Karadeliklerin Etrafındaki Her Cisim Parçalanmaya Mahkum mudur?

Karadeliklerin çekim kuvveti öylesine güçlüdür ki, ışık bile ondan kaçamaz.

Karadeliklerle ilgili (bizimkiler de dahil olmak üzere) istisnasız her anlatımda bu cümle mutlaka geçer. Aslında cümle özünde doğrudur da; ancak bir nedenle bu cümlenin esrarengiz doğası, ona ek anlamlar yüklememize neden olur. Buradaki yazımızda karadeliklerin merkezlerinde bulundukları galaksiler üzerindeki etkisinin dikkate değmeyecek kadar az olduğundan söz etmiştik. Örneğin, bizim galaksimiz merkezinde yer alan Sagittarius A* isimli karadeliğin etki küresinin sadece 100 civarında yıldızı kapsadığından, ancak galaksimizde 200 milyardan fazla yıldız olduğundan söz etmiştik. Peki ya o 100 yıldız, karadeliğin "hiçbir şeyin kaçamadığı" etkisinden muzdarip midir? Karadeliklerden bu kadar korkmak ve onları böylesine yüceltmek doğru mudur?

Şunu anlamamız gerekiyor: Bir karadeliğin kütleçekimsel etkisi, bir kütleye sahip herhangi bir diğer gökcisminin kütleçekimsel etkisinden tamamen farksızdır. Yani Güneş ile Dünya veya Mars ile Plüton arasındaki etkileşim, bir karadelik ile onun etrafındaki bir cisim arasındaki etkileşimden yapısal olarak farksızdır. Elbette karadeliklerin çekim kuvveti, abartılı kütleleri dolayısıyla sıradan bir diğer gök cismine göre dikkate değer miktarda fazla olabilmektedir; ancak bu daha yüksek olan çekim kuvveti, kütleçekiminin doğasını değiştiren bir nitelikte değildir.

Kütleçekimi, halk arasında hatalı bir şekilde bilindiği şekliyle cisimlerin "yere düşmelerine neden olan" kuvvet değildir. Kütleçekim etkisi altında cisimler "yere düşmezler"! Bu, oldukça kısıtlı bir dünya ve fizik algısı çerçevesinde geliştirilen Newton'un Kütleçekim Teorisi'nden kaynaklı bir açıklamadır. Cisimlerin "yere düşüyor gibi" gözüktüğü tek durum, bir cismin diğer bir cisme göre hiçbir teğetsel hızının olmadığı durumlardır. Bugün biliyoruz ki kütleçekiminin asıl etkisi, "yörünge etkisi"dir. Yani cisimler, birbirlerinin kütleleri etkisi altında birbirlerinin yörüngelerine girerler. Tam olarak bu nedenle Dünya, Güneş'in etrafında 4.54 milyar yıldır dönmektedir ve bunca süredir Güneş'e çarpmamıştır. Eğer ki Güneş, aynı kütleli bir karadelik olsaydı da Dünya'nın yörüngesi birebir aynı olurdu. Çünkü bir karadeliğin kütleçekimsel etkisinin, bir yıldız veya gök cismininkinden yapısal bir farkı yoktur ve Newton yasalarından doğan açısal momentumun korunumu ilkesinin basit bir sonucudur.

Yalnız şunu da belirtelim: Genel Görelilik Teorisi sayesinde açıklayabildiğimiz üzere, karadeliklerin etrafında Newtonyen-olmayan bazı yalpalama olayları yaşanmaktadır. Bu durum, karadelikleri çok az bir miktar da olsa "özel" kılmaktadır. Lakin bu etki, yalnızca karadeliğin olay ufku denen sınırları dahilinde hissedilebilir. Ancak eğer ki bir karadeliğin olay ufku sınırlarına girecek kadar yakınlarındaysanız, zaten bu Newtonyen-olmayan yörünge hareketlerinden çok daha fazla endişelenmeniz gereken şey olacaktır. O nedenle, bizim bu yazıda sözünü etmek istediğimiz etkiler, olay ufkunun ötesinde ama karadeliğin kütleçekim alanı (etki küresi) içerisinde yaşanan olaylardır.

Kendi galaksimizi ele alalım.... Sagittarius A*'dan 3 parsek uzaklıkta yaşayan ve dolayısıyla bu karadeliğin etki küresi içerisinde yer alan 100 yıldızın maruz kaldığı tek etki, karadeliğin varlığından kaynaklı gelgit etkisidir (buna "spagettileşme" de denmektedir). Bu etki, kütleçekim kuvvetinin yarıçapın karesiyle ters orantılı olarak değişmesinden kaynaklanmaktadır. Yani karadeliğe 2 kat yaklaştığınızda, kütleçekimi 4 kat artacaktır. Bir karadeliğe çok yakın olan yıldızların, karadeliğe bakan tarafları, karadeliğin aksi yönüne bakan taraflarına kıyasla çok daha yüksek kütleçekim kuvvetine maruz kalmaktadır. Bir noktada bu gelgit alanı, yıldızın kendi kütleçekiminden daha güçlü bile olabilir. İşte bu durumda yıldız, gelgitsel olarak bozunmaya başlar. Bunun sonucunda yıldızın içerisindeki gazlar, karadelik tarafından emilmeye başlar ve bu süreçte yıldızın yapısal bütünlüğü tamamiyle dağılır. 

Peki bu etki, karadelikten ne kadar bir uzaklıkta dikkate değer miktarda etkilidir? Örneğin bizim Güneş'imiz bundan etkilenebilir mi? Bunun için, karadeliğin gelgitsel yarıçapını hesaplamamız gerekmektedir ve bunu, şu denklemle yapabiliriz:

$R_{tidal}=(\genfrac{}{}{0ex}{}{M_H}{M_{\ast }}{)}^{\genfrac{}{}{0ex}{}{1}{3}}{R}_{\ast }$

Bu denklemde $M_{\ast }$ ve $R_{\ast }$ karadelikten etkilenen yıldızın kütlesi ve yarıçapı, $M_H$ ise karadeliğin kütlesidir. Eğer ki bizim Güneş'imizi ve galaksimizin merkezinden Sagittarius A*'nın yapısal bilgilerini bu denkleme yerleştirecek olursanız, 100 milyon kilometreden birazcık küçük bir gelgitsel yarıçap elde edersiniz. Bu mesafe, 1 Astronomik Birim'den (1 AU: Güneş-Dünya arası mesafe) daha küçüktür! Bu, karadeliğe dair daha önceki yazımızda hesapladığımız 3 parseklik etki yarıçapından çok daha küçüktür. Öyle ki, karadeliğin etki küresi içerisindeki 100 yıldızdan hiçbiri karadeliğe bu yakınlıkta değildir. Sagittarius A*'ya en yakın olduğunu bildiğimiz yıldız SO-2 isimli bir yıldızdır ve karadeliğe en yakın olduğu noktada aralarındaki mesafe 120 AU'dan aşağıya düşmez. 

Görülebileceği gibi, karadeliklerin galaksiler ölçeğinde o kadar da korkutucu yapılar değildirler.