Kara Delik Bombası Deneyi: 50 Yıllık Teori Laboratuvarda Gerçekleşti

Araştırmacılar, 1970’li yıllarda teorik olarak ortaya atılan “kara delik bombası” kavramını ilk kez laboratuvar ortamında hayata geçirdi. Kara deliklerin, muazzam çekim gücüyle bilindiği düşünülürse, içine giren şeylerin kolay kolay dışarı çıkamayacağı kabul edilir. Olay ufkunun ötesinden bilgi edinmek şu an için imkânsız olsa da, kara deliğin çevresindeki alandan enerji elde etmek teorik olarak mümkün.

1971 yılında fizikçi Roger Penrose, dönen bir kara deliğin muazzam dönme enerjisinin, yakındaki parçacıkların enerjisini artırmak için kullanılabileceğini öne sürdü. Daha sonra Yakov Zel’dovich, bu olgunun gözlemlenmesi için mutlaka kara deliğe ihtiyaç olmadığını ileri sürdü. Zel’dovich’e göre, dönel simetrili bir nesne, bir rezonans odasına yerleştirildiğinde aynı enerji transferi ve yükseltme etkisi elde edilebilirdi. Ardından gelen çalışmalar, sistemin tamamı bir ayna ile çevrelendiğinde pozitif geri besleme döngüsünün oluşacağını, enerjinin sürekli artarak sistemden patlama şeklinde dışa fırlayacağını gösterdi. İşte bu fikir, “kara delik bombası” olarak adlandırıldı.

İngiltere’deki Southampton Üniversitesi’nden Marion Cromb liderliğindeki bir fizikçi ekibi, söz konusu kavramı hayata geçirmeyi başardıklarını açıkladı. Deneylerine dair bir makale, ön baskı platformu arXiv’e yüklendi.

Deneyin herhangi bir tehlike teşkil etmediğini özellikle belirtmek gerekiyor. Deney düzeneği, dönen bir alüminyum silindirden ve çevresinde yer alan, kontrollü hızlarda dönebilen manyetik alanlar üreten bobin katmanlarından oluşuyor.

Öncelikle kara deliğin olay ufku dışındaki bölgesi olan ergoküre hakkında kısa bir açıklama gerekiyor. Yerçekimi, uzay-zamanı büker. Kara deliğin çekim alanı o kadar güçlüdür ki, uzay-zamanı yalnızca bükmekle kalmaz, aynı zamanda kendi dönüşüyle birlikte onu da sürükler. Bu etkiye çerçeve sürüklemesi deniyor.

Yerçekiminden etkilenmiş uzay-zaman içinde hareket eden parçacıklar, kendi hızlarında yol alır. Ancak uzay-zaman da hareket ediyorsa ve parçacık onunla aynı yönde hareket ediyorsa, dışarıdan bakan bir gözlemci için parçacık olduğundan daha hızlı görünür. Bu, bir havalimanında yürüyen bant üzerinde yürümeye benzer. Parçacık, hareketli uzay-zamandan çıktığında daha fazla momentum kazanmış olur.

Gravitasyonel etkiler doğrudan deneysel olarak taklit edilemese de, araştırma ekibi bu etkiyi simüle etmeyi başardı. Manyetik alanlar, parçacıkların yerini tutarken; sistemin etrafındaki bobinler yansıtıcı görevi üstlenerek geri besleme döngüsünü oluşturdu.

Deneyi gerçekleştirdiklerinde, silindir manyetik alandan daha hızlı ve aynı yönde döndüğünde, manyetik alanın silindir olmayan duruma kıyasla daha fazla güçlendiğini gözlemlediler. Ancak silindir manyetik alandan daha yavaş döndüğünde, manyetik alanın zayıfladığı görüldü.

Bu sonuç dikkat çekici, çünkü onlarca yıl önce ortaya konan teoriler doğrultusunda çok net bir enerji yükseltme etkisi ortaya koyuyor.

Araştırmacılar makalelerinde şöyle yazıyor: “Sistem, Zel’dovich’in spontan üretim gözlemi için öngördüğü deneysel koşulları ve Press ile diğerlerinin kara delik bombaları için belirttiği şartları karşılamaktadır.” Ayrıca şunu da ekliyorlar: “Burada sunulan deneyler, 1971 yılında Zel’dovich tarafından önerilen dönen soğurucu yükselticinin ve ardından Press ile Teukolsky tarafından geliştirilen kara delik bombası kavramının doğrudan bir gerçekleştirimidir.”

Kara deliklerin doğrudan gözlemlenememesi nedeniyle, bu tür deneysel benzeşimler, onların fiziksel özelliklerini anlamada son derece değerli araçlar sunar. Olası pratik uygulamalar için daha fazla geliştirme ve test gerekse de, yapılan deney evrendeki en güçlü kütleçekimsel cisimlerin fiziğini daha iyi anlamak adına önemli bir adımı temsil ediyor

‍

‍

‍

Kaynak:https://www.sciencealert.com/scientists-build-first-ever-black-hole-bomb-analog