İlk olarak bu yüzyılın başında varlıkları tespit edilen kara delikler hakkında birçok araştırma yapılıyor olsa da kara delikler hala birçok gizemi içinde barındırıyor. Kısa süre önce yapılan bir keşif ise bilim dünyasında çığır açtı ve kara deliklerle ilgili önemli bilgilere ulaşılmasını sağladı. Yapılan keşif kuantum ve parça fiziği alanında pek çok yeni keşfin kapısını aralayacak.
Birkaç fizikçi, bir kara deliğin entropisindeki kuantum yer çekimi düzeltmeleri üzerinde çalışırken kara deliklerin etraflarındaki uzay boşluğuna basınç uyguladığını keşfetti. Uygulanan basınç miktarı az olsa da bu durum, Stephen Hawking’in kara deliklerin radyasyon yaydığı ve bu nedenle yalnızca belirli bir sıcaklığa sahip olmakla kalmayıp, yığılma olmadığında zamanla küçüldüğü yönündeki tahminine de uyuyor.
İngiltere’deki Sussex Üniversitesi’nden fizikçi ve gökbilimci Xavier Calmet keşifle ilgili, “Schwarzschild kara deliklerinin sıcaklığa ek olarak basınçlarının da olduğunu bulmayı beklemediğimiz, keşfimiz bizi oldukça heyecanlandırdı. Kara delikleri yalnızca genel görelilik içinde ele alırsanız, merkezlerinde bildiğimiz fizik kurallarının yıkılması gereken bir tekilliğe sahip olduklarını görürsünüz. Kuantum alan teorisini genel göreliliğe dâhil ettiğimizde kara delikleri yeniden tanımlayabilmeyi umuyoruz” dedi.
Calmet ve meslektaşı Folkert Kuipers, basıncı buldukları esnada kara deliklerin olay ufkunu incelemek üzere kuantum alan teorisini kullanarak hesaplamalar yapıyordu. Özellikle kara deliğin olay ufkundaki dalgalanmalarını anlamaya çalışan ikili, düzenlilikten düzensizliğe geçişin ölçütü olan entropide yaşanan değişikliklerin dalgalanmalarla ilişkisi üzerinde çalışıyordu.
Calmet ve Kuipers hesaplama yaparken denklemlerinde fazladan bir değerle karşılaşıp durdu. Bu değerin kara deliğin basıncı olduğunu hemen anlayamadılar. Kuipers basıncın keşfiyle ilgili olarak, “Denklemlerimizde elde ettiğimiz gizemli sonucun, aylardır üzerinde çalıştığımız kara deliğin sahip olduğu basıncı gösterdiğini fark ettiğimiz anda heyecandan havalara uçtuk” dedi. Bu fazlasıyla düşük olan basınca neyin sebep olduğu henüz bilinmiyor.
İlginçlikler burada da bitmiyor, keşfedilen basınç pozitif değil negatif. Dünya’da deniz seviyesinde 1 bar olan basınca kıyasla, Güneş’in kütlesinde bir kara deliğin basıncı -2E üzeri -46 bar olarak ifade ediliyor.Bu duruma göre; Kara delikler büyümüyor, aksine küçülüyor. Bu yeni bilgi Stephen Hawking’in kara deliklerin küçülmesi tahminini doğruladı. Öte yandan Hawking’in belirttiği gibi radyasyonla negatif basıncın ilişkili olup olmadığı, ilişkiliyse de bu ilişkinin nereden kaynaklandığını belirlemek imkânsız gibi duruyor.
Bunlara ek olarak, bu keşif başka çalışmalarımızda da ilginç çıkarımlara ulaşmamızı sağlayabilir.
Mesela genel görelilikle (makro ölçeklerde işliyor) kuantum mekaniğini (son derece mikro ölçeklerde işliyor) uzlaştırma girişimimiz konusunda nasıl bir etki yaratacağını görmeyi dört gözle bekliyoruz, zira bu girişimin anahtarının kara delikler olduğunu düşünüyoruz. Kara deliklerin tekilliği, matematiksel olarak son derece yüksek yoğunluklu tek boyutlu bir nokta olarak tanımlanıyor. Bu noktada genel görelilik bozulurken etrafındaki yer çekimi alanı görelilik olmaksızın tanımlanamıyor. Bu ikisinin nasıl birbirleriyle uyum hâlinde olduğunu bulmak, kara deliklerle ilgili önemli bir gizemi çözmemizi sağlayabilir. Genel göreliliğe göre, kara deliğe düşen bilgiler sonsuza kadar yok olmuş olabilir. Kuantum mekaniğine göreyse bu mümkün değil. Buna ‘kara delik bilgi paradoksu’ diyoruz. Kara deliklerin etrafındaki uzay-zamanı matematiksel olarak irdelemek, bu paradoksu çözmemize yardımcı olabilir. Calmet keşfin sağladığı olasılıklarla ilgili olarak, “Buluşumuzu bu doğrultuda atılmış bir adım olarak sayabiliriz. Üzerinde çalışma yürüttüğümüz kara deliğin basıncın çok düşük olsa da basıncın mevcut olması dahi astrofizik, parçacık fiziği ve kuantum fiziği araştırmaları hususunda pek çok yeni olasılığı ortaya çıkardı” diyor.
