Kara Delikler ve Entropi: Kara Deliklerden Neden Kaçamayız?

Kara Delikler ve Entropi: Kara Deliklerden Neden Kaçamayız?
M87 Karadeliği ve Gölgesi
Event Horizon Telescope
Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
5 dakika
7,354 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

İlk kez Karl Schwarzschild tarafından, Einstein'ın genel görelilik teorisinin bir yorumlaması olarak ortaya atılan ve John Wheeler tarafından adlandırılan kara delik fikri günümüze kadar büyük bir ilgiyle takip edildi. Pek çok kuramsal fizikçinin üzerine kafa yorduğu, teoriler geliştirdiği ve gizeminin çözülmesiyle kuantum kütle çekimi kuramının da önünü açması öngörülen kara delikler, yakın zamanda bir tanesinin fotoğrafının çekilmesiyle hem Einstein'ın genel göreliliğini bir kez daha doğruladı hem de üzerine çalışan bilim insanlarının çalışma isteğini arttırdı. Kara deliklerle ilgili detaylı bilgiyi buradan, söz konusu kara delik fotoğrafıyla ilgili bilgileri buradan alabilirsiniz.

Hepimiz bilim kurgu filmlerinde ve romanlarında kara deliklerden ışığın dahi kaçamayacağını görmüşüzdür. Klasik fiziğe göre; ışığı kovalayan bir uzay aracından ölçülen ışık hızı, araç ve ışığın hızlarının farklarının mutlak değeri iken, Einstein'a göre bu durum böyle değildir. Einstein'a göre ışık, herhangi bir kaynağın hızına veya gözlemciye göre değişken bir hızda hareket etmez. Gözlemci hangi hızla hareket ediyor olursa olsun ışık gözlemciden hep aynı ve sınırlı bir hız ile uzaklaşacaktır. Einstein'ın teorilerinden önce Michelson-Morley bunu deneysel olarak kanıtlamış ve Newton uzayının içerdiği ve ışığın içinde hareket ettiği öngörülen ortamın (eter) var olmadığını göstermişlerdir. Peki evrenimizin en hızlı parçacıkları olan fotonlar dahi bir kara deliğin tekilliğine çekilmekten kaçamıyorsa, tekilliği bu kadar özel kılan nedir?

Esasen tekilliği özel kılan bir durum yoktur. Kara delikler, birçok konuda genel fizik anlayışımızdan ayrışan bir yapıya sahip olmalarına rağmen, tekilliğe çekilme durumunda basit bir fiziksel konsept ile açıklanabilirler: Entropi.

Reklamı Kapat

Entropi, birçok tanımı olan, evrene dair sorduğumuz birçok soruyu çözebilme yolundaki kuramsal temeli oluşturan ve anlaşılması hem çok kolay hem de çok zor olan bir kavramdır. Entropi, tanımlarının biri gereği, düzensizliğin ölçütüdür ve doğrudan termodinamiğin ikinci yasasıyla ilintilidir. Bu yasa gereği, kapalı sistemlerde entropi daima artar veya sabit kalır. Daha derin bir bakış açısıyla entropi, Ludwig Boltzmann'ın tanımıyla, bir sistemin makroskopik yapısını değiştirmeden değiştirebileceğiniz mikroskopik durumların doğal logaritmasıyla ilgilidir.

S=k×ln⁡WS=k\times{\ln{W}}

Burada kk, Boltzmann sabiti; WW, makro durumu bozmadan değiştirilebilecek mikro durumların sayısıdır.

Bu durum, basit bir düşünce deneyi ile açıklanabilir. Ortasında bir bölme olan bir kutu hayal edelim. Bölmenin bir köşesinde kutunun iki tarafını birbirine bağlayan bir geçit olsun. İlk durumda kutunun bir tarafında 2000, diğer tarafında ise 0 gaz molekülü olduğunu var saydığımız bir sistemle başlayalım. Belirli bir süre geçtikten sonra, günlük deneyimlerimizle de öngördüğümüz gibi kutu, geçiş bölgesi sayesinde, iki tarafında yaklaşık 1000 molekül olacağı bir duruma gelecektir. Burada, başlangıç durumunda bütün gaz moleküllerinin kutunun bir tarafında toplanması için sadece bir ihtimal vardır. (W=1, lnW=0; S1=k.lnW=0).

Zaman geçtikçe moleküller iki tarafta da eşitlenmeye doğru bir eğilimde olacaktır. Kutunun bir yanında 1999 diğer yanında 1 molekül olması durumu için 2000 farklı olasılık vardır. Her bir molekül, tek molekül olan tarafta bulunabilir. 2000 molekül için 2000 mikro-durum oluşur (W=2000, lnW=3.3; S2>S1).

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Moleküllerin tek tek kutunun diğer tarafına geçişinin istatiksel olarak incelenmesiyle entropinin arttığı görülür. Her iki tarafta da 1000 molekül olduğu durumda her bir molekülün birbiri yerine geçebilmesiyle oluşan mikro-durumların sayısının doğal logaritması yaklaşık 600'dür (W=2x10600; lnW=600.ln2; S1000>>S1).

Yani, moleküllerin kutunun içinde iki tarafa da eşit olarak dağılmaları için var olan olasılık, bütün moleküllerin kutunun bir tarafında toplanması için var olan olasılıktan 200...000 (2'den sonra 600 tane sıfır) sayısınca fazladır. Bu aynı zamanda süt ve kahveyi karıştırmanın kolay ama karışmış sütlü kahveyi ayrıştırmanın zor olmasının da, kırılan bir yumurtanın kendiliğinden tekrar kırılmamış haline dönememesinin de sebebidir. Evrende herhangi bir sistem için entropinin yüksek olması için daha fazla yol vardır.

Bunu, hayatınızın her alanında sınayabilir ve gerekli sürenin geçmesine izin verdiğinizde entropinin hep artma ya da sabit kalma eğiliminde olduğunu görebilirsiniz. Örneğin, geçmişi hatırlıyor ve üzerine güvendiğiniz anılar kurabiliyor fakat gelecek hakkında sadece öngörülerde bulunabiliyor olmanızı sebebi de; entropinin geçmişte daha düşük olması ve gelecekte ise daha yüksek bir durumda olacak olmasıdır. Sizin de beklediğiniz gibi geleceğiniz için daha çok ihtimal vardır fakat geçmişiniz için durum böyle değildir. Düşük entropili (düşük olasılıklı) geçmişiniz hakkında kesin anılar oluşturabilir, bunları aktarabilir ve anı paydaşlarınızla doğrulamasını yapabilirken geleceğiniz hakkında sadece tahminlerde bulunabilirsiniz.

Buraya kadar ele aldığımız kısım bize gösteriyor ki, entropiyi, üzerinde çalıştığımız konsepte bağlı olarak bir sistemin düzensizliğin bir ölçüsü ya da sistemin var olan olasılıkların sayısı olarak tanımlayabiliriz. Peki tüm bunların, bir kara deliğin olay ufku geçildikten sonra hiçbir şeyin, ışığın dahi, tekillikten kaçamıyor olmasıyla ilgisi nedir?

Reklamı Kapat

Olay ufku geçildikten sonra kara delik tekilliğine olan yolculuğumuz artık uzayda değil, zamanda bir harekettir. Bir kez olay ufkunu geçtiyseniz kara deliğin tek noktaya toplanmış kütle çekimi, gelecek olasılıklarınızı giderek daraltır ve kaçınılmaz olarak 1'e düşürür, artık kalan tek olasılığınız tekilliğe çarpmaktır. Bunu daha iyi kavramak için geçmiş ve gelecek algılarımızı birbirlerinin yerine kullanmayı deneyebiliriz. Örneğin, geçen hafta en sevdiğiniz arkadaşınızın evinde, onun doğum günü partisine katılmış olmanız bilgisinin doğruluğu hem sizin hem de beraber olduğunuz arkadaşlarınızın gözünde fazlasıyla kesindir fakat yarın arkadaşınızla buluşacak olduğunuz buluşma yerine tam olarak saat 09.23'te ulaşacak olmanız tam anlamıyla kesin değildir, sadece bir olasılıktır. Olay ufku geçildikten sonra olan şey, geleceğiniz için var olan ihtimalleriniz 1'e düşeceği için tekilliğe çekilmenin geçmişinizdeki bir olaymış gibi kesin olmasıdır. Bununla birlikte kara delik tekilliği sizi bir spagetti gibi uzatır ve daraltır. Tekilliğe daha yakın olan (mesafe olarak) parçanızın uzak olandan daha fazla çekim kuvveti hissetmesiyle bedeniniz parçalanır.

Sonuç olarak, kara deliklerin tekillikleri; etkileşime girildiğinde uzayda bir nokta, yönünüzü değiştirip kaçabileceğiniz bir yer değil zamanda yaşanması kesin olan bir andır. Bu yüzden evrenimizin en hızlı parçacıkları olan fotonlar dahi kara delik tekilliklerinden kaçamazlar. Bu kaçamama durumunu, kara deliklerin kütle çekim kuvvetlerinin çok yüksek olmasıyla açıklamak basit, etkili ve anlaşılır bir yoldur fakat açıklamak için zaman okunu ve entropiyi kullanmak; daha fazla düşünce deneyine olanak sağlayacaktır.

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 14
  • İnanılmaz 11
  • Muhteşem! 7
  • Bilim Budur! 4
  • Merak Uyandırıcı! 4
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • Umut Verici! 2
  • Korkutucu! 2
  • Üzücü! 1
  • Güldürdü 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 27/10/2021 00:58:23 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/7995

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Ağız
İlaç
Deney
Hasta
Veri
Doğa Gözlemleri
Eşcinsellik
Kuyruk
Konuşma
Sperm
Viral
Köpekgil
Orman
Öğrenme Teorileri
İklim Değişikliği
Nükleer
Hamile
Kimya Tarihi
Normal Doğum
Jeoloji
Aşılar
Sosyal Mesafelendirme
Bitki
Tehdit
Cinsel Seçilim
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın