Araştırmaya Göre Önümüzdeki 10 Yıl İçinde Bir Kara Delik Patlaması Görme İhtimalimiz %90

Bu, Massachusetts Amherst Üniversitesi (UMass Amherst) fizikçilerinin yaptığı yeni bir araştırmaya göre, bu patlamaların evrenin başlangıcından kalan küçük kara deliklerin ölümünü işaret ettiğini öne sürüyor.

Bu olayların çok nadir olduğu düşünülüyordu ve potansiyel olarak gözlemlenebilir patlamaların yaklaşık 100.000 yılda bir meydana geldiği düşünülüyordu. Ancak yeni analiz, bunların çok daha yaygın olduğunu ve ortalama olarak her 10 yılda bir gözlemlenebilir bir patlama meydana geldiğini gösteriyor.

Bu patlamalar meydana geldiğinde, mevcut teknolojimizle bunları tespit edebilmeliyiz. Böyle bir patlama bulmak, birkaç nedenden dolayı astrofizik için büyük bir kazanç olacaktır: Bu tür kara deliklerin varlığını ilk kez doğrulayacak ve tüm kara deliklerin ölüm mekanizmasını belirleyecektir.

Daha da heyecan verici olanı, böyle bir patlamanın var olan her türlü temel parçacığı serbest bırakmasıdır. Buna, sıkıcı eski elektronlar ve nötronlar gibi bildiğimiz tüm parçacıklar dahil olmakla birlikte, karanlık madde gibi var olduğunu düşündüğümüz ancak henüz bulamadığımız “bilinen bilinmeyenler” de dahildir.

En ilgi çekici olanı ise, hayal bile edemediğimiz “bilinmeyen bilinmeyenler” olacaktır.

UMass Amherst'te astrofizikçi olan Joaquim Iguaz Juan, “Ayrıca, evrendeki her şeyi oluşturan her parçacığın kesin bir kaydını da elde ederiz” diyor. “Bu, fizikte tam bir devrim yaratır ve evrenin tarihini yeniden yazmamıza yardımcı olur.”

Bu patlamaların kavramı ilk olarak 1974 yılında fizikçi Stephen Hawking tarafından ortaya atılmıştır. Kara delikler, kendilerine çok yaklaşan her şeyi yutmakla ünlü olsalar da, Hawking, kuantum etkileri nedeniyle aslında parçacıklar da yaymaları gerektiğini hesapladı.

“Hawking radyasyonu” olarak bilinen bu fenomen, kara deliklerin kütlesini zamanla azaltarak tamamen buharlaşana kadar devam eder. Bu radyasyon tespit edilemeyecek kadar zayıftır, ancak son ölüm sancılarında süpernova benzeri bir patlamaya dönüşür ve bu patlama tespit edilebilir.

Bu süreç çok yavaş gerçekleşeceği için, yıldız kütlesi kara deliklerin ölümü çok uzak bir gelecekte olacaktır. Süper kütleli kara delikler daha da uzun yaşayacaktır. Ancak, daha kısa ömürlü, çok daha küçük bir kara delik türü daha olabilir.

İlkel kara deliklerin (PBH'ler) kütlelerinin Güneş'ten ziyade asteroitler ölçeğinde olduğu düşünülmektedir. Büyük Patlama'dan sonraki ilk birkaç saniye içinde oluştukları varsayılmaktadır, bu nedenle “ilkel” adı verilmiştir.

“Bir kara delik ne kadar hafifse, o kadar sıcak olmalı ve o kadar fazla parçacık yaymalıdır. PBH'ler buharlaştıkça, giderek daha hafif ve daha sıcak hale gelirler ve patlamaya kadar kaçak bir süreçte daha da fazla radyasyon yayarlar,” diye açıklıyor UMass Amherst'ten fizikçi Andrea Thamm.

Standart Model fiziğine göre, PBH'lerin yaşı ve kütlesi, çoğunun şu ana kadar buharlaşmış olması gerektiğini gösteriyor. Ancak ekip, modele birkaç makul değişiklik yaparak ne olacağını simüle etti.

Bu, araştırmacıların “karanlık elektron” olarak adlandırdıkları, varsayımsal, daha ağır bir elektron versiyonunu içeriyor. Bu, PBH'lere, bilinen kara deliklerde bulunmayan bir tür elektrik yükü sağlayabilir. Çalışma, bu değişikliklerin Hawking radyasyonunu bir süreliğine duraklatacağını ve kozmik Azrail'in ziyaretini geciktireceğini ortaya koydu. Bu da, sonuçta havai fişek gösterisini kaçırmamış olabileceğimiz anlamına geliyor.

UMass Amherst'ten fizikçi Michael Baker, “İlk kara deliğin küçük bir karanlık elektrik yüküyle oluştuğunu varsayarsak, oyuncak model, kara deliğin nihayet patlamadan önce geçici olarak stabilize olacağını öngörüyor” diyor.

Ekip, modellerinin doğru olması durumunda, bu patlamalardan birinin yaklaşık 10 yılda bir, mevcut gama ışını gözlemevlerimizden görülebilecek bir mesafede gerçekleşeceğini hesapladı. Böyle bir patlamayı görmek, PBH'lerin varlığını doğrulayacak, Hawking radyasyonunun ilk doğrudan kanıtını sağlayacak ve bize evrenin sunduğu tüm temel parçacıkların tam bir örnek kutusunu verecektir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.