon yıl sonra ilkel bir hidrojen ve helyum gazı bulutundan filizlenen üç bebek galaksinin tespit edildiğini bildirdi.

Bilim insanlarına göre bu keşif, ilk yıldızların ve galaksilerin etraflarındaki karanlık, yoğun gaz bulutlarını ilk kez delmeye başladığı ve böylece bugün bildiğimiz şeffaf evreni ortaya çıkardığı, reiyonizasyon çağı olarak bilinen karanlık döneme bir pencere açabilir.

Çalışmada araştırmacılar, Büyük Patlama'dan en fazla 600 milyon yıl sonrasında oluştuğu bilinen 12 erken galaksiye bakmak için JWST'yi kullandılar. Ekip gözlemlerinde özellikle radyasyonun o dönemde evreni kaplayan yoğun elektriksel olarak nötr hidrojen gazı bulutları tarafından emildiği galaksileri aradı. Bu tür bir emilim, galaksilerin bu gazı aktif olarak yeni yıldızlara dönüştürdüğünü gösteriyor.

Ekip, antik galaksilerin spektrumlarına veya yaydıkları ışığın farklı dalga boylarına bakarak, üçünden gelen ışığın büyük miktarlarda nötr hidrojen gazı tarafından emildiğine dair kanıt buldu.

Bu erken dönem yıldız oluşumu, evreni kozmik karanlık çağlar olarak adlandırılan dönemden çıkarıp yeniden iyonlaşma dönemine sokmak için çok önemliydi. Yıldızlar ve galaksiler erken evrenin yoğun gaz bulutlarından ortaya çıktıkça, yıldız radyasyonları çevrelerindeki gazı iyonize etti veya yükledi, uzayı yavaşça kalın bir opak hidrojen çorbasından şu anda gördüğümüz berrak ve şeffaf evrene dönüştü.

 

* * *