Planck Yıldızı Nedir? Kara Deliklerin Çekirdeği Egzotik Bir Yıldız Olabilir

Gün geçmiyor ki evrenimizle alakalı içerisinden çıkamayacağımız, var olan fizik bilgilerimizi altüst edecek yeni teoriler ortaya çıkmasın. Bazen yeni bir bulgu veya gözlem, bazense var olan bir konu hakkında yeni teoriler evrene bakışımızı en baştan sorgulatıyor. Albert Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı doğrultusunda var olabileceğini öngördüğü kara deliklere henüz yakın diyebileceğimiz dönemlerde ikna olduk. Fakat olay ufkunun içinde neler olduğu konusunda kafamız oldukça bulanıktı. Ürettiğimiz bazı teoriler olsa da hepsi farklı bir fizik yasasına takılıyordu. İşte bu konuyla alakalı, yeni bir cevabımız olabilir. Planck yıldızı .

Planck yıldızını anlayabilmemiz için öncelikle yıldızların oluşumu, ölümü, karadeliklerin genel yapısı ve uzay-zaman kavramları hakkında biraz durmamız gerekecek.

Yıldızlar

Yıldızların oluşum sürecine baktığımızda, uzay boşluğundaki gaz ve toz tanecikleri genellikle küçük bir bölgede kümelenirler. Kütlenin, dolayısıyla kütle çekiminin artmasıyla çevreden daha fazla madde toplamaya başlar. Oluşan kümelenme belli bir yoğunluğu aşınca yapının dış bölgelerindeki madde, kütle çekiminin etkisi ile yapının merkezine yoğun bir basınç uygular. Merkezdeki madde bu baskının altında ısınmaya başlar ve ısınan merkezdeki sıcaklık hidrojen atomlarını füzyona uğratarak tepkimeye girmesine sebep olur. Bu füzyon ise kütle çekimini dengeleyerek yıldızın içe çökmesini engeller. Kısacası yıldızların varlığı tamamen iki gücün (Kütle çekimi-Nükleer enerji) arasındaki mücadelenin sonucudur.

Karadelikler

Karadeliklere gelirsek, güneşimizden en az 20 kat daha büyük kütleli yıldızlar, merkezlerindeki füzyon sonucundan önce barındırdığı hidrojeni tüketir. Bu sırada kütle çekiminin merkeze uyguladığı basıncın artmasıyla merkezdeki sıcaklık daha da artar ve helyumu füzyonlayabilecek seviyeye ulaşır. Helyum füzyonu ile birlikte yıldızın çekirdeği daha da sıkışır ve ısınır. Artan sıcaklık ve basınç başlangıçta yanmayan karbonun füzyonunu başlatır. Bu durum daha ağır elementlerin füzyonlarıyla devam eder. Ta ki demire kadar. Demir füzyona uğratılamaz, bu da kütle çekimini dengelemek için gerekli olan füzyonun bitmesi demektir ki artık dev yıldızımızın sonu da yakındır. Artık kütle çekiminin önünde bir engel kalmadığı için yıldızın dış katmanı çok hızlı bir şekilde çekirdeğe çöker. Buradaki kütle çekim o kadar yoğundur ki çekirdek bu yükü kaldıramayarak bir hipernova patlamasıyla beraber kendi içine çöker. İşte, evrenimizdeki en akıl almaz fenomen karşımızdadır: Bir karadelik.

Karadeliklerin var oldukları yönünde pek çok kanıtımız olsa da halen teorik fizik alanı içerisinde kalırlar. Yapısal olarak ışığı yayamamaları sebebiyle doğrudan gözlemleyemediğimiz bu fenomenler bir nevi gölgelerde saklanırlar.

Karadeliklerin nasıl oluştukları ve uzay-zaman üzerinde oluşturdukları etki hakkında yeterince bilgimiz ve fikrimiz var. Hatta doğrudan olmasa da dolaylı yoldan varlıkları konusunda bir çok delile sahibiz. Öyle ki elimizde son dönemde çekilmiş bir fotoğrafı bile var. Ama gelin görün ki karadeliklerin olay ufkunun içinde neler döndüğü konusu hakkında hiç bir bilgimiz yok. Burada evrenimizi şekillendiren fizik yasaları çöküyor, bu sebeple algılayamayacağımız bir aleme adım atıyoruz.

Karadeliklerin merkezi konusunda bazı teorik fikirler mevcut. Karadeliğe düşen maddenin ve ışığın solucan delikleri aracılığıyla evrenin başka bir noktasında ak delikler olarak püskürtüldüğü veya merkeze çöken her türlü bilginin sonsuz yoğunluktaki bir tekilliğe düştüğü gibi. Fakat gelin görün ki karadelikleri bile keşfetmişken hali hazırda ak deliklere evrende rastlayamadık. Zira teorik olarak ak deliklerin muazzam boyutlarda ışık yayması gerekir, buna rağmen bulamamış olmamız bu teoriyi oldukça zayıflatıyor. Öte yandan daha yaygın kabul gören Karadelik merkezinde bir tekillik olması fikri, ‘Bilginin Korunumu Yasasına’ ters bir durum ortaya çıkarıyor ki, ‘Karadelik Bilgi Paradoksu’ sorununu karşımıza çıkartıyor. Ayrıca sonsuz yoğunlukta bir tekillik fikri planck sabitine aykırı bir duruma sebep oluyor.

(Planck sabiti evrenimizde, bir maddenin hatta uzayın bile küçülebileceği en küçük uzunluk birimini temsil eder. Hatta ışık fotonlarının hareket edebileceği en kısa mesafedir. Kısacası bir maddenin bu uzunluktan daha küçük bir alana çökmesi mümkün değildir. Planck sabiti formülünün fikir babası Max Planck bu formül ile beraber 1918 yılında Nobel Fizik ödülüne layık görülmüştür)

Karadeliklerle ilgili karşımıza çıkan bu tarz sorunlara alternatif çözüm getiren yeni bir teori yaygınlaşmaya başlıyor. Karadeliklerin yapısı ve içinde Planck yıldızları nın varlığı ilk olarak 2014 yılında Karadelik güvenlik duvarı ve kara delik bilgi paradoksuna bir çözüm olarak Planck yıldızlarının kara deliklerin içinde oluştuğunu  teorileştiren Carlo Rovelli ve Francesca Vidotto tarafından önerildi .

Peki Nedir Bu Planck Yıldızı?

Carlo Rovelli ve Francesca Vidotto Planck yıldızı önermelerini, ‘Büyük Sıçrama Hipotezi’ adı verilen bir teoriye dayandırıyorlar.  Buna göre içinde yaşadığımız evrenimiz sonsuz bir ölüm ve yeniden doğuş döngüsü içerisinde. Başka bir deyişle, büyük patlama her şeyin başlangıcı değildi – sadece evrenin bu versiyonu. Bizimkinden önce, farklı bir evren vardı: Boyut olarak çarpıcı biçimde genişleyen, büzülen, çöken ve yeniden başlayan bir evren (bir tür kozmik ölçekte reenkarnasyon gibi).

Buna göre şuan genişleyen evrenimizden, büyük patlamadan önce bizimkisi gibi genişleyen başka bir evren vardı. Bu evren belli bir noktada genişlemesini tamamlayarak büyük çöküş evresine girerek yeniden başladığı noktaya sıkışmaya başladı. Var olan tüm madde tekrar bir araya gelerek, bir kez daha süper yoğun bir noktaya sıkıştı ve mutlak bir yoğunluğa ( madde planck boyut oranına ) sıkıştıktan sonra yeni bir sıçrama gerçekleştirerek içerisinde yaşadığımız evreni oluşturdu. Sonsuz bir döngü içerisinde gerçekleşen bu süreçte evrenimiz de genişlemesini bir noktada sonlandırarak yeniden sıkışma başlayacak.

Carlo Rovelli ve Francesca Vidotto Büyük Sıçrama Hipotezinden yola çıkarak karadeliklerin davranışları ve yapısı hakkında fikir edinebileceğimize inanıyorlar.

Dev bir yıldız hayatının sonuna geldiğinde kendi merkezine doğru çökmeye başlar. Ancak daha önce teorileştirildiği gibi sonsuz bir tekillik oluşmaz. Merkeze çöken bütün madde, enerji ve bütün bilgi evrende yoğunlaşabileceği son noktaya yani planck sabitine kadar iner. -Daha anlaşılır olması için planck boyutu 10 üzeri eksi 35 metre, protonun çapının 100,000,000,000,000,000,000’de birine tekabül eder.- Bu anda ise karadeliğin merkezinde bir Planck Yıldızı oluşur. Oluşan bu egzotik yıldızımız sonsuz bir yoğunlukta değil belki ama mutlak bir yoğunluğa (madde planck boyut oranına) ulaşmıştır.

Planck Yıldızı aynı zamanda madde enerji yoğunluğunun ulaşabileceği en küçük boyuttur. Buraya ulaşıldıktan sonra ise Büyük Sıçrama Hipotezinde olduğu gibi sıçrama evresi başlar. Basitçe özetlemek gerekirse planck yıldızının oluştuğu an bütün madde, enerji ve bilgi büyük bir patlamayla evrene yayılır. Yani planck yıldızının ömrü yalnızca bir ‘an’ dan ibarettir. Bu durumda ortaya bambaşka bir sorun çıkıyor. Bildiğimiz kadarıyla karadelikler evrendeki en uzun ömürlü cisimlerden bir tanesi. Ama Carlo Rovelli ve Francesca Vidotto’ya göre saniyenin 1000’de 1’i kadar bir sürede merkezlerinde büyük bir patlamayla son bulması gerekmekte. Her ne kadar ortada bir tezat varmış gibi görünse de aslında bu durumun da net bir açıklaması var : ‘İzafiyet Teorisi (Özel Görelilik Kuramı‘

Pek çok konuda olduğu gibi karadelikleri algılayabilmemizde oluşan yapısal sorunlarda da Albert Einstein yardımımıza koşuyor. Görelilik kuramına göre zaman, mekan ve hareket birbirinden bağımsız değildir ve bunlar birbiriyle bağlantılı izafi bir bütündür. Yani zaman evrenin her yerinde aynı oranda akmaz. Zaman, hız ve kütle çekiminden doğrudan etkilenir. Işık hızına yaklaşıldıkça zaman akışı da o oranda yavaşlamaktadır ve ışık hızına ulaşıldığında ise zaman da durma seviyesine ulaşacaktır. Aynı şekilde kütle çekimi de zamanı aynı şekilde etkilemektedir. Uzay zamanda bir noktada kütle çekimi arttığı ölçüde zaman akışı da yavaşlamaktadır. Karadeliklerin algımızı aşan kütle çekimsel yoğunluğu burada zamanın akışını dışarıdaki bir gözlemciye nazaran büyük ölçüde yavaşlatacaktır. Basitçe açıklamak gerekirse: Karadeliklerin merkezinde oluştuğu varsayılan Planck Yıldızı evrenimizde oluşabilecek en büyük kütle çekim noktasıdır. Teorik olarak bu alana gidebilseydik, zaman algımızda hiç bir farklılık hissetmeyecektik. Bizim için her şey olağan akışında devam ediyor olacaktı. Fakat bizim orada geçireceğimiz bir dakikada, karadeliğin dışında binlerce yıl geçmiş olacaktı.

Dev bir yıldızın çökmesiyle oluşan karadeliğin merkezlerinde ortaya çıkan Planck Yıldızı ‘an’ diyebileceğimiz salisenin bile çok erken bir evresinde sahip olduğu bütün enerji ve bilgiyi büyük bir patlamayla evrene saçar. Fakat Karadeliğin dışında kalan uzay zamanda ise bu süre on milyarlarca yıllık bir süreye tekabül ediyor. Özetlemek gerekirse evrenimizin ilk dönemlerinde oluşan karadelikler dahi henüz merkezlerindeki planck yıldızlarının patladığı o ilk ‘an’ı yaşıyor. Bizim için ise o ‘an’ dan itibaren milyarlarca yıl geçmiş durumda.

Yavuz Yılmaz