Kara Delik Nedir, Kara Delik Nasıl Oluşur?

Kara Delik Nedir?

Kara delik, yoğunluğu ve çekim kuvveti, ışığı bile çekip içine çeken kütlenin o kadar sıkıştığı bir alandır ki, oradan hiçbir şey kaçamaz. Bu devasa kütleler, çok büyük yıldızların ölümü ile ya da yoğun bir çekirdek olarak doğup ömürleri boyunca yoğunlaşarak oluşur.

İçinde maddenin kütleçekimi kendi üzerine çöktüğünde, bu kara delik, yıldızın eski çekirdeğinden binlerce kez daha küçük bir alana sıkışan, her şeyi kendine doğru çeken bir yerçekimi kuyusu haline gelir. Kara delikler, ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü bir çekim alanı oluştururlar. Bu, bu nesnelerin gözlemlenmesini zorlaştırır ve sadece çevresindeki maddeye olan etkilerinden anlaşılabilir.

Kara Delik Nasıl Oluşur?

Kara delikler, çok büyük yıldızların ölümüyle ya da yoğun bir çekirdek olarak doğup ömürleri boyunca yoğunlaşarak oluşurlar. Bir yıldızın hayatı boyunca, nükleer füzyon reaksiyonları, yıldızın merkezindeki hidrojen ve diğer hafif elementleri bir araya getirir.

Ancak, yıldızın kütlesi ne kadar büyükse, bu reaksiyonların içine düştüğü devasa çekim kuvveti o kadar büyük olur. Bu süreç sonunda, yıldızın çekirdeğindeki sıcaklık ve basınç o kadar yüksek olur ki, hafif elementler helyuma ve ardından daha ağır elementlere dönüşür. Bu dönüşümler sonucu da enerji ortaya çıkar.

Yıldızların Kara Deliğe Dönüşümü

Nükleer füzyon reaksiyonları bir yıldızın ömrü boyunca sürekli olarak sıcaklık ve basınç değişikliklerine tabidir. Bir noktada, yıldızın çekirdeğindeki sıcaklık ve basınç o kadar yüksek olur ki, yoğunlaşmış madde çekirdeğinde, enerjiyi nükleer füzyon reaksiyonlarından kaybeder ve bu da çekim kuvvetini arttırır. Böylece, çekim kuvveti ile dışa basılan gazlar arasında bir denge durumu oluşur. Bu durum, ana dizgedeki (ana sıralı yıldızlar) yıldızlar için geçerlidir.

Kütlesi 3-4 güneş kütlesi (solar masses) veya daha büyük olan devasa yıldızlarda, çekim kuvveti, sıkıştırılmış çekirdek üzerindeki dış tabakaları sıkıştırır ve bu tabakalar bir patlama şeklinde dışarı püskürür. Bu patlama, süpernova olarak adlandırılır ve bir yıldızın ölümünün son aşamasıdır. Süpernova sonucunda, yıldızın çekirdeği, çok yoğun bir kütleli nötron yıldızı ya da kütlesi 3-4 güneş kütlesi ya da daha büyükse, bir kara delik oluşturur. Bu nötron yıldızları, kara deliklere dönüşmeden önce, kendi yerçekimlerini dengeleyecek kadar büyük kütlelere sahip olan ve özellikle çekirdek çapları 25 km'den (15 mil) daha az olan maddelerdir.

Kara delikler, ortalama bir yıldızın çapının (bir milyon km (621,371 mil)) yaklaşık 10 km (6.2 mil) boyutunda ve kütlesi güneşinkinin on katı veya daha fazla olduğunda oluşur. Bu devasa kütleler, bir yıldızın çekirdeği sönüp çökünce yoğunlaşan maddenin o kadar yoğunlaştığı bir yerde, ışığın bile kaçamadığı kadar güçlü bir çekim alanı oluştururlar. Bu, bu nesnelerin gözlemlenmesini zorlaştırır ve sadece çevresindeki maddeye olan etkilerinden anlaşılabilir.

Kara Deliğin İçinde Ne Var?

Kara deliklerin içinde, bildiğimiz maddeden çok farklı bir ortam bulunur. Kara deliklerin etrafında dönen maddenin kütlesi ve dönme hızı gibi faktörlere bağlı olarak kara deliğin içindeki maddenin ne olabileceği değişebilir. Ancak genel olarak, kara deliklerin içinde madde yoğunlaşır ve çok büyük bir enerji haline gelir. Bu yoğunluk ve enerji, maddenin parçalanması ve bozulması gibi son derece tuhaf ve ilginç fenomenlerle sonuçlanır.

Teorik olarak, kara deliklerin içinde, hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü bir çekim alanı oluşturduğu için, zaman ve uzayın her şeyin birbiriyle ilişkili olduğu bir ortam olabileceği de öne sürülmüştür. Bu, kara deliklerin içindeki maddenin, zaman ve uzayın "çözüldüğü" bir ortamda olabileceği anlamına gelir.

Kara Delikler Nerede Bulunurlar?

Kara delikler, genellikle galaksi merkezlerinde ve özellikle büyük yıldızların ölümünden sonra oluşan süpernova patlamalarının sonucunda oluşabilirler. Kütleçekimsel kuvvetin etkisiyle, yıldızın içindeki nükleer yakıtın tükenmesi, yıldızın dış katmanlarının dışarı fırlamasına ve iç katmanlarının çöktürülmesine yol açar. Çökme, yıldızın çekirdeğini bir noktada yoğunlaştırır ve bu nokta kara delik haline gelir. Bu olaya “çekirdek çökmesi” denir. Dünya'ya en yakın kara delik, 1,000 ışık yılı uzaklıkta ve yıldız sistemi binası olan GRO J1655-40'ın bir parçasıdır. Bu kara deliğin kütlesi 7-13 güneş kütlesi arasında tahmin edilmiştir.

Evrende Kaç Tane Kara Delik Vardır?

Evrende kaç tane kara delik olduğu tam olarak bilinmemekle birlikte, yaklaşık 100 milyarla 1 trilyon arasında bir rakam öngörülmektedir. Bu, galaksiler arasındaki çarpışmalar ve birleşmeler sırasında oluşabilecek kara delikler dahil olmak üzere, evrenin çeşitli bölgelerinde bulunan kara deliklerin toplam sayısıdır. Bu tahminler, kara deliklerin çoğunun evrenin merkezinde ve galaksilerin merkezlerinde toplandığını, ancak evrenin her yerinde bulunduğunu göstermektedir.