Evrendeki en gizemli nesne nedir? Bu soruya pek çogumuz hiç düsünmeden ayni yaniti veririz: Karadelikler! Bu gökcisimleri, belki biraz da adlarindan dolayi olsa gerek, çok ilgi çekiyorlar. Üstelik gökbilimcilere göre Günes, Ay ve yildizlar kadar gerçekler.Karadelikler, dogrudan gözlenemeseler de onlar hakkinda birçok sey biliyoruz.
Bu gökcisimlerinin, sanki bilimkurgu romanlarindan firlamamislar gibi, çok ilginç özellikleri var. Karadeliklerin var olabilecegi düsüncesi, 200 yildan daha eskiye gider. 1874'te, bir Ingiliz din adam JohnMichell, kütleçekiminin isik üzerinde etkisinin olup olamayacagini merak ediyordu. Ona göre, bazi yi ldizlar o kadar büyük ve buna bagl olarak da o kadar büyük kütleli olabilirdi ki, isik bile onlardan kaçamazdi. John Michell'e göre, 500 günes çarpi bir yildiz, isiginin kaçmasini engelleyecek kadar güçlü bir kütleçekimine sahip olabilirdi. Ne var ki, bu kadar büyük bir yildiz gerçekte varolamazdi. Bundan birkaç yil sonra, ünlü Fransiz matematikçi Pierre Simon de Laplace, ayni kaniya vardi. Michellve Laplace`in kaynaklar, hiç kuskusuz, Isaac Newton'un çalismalariydi. Newton, cisimlerin yere düsmesinin nedeninin, bu cisimlerin üzerinde etki eden ve kütleçekimi olarak tani mlanan, görünmez bir kuvvet oldugunu açiklamisti. Newton'un, agaçtan yere düsen bir elmayi izledikten sonra bu kaniya vardigi söylenir. Newton, kütleçekimini kesfetmekle kalmamis, iki cisim arasindaki uzaklik arttikça aralarindaki kütleçekim kuvvetinin azaldigini da kesfetmisti. iki cisim arasindaki uzaklik iki katina çiktiginda, kütleçekimi dörtte bire iniyordu. Ayrica, Newton'un farkettigi bir baska gerçek de, kütlesi olan her cismin bir kütleçekiminin oldugu, yani bir baska cismi çektigiydi. Kütleçekiminin kesfedilmesi, bilim adamlarinin yildizlarin ve gezegenlerin hareketlerini anlamasini sagladi. Bir cismin kütleçekiminin büyüklügünün, kütleye ve uzakliga bagli oldugunu biliyoruz. Ancak, uzakligi hesaplarken, cismin kütle merkezine olan uzakligini ele almak gerekiyor. Dünya gibi küresel cisimlerde bu, tam merkezdedir. Biz gezegenimizin yüzeyinde durdugumuza göre, Dünya'ni n kütle merkezine olan uzakligimiz onun yari çapi kadardir. Dünya'nin yerçekimi kuvveti dev yildizlarinkiyle karsilastirilamaz; ancak, onun çekiminden kurtulup uzaya gidebilmek için bile epeyce enerji harcamamiz gerekir. Oldugunuz yerde zipladiginizda, ne kadar yükselebildiginize dikkat ettiniz mi?
Bir metre, belki yarim metre bile degil. Bütün gücünüzü kullansaniz bile çok da fazla degismez bu. Eger bir cismin kütleçekiminden kurtulmak istiyorsaniz, bu cismin kütleçekiminin büyüklügüne bagli olarak belli bir hizla ziplamaniz gerekir. Örnegin, Dünya'nin kütleçekiminden kurtulup uzaya gitmek isterseniz, zipladiginizda hizinizin saatte yaklasik 40.000 km olmasi gerekir.
Yildizdan Karadelige
Bir yildizin evriminden söz edilirken, onun da bizler gibi dogdugu, gelistigi ve öldügü anlatilir. Yildizlar, büyük oranda hidrojenden olusan evrendeki gazin ürünüdür. Yildizlar, evrende bu gazin yogun olarak bulundugu ve bulutsu ad verilen yerlerde dogarlar.Bulutsulardaki gazin bir araya gelip yildizlari olusturmasinndaki etken de kütleçekimidir. Giderek sikisan gazin en yogun yeri olan çekirdegi, sikismayabagli olarak zamanla isinir. Sicaklik yaklasik 10 milyon dereceye ulastiginda, hidrojen atomlar birleflerekhelyuma dönüflmeye bafllar ve bu s rada bir yanürün olarak çok miktarda enerji ortaya ç kar. Bu enerji, kütleçekiminin ters yönünde bir kuvvet uygular ve yildiz daha fazla çökmekten kurtulur.Bu asamada, yildiz dogmus kabul edilir. Ortalama bir yildiz, milyarlarca yil bu asamada kalir; yani yasar.Yildizin yakiti azaldiginda, merkezinde de önemli miktarda çekirdek tepkimeleriyle meydana gelmis madde olusturmustur. Bu madde, yildizin büyüklügüne bagli olarak demir ve ondan hafif elementleri içerebilir. Yild z, yakitini tüketmeden önce, merkezindeki basinç ve sicaklik arttigi için sismeyemeye baslar. Yildizin dis katmanlari uzaya dogru itilir ve çap önceki çapinin yüz katindan fazla artar.Yasamlarinin bu son asamasinndaki yildizlara kirmizi dev denir. Genisledikçe yüzeyleri soguyan yildizlar, gerçekten de kirmizi görünür. Yildizin yakiti tükendiginde, artik çekirdekteki enerji kaynagida tükenmis olur. Yildiz, artik kütleçekimini dengeleyen bir kuvvet olmadigindan aniden çöker. Bu sirada, dis katmanlardaki maddenin bir bölümünü uzaya savurur. (Çok büyük kütleli yildizlarda, bu olay çok güçlü bir patlamayla gerçeklesir ve yildiz bir süpernova olur.) Artik yildiz ölmüstür. Ancak, bizim asil ilgimizi çeken bundan sonra neler olacagi .Aslinda bundan sonra neler olacagi en bastan bellidir. Çünkü, ne olacagini yildiz n kütlesi belirler. Eger bu yildiz bizim Günes'imiz gibi küçük kütleli bir yildizsa, yildizin sonu bir beyaz cüce olmaktir.Bir beyaz cücenin bir çay kasigi kadari tonlarca kütleye sahiptir. Yildizin, tepkimelerin meydana geldigi çekirdegi, 1,4 günes kütlesinden fazlaysa, madde sadece nötronlardan olusmus bir nötron yildizna dönüsür. Nötron yildizi o kadar s kisiktir ki, atomlar olusturan elektron ve protonlar da birleserek nötronlara dönüsürler. Bu asamada birbirleriyle omuz omuza duran nötronlar, kütleçekimine karsi koyabilirler. Bir nötron yildizindan bir toplu igne basi kadar madde alabilseydiniz, bunun kütlesi Dünya'nin en büyük tankerinin iki katina yakin olurdu. Yani, yaklasik bir milyon ton! Bir nötron yildizini olusturan nötronlari n, kütleçekimine karsi koyabildiklerini söylemistik.Ancak, bunun da bir sinri var. Yani, kütleçekimi her zaman galip geliyor. Yeter ki yeterince madde bulunsun. Yildizdan geriye kalan maddenin kütlesi üç günes kütlesini astiginda, nötronlar da artik bu kuvvete karsi koyamiyorlar. Artik kütleçekimi zaferi elde ediyor ve madde evrendeki bilinen en gizemli ve karanlik gökcismine, yani bir karadelige dönüsüyor.
Karadeliklerin, gökadalarin olusumunda rol oynadiklar düsünülüyor. Birçok gökadanin merkezinde çok büyük kütleli karadelik bulunuyor.Gökadamiz Samanyolu'nun merkezindeki karadeligin kütlesi yaklasik 2,5 milyon günes kütlesi kadar. Inanilmaz geliyorsa, bir de yakinimizdaki gökadalardan biri olan dev gökada M87'ninmerkezindeki karadelige bakin. Bu gökadanin merkezindeki karadelik üç milyar günesli kütlesinde!
Küçük Devler
Kütleçekiminin kütle merkezinden uzaklastikça azaldigini söylemistik. O halde, bir gökcismi çöktükçe yüzeyindeki kütleçekimi artar.Cisim ne kadar küçülürse yüzeyi merkeze o kadar yaklasir. Bu da bir cismin, bu gökcisminin kütleçekiminden kurtulmasi için gereken hizin artmasini gerektirir.Günes'in kütleçekiminden kurtulmak için gereken kaçis hizi ,yüzeyinde saniyede 620 km'dir.Günes'in çapin öncekinin yarisi kadar olacak sekilde sikistirirsaniz, kütlesi artmadigi halde yüzeyindeki kütleçekimi öncekinden % 40 fazlaolacaktir. Günes'in çapini Dünya'nin çapiyla esit büyüklüge getirirseniz, kaçis hizi saniyede 6500 km'ye çikar. Gerçekte kütlesi yeterli degil, ama bir an için Günes'in nötron yildizina dönüstürdügünü düsünelim. Bu durumda, kaç hizi isik hizinin (saniyede 300.000 km) yarisindan fazla olur. Bir cismi öyle bir sikistiralim ki, ondan kaçmak için gereken hiz isik hizindan fazla olsun. Burada, bir sorunla karsilasiyoruz. Fizik kurallar geregi, hiçbir sey isik hizindan daha hizli gidemez. Bu da, böylebir cisimden hiçbir seyin, hatta isigin bile kaçamayacagi anlamina gelir. Gerçekte, bir yildizin karadelik olabilmesi için, yildiz öldükten sonra geriye kalan maddenin en azindan 3 günes kütlesinde olmasi gerekiyor. Beyazcüce, nötron yildizi ya da karadelik olsun, bize en olaganüstü gelen sey, nasil olup da maddenin bu kadar sikistirilabildigi. Eger Dünya'yi yeterince sikistirabilseydik, 1 santimetreden daha küçük çapli bir karadelik olurdu. Üstelik bu da onun çapi degil, "olay ufku" olacakti . Olay ufku, içine düsen hiçbir seyin kaçamayacagi bölgenin adi . Daha iyi anlamak için, bir karadelige dogru düsen bir cisim düsünün. Bu cisim, olay ufkuna geldiginde, buradaki kütleçekimi ancak isik hiziyla giden bir cismin kaçabilmesine olanak tanir. Olay ufku geçildigindeyse, isik hizindan daha hizli hareket edilemeyeceginden buradan kaçmak olanaksiz olur. iste karadelikler bu nedenle içlerine düsen, daha dogrusu olay ufkunu geçen hiçbir seyin geri dönemeyecegi gökcisimleridir.
 |
Fizik 
RSS yorumları