Hawking’in Her Şeyin Teorisi’ne muazzam katkısı: Hawking Radyasyonu

Dmitry Mendeleyev, Niels Bohr, Marie Curie, Alexander Fleming ve çok daha fazlası. İnsanlık “normal” seyirinde devam ederken, bir “çılgın dahi” çıkar ortaya ve her şeyi değiştirir. Bu buluşu nasıl kullanacağı insanlığa kalmıştır ve doğru kullanılırsa gelecek için sonraki adımı atmaya hazırız demektir. Artık bu tür kişileri okullarda, derslerde ya da günlük hayatta görmeye ne kadar alışmış olsak da bu seviyedeki bireylerle aynı anda hatta aynı yüzyılda yaşamış olmak bize ilham verir ve hayranlık duygusu uyandırır. İşte Stephen W. Hawking de bu listeye kolayca dahildâhil edebileceğimiz insanlardan. Peki, hiç sordunuz mu kendinize? Ne yaptı yahu bu Hawking? Big Bang Theory’de konuk oyuncu olarak ya da belgesellerde metin yazarlığı yaparak bu üne ulaşmış olma ihtimali yoktur. Hatta öyle bir buluş yapmıştır ki Hawking, ana akım medyada yer almasında ve hatta hayatını anlatan Oscar, BAFTA ve Altın Küre ödüllü Her Şeyin Teorisi filminin çekilmesine sebep olmuştur. Hawking Radyasyonu. Belki de halen koskoca bir soru işareti olan kuantum Dünyası dünyası ile Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi arasında bir bağlantı kurabilecek ve her fiziksel fenomeni kapsayan genel bir teori oluşturmamızda yapı taşlarından biri olacak bir teori.

Kara delikler evrenin açıklanması en zor sırlarını saklarken, Hawking Radyasyonu gibi kritik ve zor bir teoriyle ilişkilendiriliyor olmaları pek de şaşırtıcı olmasa gerek. Kara deliklerin bir nevi sınırı olan, ışık dahildâhil hiçbir şeyin kaçamadığı bölümü, yani olay ufkunda gelişen olaylar ilgilendiriyor bizi. Öyle bir nokta ki olay ufku, herhangi bir A cismi için burayı geçtikten sonra dışarıdaki bir gözlemciye göreceli olarak zaman duruyor. Yani teorik gözlemcimiz, olay ufkunu geçen A cismini uzayda adeta pause tuşuna basılmış gibi donmuş görüyor ve bir süre sonra gözden kaybolduğunu gözlemliyor. İşte böyle karmaşık bir ortamda gözlemlenen Hawking Radyasyonu, aslında bir siyah cisim radyasyonudur. Kara deliklerin çok küçük değerlerde “parlama” yaptığı fark edildi. Çok saçma değil mi? Işığın bile kaçamadığı, evrenin en karanlık cismi olan KARA delik nasıl ışıma yapabilir? İşte burada devreye kuantum mekaniği giriyor. Öncelikle boşluk yani uzay dediğimiz şeyin kuantum alemindeâleminde aslında hiç de boş olmadığını söylemekle başlamalıyız. Geçici olarak var olup, birbirini yok eden sanal parçacıklar, boşlukta sürekli olarak bu misyonu devam ettirir. Bu parçacıklar, parçacık -– anti-parçacık ikilileri olarak var olurlar ve birbirlerini imha ederler (Şükrediyoruz ki büyük patlamadan sonra parçacıklar anti-parçacıklardan küçük bir farkla da olsa daha fazlaydı ve bu nedenle şu an oturduğum yerde bu yazıyı yazabiliyorum). Olay ufkuna yakın bir anti-parçacık, inanılmaz yüksek yerçekimi sayesinde kara delik tarafından absorbe edilir, pozitif parçacık ise ısıl ışıma yoluyla kara deliğin dışına salınır ve Hawking Radyasyonu gözlemlenmiş olur. Peki, emilen anti-parçacığa ne olmuştur? Kara deliğin kütlesinin azalmasına sebep olmuştur tabi. Parçacık emildiğinde nasıl kütle artıyorsa, anti-parçacık da bunun tam tersi bir etkiye neden olur. Yani evet, kara delik küçülür. Kara deliklerin nihai kaderinin küçülerek yok olacağı yönünde teoriler var. Teoride bunun doğru olduğunu biliyoruz. Kanıtlanması belki de çok zaman almayacak.

Gereçekten zorlayıcı olan bu konuya sadece giriş yapmış olduk. Yerçekimi ve büyük ölçekteki etkilerini yani genel görelilik teorisini, kuantum mekaniğiyle adeta bir arada ele alıp bu tür mantıklı varsayımlara ulaşan bir teori olan Hawking Radyasyonu, en kötü haliyle bizi evrenin sırlarını açıklama yolunda birkaç adım değil birkaç yüz metre ileri götürdü diyebiliriz. Tabi ki her bilimsel teori gibi cevapladığından çok daha fazla sayıda soru doğurdu ve bu soruların cevaplanması da gelecekte bize ayrı meyveler olarak geri dönecektir. Stephen Hawking’in girişte bahsettiğim listede kendine nasıl bir yer alacağı gelecekte daha belirgin olacaktır ancak çılgın bir dahi olduğu gerçeği kuşkusuzdur.

Yazan: Deniz Can KAYA

Referanslar:
https://www.physicsoftheuniverse.com/topics_blackholes_theory.html
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/hawking.html
https://www.universetoday.com/129471/what-are-virtual-particles/
https://www.space.com/black-holes-event-horizon-explained.html

Görseller:

Referans: https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/stephen-hawking-1942-2018/

Referans: https://www.universetoday.com/40856/hawking-radiation/

Referans: https://rationalisingtheuniverse.org/2017/01/14/black-holes-2-glowing-and-shrinking/comment-page-1/