Kütlesiz parçacıkları üstün bir teknoloji ile bir noktaya sıkıştırsak karadeliğe dönüşür mü?

Kütlesiz parçacıklar (foton,gluon) uzay dokusunu bükemezler.

Muhtemelen "kütlesi çok" yazacaktın; Çünkü kütlesiz parçacıkların aksine kütlesi fazla olan maddeler uzayı büker. Aslında burada bükülen bizim duyu organlarımızla algıladığımız 3 boyutlu uzay değil. Bükülen, 4 boyutlu "uzay-zaman" dediğimiz yapı.

• Peki bu kütlesi çok fazla olan maddeleri sıkıştırarak kara delik yapabilir miyiz?

Evet yeterli teknoloji olursa yapabiliriz. İlk önce ışığın kaçış hızını bilmemiz gerekir.

Kaçış hızı nedir?

bir kütlenin çekiminden kurtulmak için (potansiyel enerjisinden) sahip olmanız gereken kinetik enerjidir. Eğer buradan hız terimini çekecek olursak böyle bir kütlenin yüzeyinden kaçmak için gerekli hızı bulabiliriz.

Kara deliklerde ise bu hesap basitçe kaçış hızını ışık hızına eşitleyerek yapılır. Yani belirli bir kütlenin merkezinden belirli bir uzaklıktaki kaçış hızının ışık hızına eşit olduğunu düşünürsünüz. Bundan sonra tek yapmanız gereken kütle ve yarıçap ile oynamaktır. Bu durum size her kütle için belirli bir yarıçapta ışığın bile kaçamayacağı bir yüzey tanımlamaya izin verir. Bu yüzeyi tanımlayan yarıçapa Schwarzschild yarıçapı (2Gm/c2) denir. Hal böyle olunca herhangi bir şeyin kütlesini yerine koyarak, ne kadarlık bir alana sıkıştırırsam kara delik olur diye teorik hoş bir hesap yapabiliyoruz.

• Örneğin Güneş'ten kara delik yapmak isteseydik onu yalnızca 3 kilometrelik bir yarıçapa sıkıştırmamız gerekirdi. Dünya içinse bu değer bir küp şeker boyutlarında. İşi abartıp 100 kilogramlık bir insan için Schwarzschild yarıçapının ne olması gerektiğine baktığımızda 10^-25 metre olduğunu görüyoruz. (protonun yarıçapı kabaca 10^-15 metredir.)

Peki gerçekten de böyle ufak bir karadelik (mikrokaradelik) oluşturmak mümkün mü?

Stephen Hawking'in tanınırlığına sebep olan çalışmalardan biri de evrenin erken dönemindeki mikro kara delikler hakkındaki teziydi. Her ne kadar yukarıda yaptığımız hesaba göre istediğimiz kütleyi gerekli yarıçapa sıkıştırınca kara delik elde ediyor gibi görünsek de, bu aslında basit bir teorik yaklaşımdan ibaret. İşler elbette bundan çok daha karmaşık. Hawking'in öne sürdüğü ise böylesine küçük kara deliklerin (mikro kara delikler ya da kuantum kara delikler adıyla da anılır) kuantum etkileri yüzünden kısa sürede buharlaşarak yok olacağıydı. Ölçek çok küçük olduğu için böyle kara delikler üzerinde kuantum etkileri devreye giriyor ve işlerin rengi değişiyor. Kara delik küçüldükçe daha hızlı buharlaşıyor ve daha yüksek sıcaklıklara sahip oluyor. Yani bu sebeple bu kadar küçük bir kara delik kararlı (stabil) bir kara delik değil ve bu boyutlarda bir kara delik oluşturamayız. Fakat yine de kara deliklerin ne kadar sıkışık cisimler olduklarını anlamak adına Schwarzschild yarıçapı üzerinden hesap yapmak oldukça keyifli.

Karadelik yaparsak ne işimize yarayacak?

Teorik fizikçiler gerçekten laboratuvarda atom boyunda mikroskobik kara delik üretmek istiyor. Bu sayede evrende üç uzay boyutuna ek olarak 7 ekstra boyut olup olmadığını anlayacaklar. Evrenin içi boş bir hologram olup olmadığını ve bunu söyleyen sicim teorisinin doğruluğunu test edecekler.

"Sicim teorisi test edilemez, o yüzden de bilimsel bir teori değildir." diyenlere tersini gösterecek ve Einstein’ın yerçekimini açıklayan genel görelilik teorisini kuantum fiziğiyle birleştirerek nihayet kuantum kütleçekim kuramı geliştirecekler.

Böylece tüm evreni tek denklemle açıklayan solucandelikleri ile zaman makinesini çözen, kara deliklerin başka evrenlere açılıp açılmadığını söyleyen, Warp sürüşüyle ışıktan hızlı yolculuk edip edemeyeceğimizi gösteren bir teorimiz olacak.