İlk olarak Alman gökbilimci Karl Sccwarzschild’in ortaya attığı üzere kara delikler, sıradışı kütle yoğunlukları sebebiyle uzay zamanı olağanüstü bir dereceye kadar büküyor ve yakınlarındaki maddeleri ısıtarak parlamaya başlıyor. Yeni Zelandalı fizikçi Roy Kerr ise dönme işleminin, kara deliğin boyutunu ve etrafındaki cisimlerin geometrisini değiştirebileceğini göstermiş. Bir kara deliğin “kenarı”, olay ufku şeklinde biliniyor. Kütle birikintisinin etrafında yer alan bu sınır, ışık ile maddenin kaçamadığı ve kara deliği “kara” hale getiren bir yapı niteliğinde. Kuramlarda tahmin edildiği üzere kara delikler; kütle, dönüş ve çeşitli muhtemel yükler gibi bir dizi özellik ile tarif edilebiliyor.
Kara delikler, Einstein’ın genel görelilik kuramına ek olarak; sicim kuramından ilham alan modellerden de tahmin edilebiliyor. Sicim kuramı, maddeyi ve tüm parçacıkları titreşen ufak iplikler biçiminde tanımlıyor. Sicim kaynaklı kara delik kuramlarında, temel fizik kanunlarının tanımında ilave bir alanın bulunduğu tahmin ediliyor. Bu durum, kara deliklerin boyutları yanında etraflarındaki eğrilikte de gözlemlenebilir değişimlere yol açıyor.
Şimdiyse Frankfurt – Goethe Üniversitesi Kuramsal Fizik Enstitüsü’nde çalışan fizikçiler Dr. Praşant Koçerlakota ile Profesör Luciano Rezzolla, farklı kuramların, Messier 87 galaksininin merkezindeki M87* kara deliğine yönelik gözlem verileriyle nasıl uyuştuğunu ilk defa inceliyorlar. 2019 yılında uluslararası Olay Ufku Teleskobu (EHT) ortaklığının çektiği M87* görüntüsü, kütleçekim dalgalarının 2015 yılında ölçülmesinin ardından kara deliklerin fiili mevcudiyetini gösteren ilk deneysel kanıt olmuştu.
Araştırmaların sonuçları ise şöyle: M87*’den gelen veriler, Einstein tabanlı kuramlar ile mükemmel şekilde ve sicim tabanlı kuramlar ile bir dereceye kadar uyuşuyor. Dr. Praşant Koçerlakota şöyle açıklıyor: “EHT ortaklığının kaydettiği verilerle birlikte, artık farklı fizik kuramlarını kara delik görüntüleriyle test edebiliyoruz. Şimdilik M87*’nin gölge boyutunu tanımlarken bu kuramları reddedemiyoruz fakat yaptığımız hesaplamalar, söz konusu kara delik modellerinin geçerlilik aralığını sınırlandırıyor.”
Profesör Luciano Rezzolla şöyle söylüyor: “Kara delik fikri, biz kuramsal fizikçiler için bir ilgi ve ilham kaynağı aynı zamanda. Kara deliklerin olay ufku ve tekillik gibi bazı sonuçları karşısında halen zorluk yaşasak da; diğer kuramlarda da her zaman yeni kara delik çözümleri bulmaya hazırız. Bu yüzden, neyin makul olduğunu ve neyin olmadığını belirleyen bizimkiler gibi sonuçların elde edilmesi büyük önem taşıyor. Önemli bir adım attık. Yapılan yeni gözlemler ile beraber, koyduğumuz kısıtlamalar da gelişecek.”
Olay Ufku Teleskobu ortaklığında dünya çapındaki teleskoplar birbirine bağlanarak, çanağı Dünya’nın kendisi kadar büyük olan dev bir sanal teleskop oluşturulmuştu. Bu teleskobun hassasiyetiyle, Berlin’deki bir kafeden New York’taki bir gazete okunabilir.
Çalışma Physical Review D bülteninde yayımlandı.
Kaynak: Frankfurt – Goethe Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.