Black holes are among the most destructive objects in the universe. Anything that gets too close to the central singularity of a black hole, be it an asteroid, planet, or star, risks being torn apart by its extreme gravitational field. And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon, it’ll disappear and never re-emerge, adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process. There is nothing we could throw at a black hole that would do the least bit of damage to it. Even another black hole won’t destroy it– the two will simply merge into a larger black hole, releasing a bit of energy as gravitational waves in the process. By some accounts, it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes in a very distant future. And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all. If the theory is true, all we need to do is to wait.
Kara delikler evrendeki en yıkıcı cisimler arasındadır. Bir kara deliğin merkezi tekilliğine fazla yaklaşan herhangi bir şey, asteroit, gezegen veya yıldız, aşırı yerçekimi alanı tarafından parçalara ayrılmayı göze alır ve eğer yaklaşan cisim kara deliğin olay ufkunu geçerse kara deliğin süreç içerisindeki kütlesini ve genişleyen yarıçapını hesaba katarsak ortadan kaybolacak ve asla yeniden ortaya çıkmayacak. Kara deliğe zerre kadar hasar verecek, fırlatabileceğimiz hiçbir şey yok. Başka bir kara delik bile onu yok edemez– süreç içerisinde kütle çekimsel dalgalar adı altında birazcık enerji yayarak ikisi sadece daha geniş bir kara delik oluşturur. Bazılarına göre evrenin çok uzak bir gelecekte en sonunda tamamen kara deliklerden oluşması mümkün. Fakat her şeye rağmen bu cisimleri yok etmenin veya "buharlaştırmanın" bir yolu olabilir. Eğer teori doğruysa tek yapmamız gereken şey beklemek. 1974 yılında
In 1974, Stephen Hawking theorized a process that could lead a black hole to gradually lose mass. Hawking radiation, as it came to be known, is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum. According to quantum mechanics, a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states. These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction of virtual particle pairs, which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.
Stephen Hawking bir kara deliğin gitgide kütlesini kaybetmesine yol açacak bir yol kuramlaştırdı. Bilindiği ismiyle Hawking radyasyonu, kuantum dalgalanması denilen iyi yapılandırılmış bir olguya dayanmaktadır. Kuantum mekaniğine göre uzay zamandaki belli bir nokta, birkaç olası enerji seviyesi arasında dalgalanıyor. Bu dalgalanmalar, bir parçacık ve zıt yüklenmiş antiparçacıktan oluşan gerçek parçacık çiftinin devamlı yaratılışı ve yıkımıyla oluşur. Genellikle ikili toplam enerjiyi koruyarak ortaya çıktıktan kısa bir süre sonra
Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing, preserving the total energy. But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon? If they’re positioned just right, one of the particles could escape the black hole’s pull while its counterpart falls in. It would then annihilate another oppositely charged particle within the event horizon of the black hole, reducing the black hole’s mass. Meanwhile, to an outside observer, it would look like the black hole had emitted the escaped particle.
birbiriyle çarpışır ve yok olur. Peki ya bir kara deliğin olay ufkunun hemen kenarında ortaya çıkarsa ne olur? Eğe doğru konumlanmışlarsa diğeri düşerken parçacıklardan biri kara deliğin çekiminden kaçabilir. O halde kara deliğin olay ufkunun içerisinde diğer bir zıt yüklenmiş parçacığı yok eder ve kara deliğin kütlesini düşürür. Bu sırada dıştan gözlem yapan birisine kara delik, kaçan parçacığı fırlatmış gibi görünürdü. Bu yüzden eğer bir kara delik ek cismi ve enerjiyi emmeye devam etmezse
Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy, it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate. How slow? A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.
dayanılmayacak kadar yavaş bir oranda parçacık parçacık buharlaşacak. Ne kadar yavaş? Kara delik termodinamiği denilen fiziğin bir dalı bize cevabı veriyor. Gündelik nesneler veya gök cisimleri çevrelerine enerji yaydıklarında
When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment, we perceive that as heat, and can use their energy emission to measure their temperature. Black hole thermodynamics suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole. It theorizes that the more massive the black hole, the lower its temperature. The universe’s largest black holes would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin, very close to absolute zero. Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta would have a temperature close to 200 degrees Celsius, thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation to the cold outside environment. The smaller the black hole, the hotter it seems to be burning– and the sooner it’ll burn out completely.
biz onu ısı olarak algılıyoruz ve enerji emisyonunu, onların ısılarını ölçmek için kullanıyoruz. Kara delik termodinamiği benzer şekilde bir kara deliğin "ısısını" belirleyebileceğimizi söylüyor. Kara delik ne kadar büyükse ısısının da o kadar düşük olduğu teorisini ortaya atıyor. Evrenin en geniş kara delikleri 10 ila 17 kelvin arasında bir sıcaklık yayıyor, ki bu da mutlak sıfıra çok yakın. Bu esnada Vesta kütlesinde olan bir asteroidin, 200 santigrat dereceye yakın bir sıcaklığı olurdu ve böylelikle Hawking radyasyonu formunda soğuk dış ortama çokça enerji yayardı. Kara delik ne kadar küçükse o kadar sıcak yanıyor gibi görünür– ve o kadar çabuk tamamıyla yanıp yok olucak. Peki ya ne kadar çabuk?
Just how soon? Well, don’t hold your breath. First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy, more quickly than they emit Hawking radiation. But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting, it would take 10 to the 67th power years– many many magnitudes longer than the current age of the Universe— to fully evaporate. When a black hole reaches about 230 metric tons, it’ll have only one more second to live. In that final second, its event horizon becomes increasingly tiny, until finally releasing all of its energy back into the universe. And while Hawking radiation has never been directly observed, some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky are actually traces of the last moments of small, primordial black holes formed at the dawn of time.
Boşuna umutlanmayın. İlk olarak çoğu kara delikler Hawking radyasyonu emdiğinden çok daha çabuk bir şekilde birleşiyor ya da cismi ve enerjiyi emiyor. Fakat bizim Güneşimizin kütlesindeki bir kara delik birleşmeyi bıraksa bile tam olarak buharlaşması 10 ile 67 sene alırdı– evrenin şu anki yaşından çok çok daha uzun— Bir kara delik yaklaşık olarak 230 metrik tona ulaştığında yaşamak için sadece bir saniyesi olacak. O son saniyede olay ufku, sonunda evrene tüm enerjisini yayana kadar gitgide ufacık hale gelir. Hawking radyasyonu daha önce doğrudan gözlemlenmese de bazı bilim insanları gökyüzünde saptanmış belli gama ışınlarının aslında zamanın şafak vaktinde oluşan küçük, ilkel kara deliklerin son anlarının izleri olduğuna inanıyor.
Eventually, in an almost inconceivably distant future, the universe may be left as a cold and dark place. But if Stephen Hawking was right, before that happens, the normally terrifying and otherwise impervious black holes will end their existence in a final blaze of glory.
Eninde sonunda, neredeyse belirsiz uzak bir gelecekte evren soğuk ve karanlık bir yer olarak terk edilebilir. Ama eğer Stephen Hawking haklıysa bu olmadan önce, genelde korkunç ve ayrıca geçirimsiz kara delikler son bir zafer parıltısıyla varlıklarını sona erdirecekler.