Yeni teleskoplar nefes kesici görüntüler yakalayabildiği için, 2022 yılı astronomi için çok şey vaat ediyor. Ancak, ilk izlenimlerin her zaman gerçeği yansıtmayabileceğini unutmamak önemlidir. Kara delikler bu durumlardan biri ve onları neden fotoğraflarda görmediğimiz sorusunu gündeme getiriyor. İşte cevabı.
Astronominin muazzam derecede görsel bir çalışma alanı olduğu konusunda tartışmaya pek yer yoktur. Bunun nedeni, diğer araştırma alanlarının aksine, çalışma konularının doğrudan gözlem yoluyla doğrulanamamasıdır. Gezegenleri, yıldızları ve galaksileri birbirinden ayıran uçsuz bucaksız mesafeler, neredeyse her koşulda daha fazla araştırma yapılmasını zorlaştırmaktadır.
Bununla birlikte, astronomi artık daha önce görünmeyen şeyleri bile görünür kılabilekcek kadar ilerlemiştir. Geçmişte durum böyle değildi. Özellikle kara deliklerin geçmişte çekilmiş olan "fotoğrafları" bu kavramın mükemmel bir örneğini teşkil etmektedir. İlk bakışta inanılmaz görünseler de, gösterilenleri anlamlandırmak için bazı temel matematik ve formüller kullanılır.
M87 galaksisinin merkezindeki kara deliğin 2019'da çekilen görüntüleri ve kendi galaksimiz Samanyolu Galaksisi'nin merkezindeki kara deliğin 2022 baharında çekilen görüntüleri durumu çok açık bir şekilde ortaya koyuyor: turuncu-kırmızı parıltının içinde hiçbir ışığın gelmediği karanlık, siyah bir bölge gizleniyor. Burası uçurumun derinlikleri olmalı. Genellikle kara delik olarak bilinen olay ufku bu karanlık bölgede yer almaktadır. Ancak anomaliler bir kara deliğin çevresinde gerçekleştiği için bu alan çok daha yoğundur.
Kara Deliklerdeki Işık Küresel Yörüngeler Çizdiğinde
Olay ufku, dışarıdan bir "kara delik" olarak görülebilen şeyin teorik dış sınırıdır. Kara deliğin yerçekiminin kaçmak için ışık hızından daha hızlı hareket etmeyi gerektirecek kadar güçlü hale geldiği noktayı işaret eder. Kara deliğin dışındaki gözlemciler olay ufkunun sadece teorik bir taslağını görebilirler. Bununla birlikte, içerdiği muazzam kütle nedeniyle, bir kara delik uzayzamanı çok aşırı derecede büker. Işığı uzayda hareket ederken yönlendirebilir ve hatta kara deliğin etrafını dolaşan bir rotaya yönlendirebilir. Bundan sonra ışık kara deliğin etrafında sonsuz bir süre boyunca dönüp durur (her ne kadar orada gerçek anlamda sabit bir yörünge olmasa da).
Işık parçacıklarının kara delik etrafında hareket edebileceği tam alanı tanımlayan foton küresinin yarıçapını hesaplamak için kullanılan kara delik formülleri vardır. Kara deliğin kütlesiyle ilgili foton küresinin yarıçapı, kara deliğin dönüşünün tanımını basitleştiren ve +1 ile -1 arasında değerler alabilen Kerr parametresi a tarafından belirlenir. Parametre değeri a = 0 olduğunda, geleneksel Schwarzschild metriği ile temsil edilen dönmeyen ve nötr kara delik elde edilir. Teorik fizik alanında nispeten olağan olduğu üzere, kara delik hesaplamalarında kütleçekim sabiti ve ışık hızı değerleri genellikle 1'e ayarlanır. Örneğin, bir kara deliğin olay ufku ile foton küresinin yarıçapı arasındaki mesafe 1,5 kat kadar büyük olabilir.
Kara Delik Görüntüleri Hakkındaki Gerçekler
Foton küresinin üzerinde durup "aşağıya" bakacak olsaydınız, ışığın kara deliğin çekim gücünden kurtulmasının fiziksel olarak imkansız olduğunu görürdünüz. Başka bir deyişle, kara deliklerin görüntülerinde ortaya çıkan karanlık yama kara deliğin kendisiyle aynı şey değildir. Bunun nedeni, karanlık yamanın kara delikten olay ufkundan daha uzakta olan bir uzay alanını göstermesidir.
Öte yandan, "resim" kelimesi bu tartışmanın geri kalanına pek uymuyor. Görebildiğimiz şey, dünyanın farklı bölgelerinde bulunan teleskoplar tarafından ölçülen radyo radyasyon yoğunluklarıdır. Dijital teknoloji ve bilgisayar kullanımı sayesinde, bu farklı bilgi parçaları bir araya getirilerek kara deliğin bu belirli radyasyon yoğunluklarını üretmekten sorumlu olan yapısı tanımlanır ve böylece "yaklaşık" bir görüntü oluşturulur.
Kara deliklerin fotoğrafını çekemeyiz çünkü doğa ananın bize bahşettiği iki göz, çağdaş astronominin sunduğu gözlerle boy ölçüşemez. Zihnimizin matematiksel yanı, gözlerimizin yapabileceğinden çok daha hassas gözlemler yapmamızı sağlıyor.
