Kozmosun en gizemli yapılarından olan kara delikler hakkında bilim dünyası yeni bilgiler edinmeye devam ediyor. Yapılan yeni bir araştırmaya nazaran harika kütleli kara delikler çarpışmaya hakikat ilerlediklerinde ışık suratının 1/10’u kadar hıza ulaşabiliyorlar. Çalışma kapsamında araştırmacılar kainatın bu en uç çarpışmaları için yeni bir sürat sonu belirledi. Kara deliklerde yeni keşif
Yeni araştırmaya nazaran, çarpışan kara delikler için “mümkün olan azamî geri tepme hızı” 102 milyon km/saat ile ışık suratının yaklaşık onda birini aşıyor. Physical Review Letters mecmuasında yayınlanan çalışmaya nazaran bu tepe, çarpışma şartları iki kara deliğin birbirine yaklaşırken birleşmesi ya da dağılması ortasındaki devrilme noktasında olduğunda ortaya çıkıyor.
Araştırmacılar daha sonra Einstein’ın Genel Görelilik denklemlerini kullanarak bu suratın aşılamayacağını matematiksel olarak kanıtlamayı umuyor ve bu da fiziğin temel maddeleri için potansiyel sonuçlar doğuruyor. Bilim insanları keşiflerinin daha üniversal bir tarif olabileceğine inanıyor. Yeni keşfedilen bu sürat sonunun, “evrendeki en küçük objeden en büyük objeye kadar” her şeyi etkileyen daha büyük bir fizikî yasalar kümesinin modülü olabileceğini söylüyor.
Uzay-zaman dokusundaki sarsıntılar
İki kara delik birbirinin yakınından geçtiğinde, birbirlerinden ayrılmadan evvel ya birleşecek ya da ortak kütle merkezleri etrafında dönmeye başlayacaklardır. Kara deliklerin birbirlerinden ayrılıp ayrılmamaları ya da birbirlerinin içine hakikat spiral çizip çizmemeleri, en yakın yaklaşma noktasındaki ayrılıklarına bağlı.
Rochester Teknoloji Enstitüsü’nde (RIT) matematik ve istatistik profesörü olan çalışmanın eş müellifi Carlos Lousto ve çalışmanın ortak muharriri James Healy, birbirlerinden farklı uçan kara deliklerin mümkün azamî geri tepme suratını belirlemek için sayısal simülasyonlar çalıştırmak üzere süper bilgisayarlar kullandı. Bu hesaplamalar, etkileşim halindeki iki kara deliğin nasıl evrimleşeceğini açıklayan Genel Görelilik denklemleri üzerinden yapıldı.
Bu cins çarpışmalardan kaynaklanan yerçekimi dalgalarının boyutunu varsayım etmek için sayısal teknikler yerçekimi dalgalarının Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) tarafından birinci kere tespit edilmesinden evvel hayli sonluydu. LIGO’nun faaliyete geçmesinden sonra yaklaşık 100 kara delik çarpışması gözlemledi. Böyle bir çarpışmanın dataları sayısal görelilik bilgileriyle karşılaştırıldığında ortaya eliptik bir kara delik yörüngesi ortaya çıktı. Lousto, daha evvel bilim insanlarının birbirlerine yaklaşan kara deliklerin dairesele yakın yörüngelerde birbirlerine gerçek spiral çizeceklerini düşündüklerini söyledi. Eliptik yörüngelerin keşfi, mümkün çarpışma olayları yelpazesini genişletti ve bilim insanlarını çok çarpışma senaryoları aramaya sevk etti.
Yapılan yeni çalışmada dört parametrenin değiştirilmesinin iki kara delik ortasındaki kütleçekimsel etkileşimin sonucunu nasıl etkilediğine bakıldı: kara deliklerin başlangıç momentumları, en yakın yaklaşma noktasında ortalarındaki ara, kara deliğin kendi ekseni etrafında sahip olabileceği rastgele bir dönüşün istikameti ve bu dönüşün büyüklüğü.
Araştırmacılar, her biri iki ila üç hafta süren 1.381 simülasyon çalıştırarak, birbirlerinin yanından geçen zıt spinli kara delikler için mümkün geri tepme suratlarında bir tepe noktası buldular. Kara delikler her istikamete kütleçekimsel radyasyon yayarken, zıt dönüşler bu radyasyonu bozarak geri tepme suratına katkıda bulunan bir itme kuvveti yaratıyor.
Yeni temel fizik
Lousto’ya nazaran, iki kara deliğin çarpışması sırasında ne olacağını belirleyen “devrilme noktası,” kara deliklerin hareketlerine bağlı olarak değişebilir. Bu nedenle, Lousto bu etkileşimi, suyun kaynaması üzere ani bir olay yerine, manyetizma yahut üstün iletkenlik üzere yumuşak bir geçişe benzetiyor. Yani, her şey birdenbire olmaz, vakitle güç alınır. Araştırmacılar ayrıyeten, bu geçişlerin karakteristik ölçeklendirme faktörlerini incelediler, fakat daha fazla yüksek çözünürlüklü simülasyona muhtaçlık duyulduğunu söylüyorlar.
Lousto, bu sonuçların, atomlardan kara deliklere kadar her boyutta geçerli olabilecek genel bir unsura işaret ettiğini belirtiyor. Ayrıyeten, temel fiziğin iki büyük alanını – yerçekimi için Genel Görelilik ve başka temel kuvvetler için kuantum teorisi – birleştirmek sıkıntı olsa da, kara deliklerin açıklamaları, bu iki alan ortasındaki zorlukları aşmaya çalışan kimi teorilere dayanıyor.
