Yeni çalışma, Stephen Hawking’in kara delik alanı teoremini doğrulamak için yerçekimi dalgalarını analiz etti.

İki uzak kara deliğin birleşmesinden kaynaklanan uzay-zamandaki dalgalanmaları kullanan bilim insanlarının deneyi ünlü fizikçiyi haklı çıkardı.

Hawking tarafından 1971’de geliştirilen teorem, bir kara deliğin yüzey alanının zamanla küçülmesinin mümkün olmadığı sonucuna varmak için Einstein’ın genel görelilik teorisini bir sıçrama tahtası olarak kullanır. Teorem, kapalı bir sistemin entropisinin (düzensizliğinin) zamanla azalamayacağını söyleyen termodinamiğin ikinci yasasına paraleldir. Bir kara deliğin entropisi, yüzey alanıyla orantılı olduğundan, her ikisi de artmaya devam etmelidir.

Bir kara delik daha fazla maddeyi yuttukça kütlesi ve yüzey alanı büyür. Ancak büyüdükçe daha hızlı döner ve bu da yüzey alanını azaltır. Hawking’in teoremi, eklenen kütleden kaynaklanan yüzey alanındaki artışın, eklenen spin nedeniyle yüzey alanındaki azalmadan her zaman daha büyük olacağını savunuyordu.

MIT araştırmacıları Maximiliano Isi, Will M. Farr ve diğerleri, Bunu test etmek için araştırmacılar, şimdiye kadar tespit edilen ilk yerçekimi dalgaları olan GW150914’ten gelen verileri inceledi.

Bu dalgalar, daha büyük bir dönen kara delik oluşturmak üzere birleşen iki kara delikten elde edilmiş ve 2015’te LIGO gözlemevinde keşfedilmişti. LIGO’nun uzay-zamandaki en küçük bozulmaları tespit edebilen 3.000 kilometre uzunluğundaki lazer ışını tarafından keşfedilen yerçekimi dalgaları, birbirine doğru hızla dönen iki dev kara delik tarafından 1,3 milyar yıl önce üretildi.

Araştırmacılar verileri, birleşme öncesi ve sonrası olarak ikiye ayırdı ve kara deliklerin yüzey alanlarını hesapladı. Yeni oluşturulan kara deliğin yüzey alanı, ilk iki kara deliğin yüzey alanlarının birleşiminden daha büyüktü. Bulgular, Hawking’in alan teoremini yüzde 95 kesinlikle doğruluyordu. Physical Review Letters adlı bilimsel dergide yayımlanan araştırmanın yazarları, sonuçların bulmayı umdukları şeyle epey uyumlu olduğunu ifade etti.

Araştırmacılar bir sonraki adımda, kara deliklere dair daha çok bilgi toplamak için daha fazla kütleçekimsel dalgadan gelen verileri incelemeyi hedefliyor.

Yerçekimi dalgaları nedir?

Bilim insanlarının onlara “mükemmel haberciler” de dediği yerçekimi dalgaları, 1916’da Albert Einstein tarafından öngörülen, uzayda meydana gelen çok şiddetli süreçlerin yarattığı, uzay-zamandaki “dalgalanmalardır”.

Einstein, nötron yıldızları veya birbirlerinin yörüngesinde dönen kara delikler gibi çok büyük, hızlanan uzay nesnelerinin uzay-zamanda bozulmalara neden olabileceğini gösterdi. Bir kayayı göle atmanın yarattığı dalgalar gibi, her yöne yayılan uzay-zaman, “dalgaları” meydana getirir.

Işık hızıyla hareket eden bu dalgalar yalnızca galaksiye değil, uzay-zamanın tümüne yayılıyorlar. Başka açılardan da ışığa benzeyen bu dalgaların, ışıktan önemli bir farkları da var: Onun gibi başka cisimler tarafından saçılmıyor ya da emilmiyor, bozulmadan kalıyorlar.

Çeviren: Elif Akçay

Kaynak: bigthink.com