Ana sayfa Bilim Astronomi Karadelikler ‘karanlık madde lazerlerine’ dönüşebiliyor mu?

Karadelikler ‘karanlık madde lazerlerine’ dönüşebiliyor mu?

127
0
Plazma saçan bir karadelik illüstrasyonu. [NASA/JPL-Caltech]

Karadelikler hakkında elde edilen bilgilerin son yıllardaki araştırmalarda giderek artmasıyla, neler yapabildikleri hakkında öne sürülen teoriler de çoğaldı. Bir tanesi, halen gizemi çözülemeyen karanlık maddenin karadeliklerde biriktiği ve uzaya radyasyon püskürten lazerlere dönüştükleri yönünde.

Uzayın büyük kısmını kapladığı düşünülen karanlık maddeyi henüz keşfedebilmiş değiliz. Ancak teknolojinin bilime sunduğu katkı ile birbiri ardına gelen keşifler karadelikler ve karanlık madde hakkında birçok bulguya ulaşmamızı sağladı. İlk olarak 2012’de Higgs bozonu keşfedildi, 2016’da kütleçekim dalgalarının doğrulanması ile uzay keşfinde yeni bir sayfa açıldı. Geçtiğimiz yıl da Kanada’nın Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü tarafından yapılan araştırmada, gizemli kozmik bir parçacığa dair ilk bulgular sunuldu.

Araştırmada yer alan Masha Baryakhtar, karanlık maddeyi oluşturan ve elektrondan 1 kentilyon daha hafif olan “axion” adlı parçacıkların karadelikler etrafında gezindiğini öne sürdü. Masha tarafından “40 yıldır aranan parçacık” olarak tanımlanan axion, çekimsel bir atomun karadelik tarafından hapsedilen çekirdeği olarak düşünülüyor.

Daha iyi anlamak için axion ile elektronlar arasındaki benzerlik ve farklılıklara bakalım: Axion’lar karadelik etrafında geziniyor ve elektronlar gibi enerji kazanıp kaybediyor. Ancak elektronlar elektromanyetizma ile etkileşime geçiyor ve elektromanyetik dalgalar veya ışın dalgaları yayıyorlar. Axion’lar ise çekim kuvveti ile etkileşime giriyor ve yerçekimi dalgaları saçıyorlar.

Hipotezin devamına göre, atomdan çok daha küçük olan axion’lar “içindeki karadelik”, süper hızlarda dönerek çevrelerine enerji yüklüyor ve tam 10^80 axion ortaya çıkmasını sağlayabiliyor (bu sürece ‘superradiance’ deniyor). Karadeliklerde yaşandığı düşünülen bu süper etkileşim, bir uğuldama benzeri ses bile çıkarıyor olabilir.

Karadeliklerin içinde tuğla duvar mı var?

Karanlık maddenin uzay boşluğunun 80%’ini kapsadığı düşünülüyor ancak halen tespit edilebilmiş değil.

İçinde karadelik bulunan atom

Baryakhtar ve meslektaşlarının araştırmasının devamı olarak gelen yeni çalışmaya göre, karadeliklerde biriken süper miktarlardaki karanlık madde parçacığı (axion’lar) süper sıcaklıktaki lazer ışınları halini alıyor olabilir.

Physical Review Letters dergisinde yayımlanan araştırmada imzası bulunan Thomas Kephart, “karanlık madde lazerlerinin büyüleyici bir olasılığı” temsil ettiğini söyledi.

Superradiance sürecinden yola çıkan Kephart’a göre, Evren’deki atom sayısına eşit miktarda (10^80) axion üreten, merkezinde çekirdek değil ancak bir karadelik bulunan dev bir atom ortaya çıkıyor. Bunun olmasını sağlayan, elektronların aksine atomun merkezinde sınırsız sayıda axion toplanabilmesi.

Kephart ve Portekiz’in Aveiro Üniversitesi’nden Joao G. Rosa’nın hesaplamlarına göre, eğer axion bir foton çiftine indirgenirse diğer axion’lar da aynı tepkime ile fotonlar ortaya çıkacak ve bu zincirleme reaksiyon olarak devam edecek. Bu reaksiyonun diğer süreçlerin etkisi ile tekrar başlayıp durabileceği ancak nihayetinde radyo dalgaları patlamaları (BLASTs) olarak sonuçlandıkları düşünülüyor.

“Uzaylı medeniyetler hızlı radyo patlamaları ile yıldızlararası yolculuk yapıyor”

Buradan yola çıkarak, bugüne dek hakkında bolca yazılıp çizilen BLAST patlamalarının aslında karadelik merkezli karanlık madde lazerleri olmaları söz konusu. Bu hipoteze ait bulgular elde edebilmek için hızlı radyo patlamalarının BLAST’e işaret eden belli sinyaller taşıyıp taşımadığı analiz edilebilir. Çok sayıda hızlı radyo patlaması tespit edilmesi, BLAST’lerin geçerliliğini o kadar artıracaktır.

Beyin kıvrımlarının ısınmasına neden olan araştırmanın ileride yapılacak birçok yeni araştırma ile desteklenmesi gerekiyor. Şu an axion’ların varlığı bile kesinleşmiş olmadığı gibi karadelikler etrafında oluşturdukları parçacık bulutunun şekli gibi bilgiler ağırlıklı olarak tahminlere dayanıyor.

Axion’lar olsun olmasın, atom içinde karadelik fikri bilim-kurguya ilham verecek hakikaten şahane bir düşünce.