Karadelikler ve Bilgi Paradoksu

Yazdır Karadelikler ve Bilgi Paradoksu

Bir karadeliğin en temel özelliği “artık geriye dönüşün mümkün olmadığı noktası” veya daha teknik bir dille ifade edersek, onun “olay ufku”dur. Herhangi bir şey (ki bu bir yıldız veya bir parçacık olabileceği gibi, çılgın bir insan da olabilir!) olay ufkunu geçerse, karadeliğin o muazzam kütleçekimi onu o kadar büyük bir kuvvetle içine çeker ki artık kaçış mümkün olmaz. Diğer bir deyişle, o nesneye veya kişiye dair geriye en ufak bir bilgi kırıntısı dahi kalmaz. En azından, bu, hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceğini söyleyen genel göreliliğe dayalı geleneksel karadelik modellerinde böyle. 

Diyelim ki, beğenmediğiniz bir fotoğrafınız var ve ondan kurtulmak istiyorsunuz. Onu ateşin içine atarak yok edebilirsiniz. Ne o şimdi de ağlayıp fotoğrafı yok ettiğinize pişman mı oldunuz? Hiç üzülmeyin çünkü kuantum teorisi size bir şekilde bilginin tekrar bir araya getirilmesinin mümkün olduğunu söylüyor. Şayet fotoğrafınızdan sonsuza dek kurtulmak istiyorsanız, tek yapmanız gereken onu bir kara deliğin içine atmaktır!

Acaba öyle mi?

 

Bilgi Paradoksu

İşte tam da bu noktada karşımıza “Bilgi Paradoksu” çıkıyor. Çünkü “Enerjinin Korunumu” yasasına göre, enerji ne yok olur ne de yoktan var edilir; sadece enerjinin türü değişebilir. 

Şimdi, kara deliğin içine giren bilginin gerçekten kaybolmamış olduğunu, belki de bir yerlerde kapalı kaldığını veya erişimimize kapalı olduğu söyleyeceksiniz. Fizikçiler de aynen böyle düşünüyordu! Ta ki 1975’te Stephen Hawking, kara deliklerin aslında tam anlamıyla “kara” olmadığını ve dönerek düzensiz radyasyon (ışınım) yaydığını söyleyene kadar. Hawking, olay ufkunda yaratılan parçacık ve karşıt parçacık çiftlerinin ayrılabileceğini, bir parçacığın karadeliğin içine girerken diğerinin dışarıya kaçacağını ve böylelikle ışınım yayabileceğini gösterdi. Bu ışınım sayesinde, bir karadeliğin kazandığından daha hızlı kütle kaybederek, en sonunda patlayıp her şeyiyle beraber yok olacağını öne sürdü. Hawking’e göre, Tanrı sadece zar atmakla kalmıyor, bazen onları göremeyeceğimiz yerlere sallıyordu. Ancak, Hawking’in bu teorisi, hiçbir şeyin, bilginin bile, asla kaybolamayacağını söyleyen kuantum teorisiyle çelişiyordu. 

Şu ana kadar, bu paradoksu çözebileceğini söyleyen pek çok iddia ortaya atılageldi. Bunlardan biri, ilkin Gerard ‘t Hooft tarafından ortaya atılan, daha sonra Leonard Susskind tarafından sicim teorisi yorumuyla son şekli verilen “Holografik Prensip”. Holografik Prensip, üç boyutlu evrenimizde yer alan tüm bilginin iki boyutlu bir yüzey üzerine kaydedilebileceğini öne sürer. (Tıpkı, kredi kartlarımızın üzerinde yer alan hologramlar gibi). Bunun anlamı, karadeliğin içindeki herhangi bir şeyin bilgisi bir şekilde olay ufkunun yüzeyinde “kayıtlı” olabilir. 

Getirilen diğer bir çözüm ise “karadelik tamamlayıcılığı” iddiası. Bu fikir, karadeliğe düşen bir parçacığın (bu parçacığa Bob diyelim) ve bunu uzaktan gözleyen bir parçacığın (Alice) tamamıyla farklı şeyler görmesine dayanıyor. Dışarıdaki parçacık yani Alice, olay ufkunda donup kalmış olan Bob’u görüyor ve onun aslında kara deliğe düştüğünü, yani olay ufkundaki son halini, biliyor. Ne var ki, Bob’un karadeliğin içindeki halini gösteren bilgiye ise sahip değil. 

 

Paradokslarımızı Bitti mi Sandınız?

Şimdi de şöyle bir durumu hayal edin: dolanık olan ikinci parçacık da birkaç saniye sonra tıpkı ikizi gibi kara deliğe düşüyor. Böyle bir durumda, hem Hawking Işınımı olarak bize kendi bilgisini gösterecek hem de olay ufku üzerinden, kara deliğe düşen ve dolanık olduğu ikizinin içerideki bilgisini “yansıtacak”. Bu da aynı parçacığa ait “iki farklı bilgiye” sahip olmamız yani iki adet dolanıklığa sahip olmamız demek. Fizikçilere göre bu bir paradoks. İşte bu sorunu çözmek adına, fizikçiler, karadeliğin içindeki ve dışındaki dolanıklığı bozmak için, adına “ateş duvarı” (firewall) dedikleri, olay ufkunda bir tür enerji alanı olduğu fikrini ortaya attılar. Şayet ateş duvarı fikri doğruysa, bu durumda, fiziğin üç temel direğinden biri yanlış demektir: 

  1. Bilginin kaybolamayacağı ilkesi. 
  2. İvmeli hareket ile kütle çekiminin birbirinden ayırt edilemeyeceğini söyleyen Einstein’ın Eşdeğerlik İlkesi. 
  3. Kuantum Alan Teorisi. 

Görüldüğü gibi, bunlardan bir tanesinin yanlış olabileceğini düşünmek bile fizikçilerin aklını kaçırmaya yetebilir!

Sakin Olun, Paradoksa Gerek Yok!

Yakın zamanda yapılmış bir araştırmada, fizikçiler Ahmed Farag Ali, Mir Faizal ve Barun Majunder, “Yerçekiminin Gökkuşağı” olarak adlandırılan Einstein’ın kütleçekim kuramının yeni bir genellemesine dayanarak, olay ufkunun konumunu net bir şekilde belirlemenin mümkün olmadığını gösterdiler. Şayet olay ufku belirlenemiyor ise, bilgi kaybından bahsetmenin bir anlamının olmadığını, Ahmed Faraq Ali şu sözlerle açıklıyor:

“Yerçekiminin Gökkuşağı’nda, uzay, belli bir asgari uzunluğun altında var ol(a)maz. Keza, zaman da belli bir asgari zaman aralığının altında var ol(a)maz. Bu sebeple, uzayda var olan ve herhangi bir zamanda meydana gelen tüm nesneler, o belli uzunluğun ve zaman aralığının altında var ol(a)mazlar (ki bu belli uzunluk ve zaman aralığı Planck ölçeği ile alakalıdır). Olay ufku, uzay-zamanda bir yer olduğu için, belli bir ölçeğin (Planck ölçeğinin) altında var olamaz… Efektif bir ufkun yokluğunda, kara deliklerden dışarı bilginin sızmasını önleyecek hiçbir şey yok… Bu durumda, bilgi kaybından bahsetmek de anlamsızdır.”

Öyle görünüyor ki, bir karadeliğin içine bile atsak, beğenmediğimiz fotoğraflardan kurtulmak imkansız gibi. Kim bilir, bu duruma bizlerden ziyade, fizikçiler daha çok seviniyordur!

Görsel: Pedram Türkoğlu 

Kaynaklar ve İleri Okuma: 

  1. Phys.org
  2. PBS
  3. NY Times
  4. Hürriyet
  5. Khosann
6 Yorum

Giriş




Tavsiye Edilenler

Bilim Eğlencelidir!

En Aktif Yazanlar

İnsan Türüyle İlgili Gerçekler