Uzay Tarihi ve Kara Delikler
Uzay Tarihi:
İnsanlar ilk zamanlardan itibaren çevrelerinde olup biten olayları merak etmişlerdir. Gökyüzü ile, Güneş’in batıp Ay’ın gökyüzünde belirmesi insanların ilgisini çekmiştir. Bu merak duygusu Uzay Bilimi’nin gelişmesine sebep olmuştur. İnsanlar uzayı merak etmiş uzayın derinliklerinde yatan sırrı çözmek istemişlerdir. Bunun için uzay yolculuğu yapmayı düşünmüşler ve çalışmışlardır. Sıvı yakıtlı uçakların, hava yolculuğunda kullanılmasıyla hava taşımacılığı başlamış uzak mesafeler artık yakınlaşmıştır. Uzay biliminin nasıl geliştiğini anlamak için öncelikle uzayın ne olduğunu açıklamamız gerekiyor. Uzay, Güneşi, gezegenleri, yıldızları, uyduları sayısız galaksiyi içine alan sonsuz bir boşluktur. Bu noktada ‘boşluk’ kavramı zihinlerimiz karmaşıklaştırabilir.
Gezegenimiz uzayda yer alıyor peki uzay nasıl boşluk olur?
Konu uzay ise boşluk kavramı görecelidir. Eğer bahsettiğimiz boşluk atomik yapılı maddelerin var olmaması ise evet uzay boşluktur. Ancak fotonların varlığında bahsediyorsak hayır uzay boşluk değildir. İlk uzay çalışmaları çok eskiye, Galilleo’nun çalışmalarına dayanır. Galilleo, kendi tasarlamış olduğu teleskopla gök cisimlerini incelemiş, ay’ın evrelerini keşfetmiş ve birçok çalışmaya imza atmıştır. Roketlerin üretilmesiyle uydumuz ve bize en yakın gök cisimlerinden olan ay’a gitme fikirleri ortaya çıkmıştır. Zaten uzay yolculuğuna gebe olan dönem teknolojik gelişmelerin artmasıyla mümkün hale gelmiştir. Günümüzde ki; “Uzaya gidebilir miyiz, gidersek nasıl yaşarız?” soruları bahsettiğimiz bu döneme aittir. Uzaya gidildiğinde burada yaşam südürülebilir mi? sorusuna 3 koşul getirildi. Bunlar; uygun atmosfer, uygun radyasyon miktarı ve uygun yer çekimidir. Uzay yolculuğu için en önemli koşul atmosferdir. Atmosfer uygun hale getirildiğinde radyasyon yalıtımı yapılır yer çekimi uygun hale getirilir ve yolculuk için bir tehdit kalmamış olur. Uzay hakkında ilk somut çalışma Rusya tarafından yapılmıştır. Sputnik I adı verilen uzay aracı bu tarihte dünya yörüngesine yerleştirildi. Bu gelişme ile beraber uzay çağı başlamış oldu.
Apollolar
Apollo 1: Ay yolculuğu test çalışmalarında 3 astronotunu yangın sebebi ile kaybetmiştir. Modül kullanılamaz hale gelmiştir. Ancak çalışmalar durmamış ve hatalar telafi edilmeye çalışılmıştır. Mürettebat; Gus Grissom, Ed Beyaz, Roger B. Chaffee
Apollo 7: Blok II CSM’nin Dünya yörüngesindeki uçuşu test edildi. Mürettebat; Wally Schirra, Donn F. Eisele, Walter Cunnigham
Apollo 8: İlk CSM uçuşu gerçekleştirilmiştir. Mürettebat; Frank Borman, James Lovell, William Anders
Apollo 9: İlk mürettebatlı uçuş testi yapıldı. Mürettebat; James McDivitt, David Scott, Paslı Schweickart
Apollo 10: Ay’a iniş için astronot elbisesi testi yapılmıştırç Mürettebat; Thomas P. Stafford, John Genç, Euegene Cernan
Bu tedbir ve iyileştirmeler sonucunda Neil Armstrong, Michael Collins ve Edwin Buzz Aldrin, Apollo 11 adı verilen uzay aracı ile aya ulaştırlar. Bahsettiğimiz bu ilk uzay yolculuğu yapıldığında tarih 16 Temmuz 1969’du. Araç 19 Temmuz da ay yörüngesine girdi ertesi gün modül ay yüzeyine başarıyla ulaştı. Ay yüzeyine ilk ayak basan insan Neil Armstrong oldu. Ay toprağından örnek aldılar ve bazı bilimsel deneyler gerçekleştirdikten sonra dünyaya döndüler. Bu gelişmeler ve teknolojinin artık çok gelişmesiyle uzayda var olan gök cisimleri somut veya teorik olarak keşfedildi. Yalnızca gök cisimleri değil uzayda gerçekleşen olaylarda gözlemlenebilir hale geldi. Bunlardan biride 11 Nisan 2019 tarihinde Nasa tarafından ilk fotoğrafı çekilen kara deliklerdir.
Kara Delikler Nedir ve Nasıl Oluşur?
Küçük Kütleli Yıldızlar:
Nebula: Diğer ismi ile bulutsu bütün yıldızların doğum yeri olarak bilinmektedir. Nebulalar parlak görüntüleri ile çıplak gözle görülebilme özelliğine sahiptirler.
Ön Yıldız: Ön yıldız ya da diğer adı ile protostar yıldızlarası ortamnda dev bir moleküler bulutun gazlarının daralmasıyla meydana gelen büyük bir kütledir. Ön yıldızın çekirdeği kütle çekim etkisi ile döner.
Anakol Yıldızı: Oluşan yıldız bir ışık saçar ve hidrojen kaynağını yavaş yavaş tüketir. Büyümeye devam ederken çekirdeğindeki hidrojen helyuma dönüşür ve çok fazla miktarde enerji ortaya çıkar. Isı ve ışık kaynağımız olan Güneş bir anakol yıldızıdır.
Kırmızı Dev: Kütlesi çok fazla değişmeyen kırmızı devin boyutu sürekli artar. Çekirdek sürekli ısınmaya devam ederken dış katmanlar soğur ve genişleyerek şişer.
Gezegenimsi Bulutsu: Ömrünün sonuna gelmiş ve yakıtını tamamen tüketmiş Güneş benzeri kütleye sahip yıldızları dış katmanları patlamayla uzaya saçılır ve merkezlerinde sıcak bir beyaz cüce kalır. Ölen yıldızlar arkalarında gezegenimsi bulutsu adı verilen toz ve gaz bulutu bırakır.
Beyaz Cüce: Beyaz cüceler, yaşamının son evresindeki soğuk yıldızlar olarak tanımlanır ve güneş kütlesinin % 60’ı kütlesinde olmasına karşılık hacmen dünya büyüklüğündedir.
Kara Cüce: Kara cüce bir yıldızın aktif sürecinin sonunda soğumaya başlamasıyla ortaya çıkan haline verilen isimdir. Fakat, bu tür yıldızlar, günümüzde herhangi birisine rastlanmadığı için tamamen teorik olarak var olduğu düşünülen cisimlerdir.
Büyük Kütleli Yıldızlar:
Nebula: Diğer ismi ile bulutsu bütün yıldızların doğum yeri olarak bilinmektedir. Nebulalar parlak görüntüleri ile çıplak gözle görülebilme özelliğine sahiptirler.
Ön Yıldız: Burada ki ön yıldızın yoğun çekirdeğinin etrafında toz halkası oluşur. Zamanla merkexden etrafa çok fazla gaz püskürür ve halka yoğunlaşarak sıkışır.
Anakol Yıldızı: Yıldızlar yaşam sürelerinin %90’ında çekirdekteki yüksek sıcaklık yüksek basınç ve füzyon tepkimeleri neticesinde hidrojeni helyuma çevirir. Büyük kütleli yıldızlar anakolda kaldıkları sürece toplam kütlelerinin yarısını kaybedebilir.
Kırmızı Süper Dev: Çekirdek kaynaşması sonucu merkezde büyük bir demir çekirdek oluşur.
Süpernova: Yakıtı biten büyük kütleli yıldızlar şiddetle patlar. Başlangıçta yapısı iyonize madde olan plazma şeklindeki bir süpernova parlaklığını zamanla yitirir.
Yayılan enerji Güneş’in 10 milyar yılda yayacağı enerjiden çok daha fazladır. Bu patlamalar maddenin evrende bir noktadan başka noktalara taşınmasını sağlar.
Nötron Yıldızı: Nötron yıldızı, yıldızların yaşamlarının son bulabileceği biçimlerden biridir. Bir nötron yıldızı dev bir yıldız Tip II, Tip Ib veya Tip Ic bir süpernova olarak patladıktan sonra geri kalan kısmın kendi içine çökmesiyle oluşur.
Kara Delikler:
Kara delikler, uzayda yol alan hiçbir madde veya radyasyonun kaçamayacağı kadar büyük kütleçekim alanlarıdır. Aslında kara delikler, ölü yıldızlardır; çünkü büyük kütleli bir yıldızın yakıtı bittiğinde, kendi üzerine çöker ve bir kara delik oluşturur.
İki tip kara delik bulunur. Yıldız kütlelili kara delikler ve süper kütleli kara delikler. Yıldız kütleli kara delikler verenin her yerinde bulunabilirler. Ancak süper kütleli kara delikler galaksilerin merkezinde bulunurlar. Bilinen evrende milyonlarca galaksi bulunur. Bütün galaksiler birbirlerinden çok farklı olsalar da hepsinin ortak bir noktası vardır. Merkezlerinde bulunan süper kütleli kara delikler. Süper kütleli kara deliklerin kütlesi güneşin kütlesinin milyonlarca hatta milyarlarca katıdır. Kara deliklerin kütlesini birimle ifade etmek zordur. Bunu için farklı bir ölçek kullanılır. Güneşin 17 milyar katı büyüklüktedirler. Samanyolu Galaksisi’nde bulunan süper kütleli kara deliğin ismi; Sagittarius A’dır. Bu kara deliklerin nasıl bu kadar büyüdüğü hakkında bir fikrimiz yok. Kara deliklerin nasıl büyüdüğü önemli olmasa da kara deliklerin işleyişi bizim için fazlasıyla önemlidir. Çünkü insanların, güneşin, galaksimizin varlığı ve diğer galaksilerin varlığı merkez bölgesinde bulunan kara delik ile bağlantılıdır. Bu işleyişi anlamadan galaksilerin nasıl işlediğini anlamak mümkün değildir. Kara delikler önemlidir çünkü galaksileri onlar şekillendirirler. Varlığımızı kara deliklere borçluyuz. Çünkü kara delikler galaksi oluşumu için gereklidirler.
Normal kütleli kara delik kütlesi güneşin kütlesinin 20 katı olan yıldızların patlamasıyla oluşur. Büyük kütleli bir yıldızın yakıtı tükendiğinde çekirdeği ona daha fazla karşı koyamaz. Yıldızın çökmeye başlamasıyla da katmanında bir süpernova gerçekleşir. Süpernova, çok miktarda enerji yayan yıldız patlaması olarak tanımlanabilir. Milyonlarca km. genişliğinde ki iç çekirdek küçülür ve yalnızca 15 km. genişliğinde bir çekirdek haline gelir. Somutlaştıracak olursak bu durum dünyanın bir golf topu kadar küçülmesine benzer. Bu çöküş ortaya bir kara deliğin çıkmasına neden olur. Küçük kütleli bir kara delik nasıl oluyorda süper kütleli bir kara deliğe dönüşüyor? Kara deliklerin çevresi gazlarla ve yıldızlarla çevrilidir ve kara delikler bu maddeleri sürekli olarak içine çeker. Akla en yatkın olan kara deliklerin bu şekilde büyüdüğüdür. Ancak kara deliklerin yalnızca çevrelerinde ki maddeleri içine alarak bu kadar büyümesi için evrenin oluşmasından bu yana bu kadar zaman olmamasıdır. Kara delikler etraflarındaki maddeleri yutarken bazılarınıda dışarı atar. Kara deliğin yiyeceği besin kalmadığında büyümesi durur. Bu durum galaksilerin varlığı ve istikrarı için fazlasıyla önemlidir. Galaksilerde ki oluşumu düzenleyen şey kara deliklerde ki püskürmelerdir. Bu püskürmeler yıldız oluşumlarını düzenler ve kara deliklerin büyümelerini önler. Bir kara delik çevresindeki her şeyi yiyerek süper kütleli hale gelebilir mi? Olabilir fakat bahsettiğimiz gibi bunun oluşması için çok uzun bir süre gerekir ve büyük patlamadan bu yana geçen süre o kadar fazla değildir.
Başka bir teoriye göre ise yapmamız gereken erken evrene dönmektir. Erken evrende madde vardı, hidrojen vardı ve evren gaz ve toz bulutu ile kaplıydı. Evren de bir şekilde bu gaz bulutları çökmüştür. Bu çöküş de kara deliklerin oluşmasına sebep olmuştur. Bu erken kara delikler hiçbir zaman var olmamış galaksilerdir diyebiliriz. Devasa gaz bulutları galaksi meydana getirecekken süper kütleli kara delikler meydana getirmiştir.
Farklı bir teoriye göre ise bu süper kütleli kara delikler karanlık maddenin etkilemesiyle oluşmuştur. Bizim gördüğümüz maddeler evrenin yalnızca %4’lük bir kısmını kaplar. Geriye kalan %96’lık kısım karanlık maddeden oluşur. Biz karanlık maddeyi göremeyiz, ona dokunamayız, onu hissedemeyiz ve ne olduğunu tam olarak bilemeyiz. Bu teorinin en büyük kanıtı evrendeki çok büyük kara deliklerin en fazla karanlık madde içeren bölgelerde olduğunun gözlemlenmiş olmasıdır.
Kara Delikler Çarpışabilir Mi?
Kara delikleri hepçil canlılara benzetebiliriz. Onlar çevrelerinde ki her şeyi yutabilirler. Bir kara deliğin büyümesinin başka bir yolu da farklı bir kara deliği yutmasıdır. Bu ilk başlarda yalnızca bir teoriydi onları hiç birbirlerini tüketirken görmedik. Ancak daha sonra uzayda kütle çekim dalgalanmalar gözlemlendi. Bu dalgalanmalara evrendeki devasa patlamalar sebep olmaktadır. Kara deliklerin çarpışması evrende meydana gelen en şiddetli ve en enerjik olaydır. İki kara delik birbirlerinin etrafında hızla dönerler ve birbirlerine yaklaşırlar. Büyük kara delik küçük kara deliği yutar ve kütlesi iki katına çıkar.
Hawking Işıması:
Hawking ışıması olarak adlandırılan süreç boş uzaydaki kuantum dalgalanmaları sonucunda madde – antimadde çiftlerinin oluşmasıyla başlar. Bazen olay ufkunun yakınında oluşan parçacıklardan biri kara delikten uzaklaşırken diğeriyse kara deliğin içine düşer. Bu süreç sonunda kara deliğin dışında kalan parçacık pozitif enerjiye sahip olduğu için kara deliğin enerjisi ve dolayısıyla kütlesi azalır.
Kara delik mekaniği yasalarıyla termodinamik yasaları arasında çok büyük benzerlikler vardır. Bu benzerlikleri kullanarak kara deliklerin sıcaklığını olay ufkundaki kütleçekim alanı ile ilişkilendirmek mümkündür. Bir kara deliğin olay ufkunun yarıçapı kara deliğin kütlesiyle doğru orantılı olarak artarken olay ufkundaki kütleçekim alanının büyüklüğüyse kara deliğin kütlesiyle ters orantılı olarak azalır. Dolayısıyla kütlesi küçük olan kara delikler daha sıcaktır ve daha fazla ışıma yaparlar. Bu durum bir kara delik ışıma yaparak kütle kaybettikçe sıcaklığının artacağı ve daha hızlı kütle kaybetmeye başlayacağı anlamına da gelir. Örneğin kütlesi Güneş’inki kadar olan bir kara deliğin sıcaklığı yaklaşık olarak 10-9 Kelvin (1 Kelvin’in milyarda biri) kadardır. Bu büyüklükte, çevresinden yalıtılmış bir kara deliğin ışıma yaparak yok olması yaklaşık 1067 yıl sürer. Kütlesi Ay’ınki kadar olan bir kara deliğin sıcaklığıysa yaklaşık olarak 2,7 Kelvin, yani kozmik art alan ışımasının sıcaklığı kadardır.
Dünya Bir Kara Delik Tarafından Yutulabilir mi?
Sadece Samanyolu Galaksi’sinde 100 milyon küçük kara delik bulunduğu düşünülmektedir. Doğrudan bir çarpışma olmayacağı için endişelenmeye gerek yok. Peki neden doğrudan bir çarpışma olmayacak? Bahsettiğimiz bu kara deliklerin yarı çapı 300 km. ya da daha azdır. Bu sebeple doğrudan bir çarpışma mümkün değildir. Ancak kara delikler uzaktaki cisimleri bile etkileyebilecek güçte olduklarından dolayı tehlikeli olabilirler. Eğer yıldız kütleli bir kara delik Neptün yörüngesinden geçecek olursa Dünya yörüngesi için korkunç sonuçlar doğabilir.
Asıl endişe oluşturan kara delik, tip 2 Süper Kütleli Kara deliklerdir. Bu süper kütleli kara delikler diğer yıldızların aksine gezinmiyor, galaksimiz dahil her galaksinin merkezinde bulunmaktadırlar. Bu da demek oluyor ki, güneş sistemimiz bir kara deliğin yörüngesinde bulunuyor. Bu süper kütleli kara delik ile güneş sistemimiz arasındaki mesafe 25.000 ışık yılıdır. Bu gayet güvenli bir uzaklık. Ancak bu durum değişebilir. Eğer galaksimiz farklı bir galaksi ile çarpışacak olursa Dünya galaktik merkeze doğru eninde sonunda bir süper kütleli kara delik tarafından yutulmak üzere savrulabilir. Peki böyle bir çarpışma mümkün mü? Evet ne yazık ki uzak bir zaman diliminde de olsa galaksimiz Andromeda galaksisi ile 4 milyar yıl sonra çarpışacak bu da dünyanın ve dünya üzerindeki yaşamın 4 milyar yıl sonra sona ereceği anlamına gelmektedir.
Yazan: Sultan KIŞ
Kaynakça:
Stephen W. Hawking / Zamanın Kısa Tarihi
Uzay Tarihi ve Kara Delikler
Bir yanıt bırakın