Kara Delikler Işık Saçar Mı?

Soruyu yakından incelediğimiz zaman aslında bu sorunun kendiyle çeliştiğini göreceğiz çünkü kara deliklere kara delik dememizin sebebi ışık saçmayı bırakın ışığı yutmasıdır. Ancak bu durum kara deliklerin kütlesi yüzünden biraz ilginçleşmektedir. Kara deliğe çok yakın maddeler incelendiği zaman kara deliğin yüksek kütle çekimine cevap olarak ışık saçtıkları gözlemlenmiştir ve bu durum ilk fark edildiği zaman kara deliklerin ışık saçtığı zannedilmiştir fakat buradaki gerçeklik bundan fazlasıyla uzaktır. Peki bu durum arkasında yatan gerçek nedir?

Kara delikler kütlesiz olan ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü kütle çekime sahip olan uzay bölgeleridir.^[1] Bu söylediğimiz cümle eğer Newton'un kütle çekim yasasına uysaydı kara deliklerin ışık üzerinde hiçbir etkisinin olmaması lazımdı fakat kütle çekimin daha modern yasalara dayandığını biliyoruz. Bu modern teorilerden biri olan ve kütle çekimi uzay-zamanın bükülmesi olarak tanımlayan genel görelilik teorisi bize ışığın bükülmesiyle ilgili şunu vermektedir: Işık düz uzay-zamanda düz bir çizgide ilerlediğinden dolayı uzay-zamanın bükülmesi ışığın eğri bir yol izlemesine ve sapmasına neden olur. Normal şartlar altında kütle çekim sebebiyle ışığın bükülmesi Dünya'dan çıplak gözümüzle kadar küçük bir olaydır fakat kütle arttıkça bu bükülme artmakta ve gözlemlenebilecek seviyeye gelmektedir. Kara delikler de yüksek kütleleri sebebiyle uzay-zamanı ışığın gidebileceği her olası yolda bükmüş oldukları için ışık sonunda kara deliklerin içine doğru yol almaktadır. Sonuç olarak bir ışık demeti kara deliğin içine girdikten sonra herhangi bir çıkış yolu yoktur ve bu sebeplerden ötürü kara delik kara delik olarak adlandırılmıştır ve ışık saçmamaktadır.

Ancak bunlar kara deliğin içi için geçerli olan kurallardır. Kara deliğin yakınında olan ışık demetleri uzayın geri kalanına kaçabilirler. Aslında bu etki zaten bizim kara delikleri tam olarak görmemizi engelleyen etkiyle aynı etkidir. Varsayalım ki evrenimizin merkezinde çok yüksek kütleli bir kara delik var. Eğer evrenimizin merkezine bir teleskop tutup yakınlaştırırsak hiçbir şey göremeyiz. Kara delikten dolayı göreceğimiz tek şey mutlak karanlık olacaktır fakat bunun kara delik olduğuna dair kesin bir şey söyleyemeyiz. Ancak kara deliğin kütlesi çok büyük olduğu için çevresindeki yıldızların etrafında dönmesini sağlayacaktır. Bu yıldızlar kara deliğin dışında olduğu için bu yıldızların yaydığı ışıkların Dünya'ya olduğu gibi gelmesinde bir problem yoktur. Yıldızlar kara deliğin etrafında dönmeye başladıktan sonra bir daha evrenin merkezine teleskopla bakılırsa bu sefer sadece dönen yıldızlar gözlemlenebilecektir. Bu sonuç da ortadaki mutlak karanlığın yüksek kütleli bir kara delik olduğuna kanıttır.^[3]

Diğer bir örnek ise herhangi bir gaz ve toz bulutu kara deliğe doğru düşebilir. Sürtünme olmadığında kara deliğin etrafında dönmesine benzer şekilde gaz parçacıklarının kara deliğin merkezine düşmesi yerine onun etrafında dönmesine neden olur. Ancak gaz tanecikleri sürekli olarak birbirilerine çarparak kinetik enerjilerinin bir kısmını ısıya dönüştürürler. Kinetik enerji kaybıyla birlikte gaz parçacıkları kara deliğe daha da yakınlaşır. Bu şekilde sürtünme büyük bir gaz bulutunun kare deliğe doğru dönmesine ve yol boyunca ısınmasına neden olur. Sonunda, gaz bulutu kara deliğin bir parçası olmak üzere kara deliğin içine düşer. Ancak gaz kara deliğe fiilen girmeden önce tost makinesinin plaka yüzeyinin ısındığında parlaması gibi parlamaya başlayacak kadar ısınır ve parlar. Yayılan ışık çoğunlukla x-ışınlarından oluşur ancak görünür ışığı da içerebilir. Bu ışık, gaz bulutu kara deliğe girmeden hemen önce yayıldığı için evrenin kalanına saçılabilir. Bu şekilde, kara deliğin kendisi hiç ışık yaymasa bile kara deliğin olay ufkunun hemen dışında parıldayan bir gaz bulutundan ışık yayılabilir. Bu sayede parıldayan bir gaz bulutu gördüğümüz zaman kısmen de olsa bir kara delik gördüğümüzü söyleyebiliriz. Bu gaz bulutunun adı akresyon diskidir.^[2]

Gaz atomları yeterince ısındığında, atomların elektronları koparak atomların iyon haline gelmesine neden olur. İyonize olmuş bu gaz bulutunun adı plazmadır. Plazma bulutu kara deliğe yaklaştıkça plazma ve içindeki atomlar daha hızlı hareket etmeye başlarlar. Aynı zamanda plazmanın hacmi azalmaya başlar. Bu yüksek hızın ve kalabalıklaşma etkisinin bir sonucu olarak, plazmanın bir kısmı kara delikten uzağa saçılır. Bu şekilde astro-fiziksel jetler olarak adlandırılan iki dev parlayan plazma jeti oluşur. Jetler plazmayı bir daha geri dönmemek üzere uzayın derinliklerine yollarlar. Bu tür jetler süper kütleli kara delikler tarafından yaratıldığında yüz binlerce ışık yılı boyunca uzayabilirler. Özetle bir kara deliğin kendisi ışık yaymaz ancak yoğun kütle çekimi kara deliğin olay ufkunun dışında ışık yayan akresyon diskleri ve astro-fiziksel jetler oluşturabilir.