Big Bang’den bu yana görülen en büyük patlama keşfedildi! İki kara deliğin çarpışması

Az önce haber takip listemde beliren bir son dakika gelişmesini sizlere aktarıyorum: Gökbilimciler şimdiye kadar bulunan en büyük, en garip kara delik çarpışmasını tespit etti. Kozmik yığılma, şimdiye kadar tespit edilen türünün ilk kara deliğini üretti – ve bu daha olayın tuhaf kısmı bile değil!

Çarpışmanın tespit edilmesi bizim için bir son dakika gelişmesi elbette, ama konunun kendisini anlayabilmemiz için kafamızdaki zaman ölçeğini biraz daha genişletmemiz gerekecek. Çünkü hikayemiz çok daha önce başladı.

Bir varmış bir yokmuş… Bundan 7 milyar yıl önce iki büyük kara delik varmış. Bunlar birbirlerine yaklaşmış, yaklaşmış, yaklaşmış ve nihayet… Durun. Ne olduğunu daha iyi anlayabilmek için birbirine yaklaşan bu cisimlerin büyüklüğünü hayal etmeye çalışalım. Unutmayın bu cisimler birer kara delik.

Bir kara deliği hayal etmenin en kolay yolu bence önce kendi dünyamızı düşünmek. Dünya, içindeki her şeyiyle atomlardan oluşuyor öyle değil mi? Atomların da çekirdeği ve etrafında belli bir mesafede dönen elektronları var, bunu biliyoruz. Eğer bir atom futbol sahası büyüklüğünde olsaydı onun çekirdeği orta saha çizgisinin merkezindeki bu misket kadar olurdu. Çevresinde dönen elektronlar ise tribünlerdeki toz zerreleri ya da elimdeki bu tuz taneleri kadar. Bir dahaki sefere size atom dendiğinde futbol sahası büyüklüğündeki bir alanda tuz taneleri ve bir misket aklınıza gelsin. Yani atom dediğimiz şeyde epeyce bir boşluk var. Peki bu boşlukları ortadan kaldırabilseydik ne olurdu? Tribünlerdeki toz zerreleri merkezdeki çekirdekle birleşseydi ve aradaki boşluklar ortadan kalksaydı koca futbol sahası, tuz taneleri çok bir şeyi değiştirmeyeceği için bu bilye kadar bir şeyden ibaret kalırdı. Futbol sahası bilyeye dönüştü. Ama unutmayın atom bir futbol sahası kadar büyük değil. O kadar küçük ki dünyadaki tüm atomların içindeki boşluklar ortadan kalksaydı, asıl dünya bu bilye kadar olurdu. Evet dünyayı oluşturan 48 sıfırlı şu sayıdaki 133,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 atomun boşluklarını alınca bu hale gelirdi. 

Sadece yüzeyindeki milyarlarca insanı düşünün. Siz, aileniz, tanıyıp tanımadığınız herkes. Hepimiz buradayız. İçimizdeki boşluklar alınınca bu hale geliyoruz. Çünkü kütlesel anlamda değişen bir şey yok. Aynı sayıdaki atom tüm kütlesiyle yine burada. Sadece aradaki boşlukları kaldırdık. 

Eğer böyle bir şey olsaydı kütle çekim kuvveti de değişmeyeceği için uzayda artık bir misket haline dönüşen dünyanın etrafında Ay dönmeye devam ederdi. Bir misketin etrafında dönen koca koca cisimler. Böylesine büyük bir kütle, böylesine küçük bir hacme sıkışınca başka ne olurdu biliyor musunuz? Çevresindeki ışık bile onun çekiminden kaçamazdı. Işık olmayınca onu göremezdik. Göremeyince de adına kara delik derdik. 

Astronomlar bu tür benzetmelerde dünyayı değil de güneşi örnek olarak kullanıyorlar. Videonun başında okuduğum haberde iki kara delikten söz ediliyordu. Bunlardan biri bizim güneşimizden 66 kat daha büyük. Diğeri 85 kat daha büyük. Hikayemize geri dönecek olursak…

Bundan 7 milyar yıl önce biri güneşimizin 66 katı diğeri 85 katı olan iki kara delik varmış. Bunlar birbirlerine yaklaşmışlar, yaklaşmışlar, yaklaşmışlar ve nihayet çarpışmışlar! Bizler böylesine büyük kütlelerin birbiriyle çarpışınca büyük bir ışık ve ses oluşturacağı beklentisiyle izliyoruz değil mi? Oysa bu kez çarpışan ve birleşen şeyler birer kara delik. 

Bu simülasyondan da görebildiğimiz gibi böyle bir çarpışmanın etkisi ancak onların gravitasyonal alanlarının uzaktaki yıldızların ışığını bükmesi şeklinde anlaşılabiliyor. Çarpışıp birleştiklerinde en ufak bir kıvılcım bile oluşmuyor. 66 tane güneşle 85 tane güneşi çarpıştırıp birleştiriyorsunuz ve bir kıvılcım dahi çıkmıyor! Ama ışık dışında böyle bir çarpışmanın elbette çok şiddetli etkileri oluyor. Biz bu etkileri gravitasyonel dalgalar şeklinde fark edebiliyoruz. Daha birbirilerine yaklaşırken etraflarındaki uzay ve zaman kumaşını dalgalandırmaya başlıyorlar. Birleştikleri anda öylesine büyük bir gravitasyonel güç oluşturuyorlar ki bu evrendeki tüm yıldızların toplamının 50 katı oluyor. 

Sizlere aktardığım haberin dayandığı bilimsel makaleye imza atan Caltech’te çalışan fizikçi Alan Weinstein’in sözlerini aynen aktarıyorum: “It’s the biggest bang since the Big Bang observed by humanity – İnsanlığın gözlemlediği Big Bang’den bu yana görülen en büyük patlama.”

İşte saliseler içinde oluşan bu muazzam dalgalanma evrenin her yönüne doğru ışık hızında yayılmaya başladı. Denizde deprem olduktan sonra oluşan tsunami dalgaları gibi… Bunlar sayısız galaksiyi aşarak yolculuklarına devam ettiler ve nihayet 7 milyar yıl sonra dünyamıza ulaştılar. Bu dalgalar dünyanın içinden geçip giderken onu da dalgalandırdılar. Tabi bu animasyondaki gösterim aşırı abartılmış bir dalgalanma, yoksa dünya öyle bayrak gibi sallanmıyor. Değişim atomların seviyesinde gerçekleşiyor. Peki biz bunun nasıl farkına varıyoruz? 

Bugüne kadar yapılmış en hassas ölçüm cihazlarıyla. Gravitasyonel dalgaları yakalamak için dünyanın bazı noktalarında özel gözlemevleri kuruldu. Bunların iki yöne doğru giden kilometrelerce uzunlukta tünelleri var. İçine gönderilen bir lazer ışını yarı yansıtıcı bir ayna yardımıyla iki uca ulaştırılıyor. 4 km sonra başka bir ayna tarafından yansıtılıp geri gönderiliyor. Dünyanın üstünden gravitasyonel dalgalar geçerken bu lazer ışınlarını da etkiliyor. Bu sayede uzay-zamanda meydana gelen çok küçük hareketler bile tespit edilebiliyor. Ne kadar mı küçük? Başta size anlattığım atom modeli var ya… Diyelim ki Hidrojen atomu olsun. Onun çekirdeğindeki protona zoom yapalım. İşte bu gözlemevleri atomun çekirdeğindeki protonun binde biri kadar küçük mesafeli değişimleri bile yakalayabiliyor. 

Yapılan ölçümleri sese dönüştürünce şöyle bir şey ortaya çıkıyor. 

İki kara deliğin çarpışması sonucu oluşan gravitasyonel dalgalar da böyle dünyamızın içinden geçip gitti ve bunlar bir değil üç farklı gözlemevi tarafından tespit edildi. Haberi okurken bu olayın tuhaflığına da bir vurgu yapılmıştı. Neden böyle bir vurgu yapıldığını açıklamadan önce bu haberi bana veren uygulamadan, bu videonun sponsoru Bundle uygulamasından söz etmek istiyorum.

Benim yıllardır kullandığım bir uygulama Bundle. Son dakika gelişmelerini ve en fazla sayıda haber ve içeriği biz okurlarla buluşturuyor. Hemen her kategorideki haber kaynaklarından ben en çok teknoloji, bilim, finans ve kültür sanat içeriklerini takip ediyorum. Bu kategorilerde dünyanın her yerinden en iyi yayıncıların içeriklerine ulaşabiliyorsunuz. Türkiye’de geliştirilen bu uygulama 100’ü aşkın ülke arasında en iyi haber uygulaması olarak öne çıkmış. İster Türkiye’ye ait Türkçe haberleri ya da isterseniz benim gibi tüm dünyayı ilgilendiren uluslararası haberleri farklı kaynaklardan takip edebilirsiniz. Örneğin bu videonun konusunu listemde yer alan National Geographic dergisinin haberinden yola çıkarak araştırıp hazırladım.  Eğer siz de haberleri, son dakika gelişmelerini takip etmek istiyorsanız açıklamalar bölümündeki linki kullanarak ücretsiz Bundle uygulamasını yükleyip kullanabilirsiniz. Bundle’ı indirmek için tıklayın: http://www.bndl.tw/app 

Hatırlarsanız videonun başında National Geographic’in bu haberini bir son dakika gelişmesi olarak aktarmıştım. Keşfin haberi öyle olabilir ama olayın kendisi yedi milyar yıl önce olmuş. Bu ne demek biliyor musunuz? İki kara delik çarpıştığı sırada dünya yoktu. Çarpışmanın oluşturduğu dalgalar o kadar uzaktan geliyor ki onlar yola çıktıktan 2,5 milyar yıl sonra dünya gezegeni oluştu. Bunları ölçebilecek kadar hassas teknoloji, dalgalar hala yoldayken icat edildi. Bu tür dalgaları sadece 5 yıldan beri ölçebiliyoruz. Bu arada kim bilir daha ne kadar çok çarpışma, birleşme meydana geldi ve önümüzdeki yıllarda kurulması planlanan diğer gözlemevleri açılınca daha nice büyük patlamaları keşfedeceğiz.

Bitmedi. Bugüne kadar keşfedilen bu en büyük kara delik çarpışmasındaki kara delikler aslında o kadar da büyük değil. İkisi birleşince oluşan yeni kara delik güneşimizin kütlesinin sadece 142 katı kadar. Bu orta ölçekli bir kara delik olarak kabul ediliyor. Eğer bulunan bir kara delik güneşin kütlesinin 100 katından daha küçükse bunlara “Stellar black hole” deniliyor: yıldız kaynaklı kara delik. Videonun başında verdiğim dünya kendi içine çöküp misket kadar olsaydı örneğine benzer şekilde güneş ya da güneşin 10 katı, 100 katı büyüklüğündeki bir yıldız çöküp kara deliğe dönüşüyor. O yüzden yıldız kaynaklı.

Bundan daha büyük kara deliklere orta ölçekli kara delik adı veriliyor. İlki 2004 yılında keşfedildi. Fakat teorik hesaplamalarla bunların tek bir yıldızın çökmesi sonucunda oluşamayacağı bulundu. İşte yeni yapılan keşif bu ölçekteki kara deliklerin çarpışma/birleşme yoluyla oluşabileceğini de göstermesi açısından çok önemli. 

Bir de supermassive yani dev kara delikler var. Genellikle galaksilerin merkezinde yer alıyorlar. Geçen yıl canlı yayınla aktardığım bir basın toplantısında böyle bir dev kara deliğin tarihte ilk kez çekilen fotoğrafını göstermişti bize bilim insanları. Messier 87 galaksisinin merkezinde yer alan kara deliğin fotoğrafı. Bunların büyüklüğü hakkında bir fikir vermesi açısından yine güneşi düşünün. 142 tanesi yan yana gelince bugün aktardığım büyüklükte orta ölçekli bir kara delik oluşturuyor. “Phoenix cluster”ının merkezinde keşfedilen bir kara deliğin büyüklüğünü anlamak için bunlara biraz daha ekleme yapmamız gerekiyor. Bu karedeki bilye görünümlü güneşler kadar değil. Bu küpteki kadar da değil. Hayır bu küplerin oluşturduğı büyük kare kadar da değil. Biraz daha arttırıp yeni bir küp elde etmemiz gerekiyor. Ama 1 milyar güneşten oluşan bu küp bile yeterince büyük değil. Bunun gibi 20 tanesine daha ihtiyacımız olacak. Ve evrende bu ölçekte bile pek çok kara delik olduğu sanılıyor. Son 5 yılda az önce gösterdiğim kara delikten büyük 10 tane yeni kara delik bulundu ve daha binlercesinin olduğu düşünülüyor.

Yeni öğrendiğimiz keşifteki 66 ve 85 kat kütleli küçük kara deliklerin birleşmesiyle oluşan orta ölçekli yeni kara delik böyle bu tür cisimlerin yanında bir tuz zerresi kadar kalırdı. Asıl soru şu. Güneşin milyarlarca katı kütleye sahip bu dev kara delikler çarpışırsa ne olur?