Ne zaman biri kara deliklerden bahsetse, neredeyse her zaman olay ufkundan ve tekillikten bahsediyor. Sonuçta kara deliği tanımlayan şey bu değil mi? Kara delik derken neyi kastettiğinize bağlı. Bir kara deliğin tekilliğe ihtiyacı olmadığını ve bunun bir olay ufkunun bile olmadığı anlamına gelebileceğini savunan bazıları var.
Kara deliklere dalmadan önce öncelikle iki türü birbirinden ayıralım. Bir yanda genel görelilik kuramında tanımlandığı şekliyle teorik kara delikler var. Bunlar Einstein’ın metrik olarak bilinen GR alan denklemlerinin çözümleridir. İlk kara delik metriği Karl Schwarzschild tarafından keşfedildi ve basit, dönmeyen bir kara deliği tanımlıyor. Yıllar içinde, 1963’te Roy Kerr tarafından keşfedilen ve yüksüz dönen bir kara deliği tanımlayan Kerr metriği gibi başka metrikler de bulunmuştur. Bu, “Interstellar” gibi filmlerdeki harika sahneleri görselleştirmek için kullanılan ölçüdür.
Öte yandan M87* gibi doğrudan gözlemlediğimiz kara delikler ve galaksimizin merkezindeki SagA* kara deliği de var. Olay Ufku Teleskobu bu iki kara delik hakkında büyük miktarda veri topladı ve bundan, onların döndüğünü ve gözlemimizin sınırlarına kadar Kerr modeliyle mükemmel bir şekilde uyum sağlayan ufka yakın bir yapıya sahip olduklarını biliyoruz.
Elbette gözlemlerimizin hiçbiri kara deliğin içini göremiyor, dolayısıyla onun tekilliği olup olmadığından emin değiliz. Benzer şekilde, olay ufkunu geçen herhangi bir ışık sonsuza kadar hapsolduğu için olay ufkunun kendisini göremeyiz. Yani kara deliklerin tekilliklere ve olay ufkuna sahip olmadığına dair hiçbir kanıtımız olmasa da, mevcut gözlemlerle uyumlu alternatif modeller de teorik olarak mümkün.
Bunun önemli olmasının nedeni, tekillikler ve olay ufuklarının kara delik metriklerinde doğal olarak yer almasına rağmen her türlü soruna da yol açmasıdır. Basit bir tekillik, fizik yasalarının çöktüğü, sonsuz yoğunlukta ve sıfır hacimli matematiksel bir noktadır. Bu o kadar sorunlu ki fizikçiler, tekilliklerin her zaman bir olay ufku tarafından örtüldüğünü, dolayısıyla onlar hakkında endişelenmemize gerek olmadığını iddia etmek için kozmik sansür hipotezine başvurdular.
Ancak olay ufuklarının da kendi sorunları var. Olay ufkunu geçen herhangi bir nesne kara delikten asla kaçamayacağından, nesnenin içerdiği bilgi evrende sonsuza kadar kaybolur ve bu da bir bilgi paradoksu yaratır. Dönüp dolaşıyoruz.
Tüm bunları çözmenin bir yolu, tekilliği ve olay ufku olmayan bir kara delik modeli bulmaktır. Sonuçta genel görelilik Newton dinamiği gibi klasik bir teoridir. Gerçek evren doğası gereği kuantumdur, bu yüzden gerçekten bir kuantum kütleçekim teorisine sahip olmalıyız.
Kuantum fiziğinin bu sorunları çözebileceğine dair bazı kanıtlar var. Heisenberg’in belirsizlik ilkesi, kesin bir noktada kesin bir kütleye sahip olamayacağınızı belirtir; dolayısıyla kuantum teorisi muhtemelen tekilliklerin oluşmasını engeller ve Hawking radyasyonu, enerjinin ve bilginin zaman içinde bir kara delikten kaçmasına izin verebilir.
Bu fikirlerin teorik araştırmalarının çoğu, şeylerin kuantum yönüne odaklanıyor. Örneğin, kuantum yerçekimi döngüsünde, uzay-zamanın kuantum köpüğü, kara deliklerin olay ufku içinde tekillik yerine bir “Planck yıldızı” oluşturduğu anlamına gelebilir. Tüy yumağı olarak bilinen benzer bir model, tekilliğin yerini yozlaşmış sicimlerden oluşan bir topun aldığı sicim teorisinde ortaya çıkar. GR sorunlarını ortadan kaldırabilecek genel göreliliğe alternatif klasik teoriler de vardır.
Ancak kuantum kütle çekimi, alternatif görelilik veya sicim teorisi hakkında hiçbir gözlemsel kanıt olmadığı göz önüne alındığında, neden eski Profesör Einstein’a bağlı kalmıyoruz? Genel göreliliğin doğru olduğunu varsayarsak ve tekilliklerin yasaklandığı kısıtlamasını da eklersek ne olur? Böyle bir kara delik ölçümü mümkün mü? Evet, Hayward metriği olarak da bilinir.
Hayward metriği, aşağıdaki kısıtlamalarla Einstein’ın alan denklemlerinin minimal çözümüdür: statik, asimptotik olarak düz, küresel olarak simetrik ve tekil olmayan. Buna karşılık, kara delik için Schwarzschild modeli ilk üç kısıtlamayı karşılayan minimal çözümdür. Yani bir Hayward kara deliği temelde tekilliği olmayan, dönmeyen bir Schwarzschild kara deliğidir. Ancak bu tek fark birçok değişikliğe yol açıyor.
En belirgin değişiklik, Hayward kara deliğinin tekilliğinin olmamasıdır. Uzayın giderek yok olma noktasına doğru bükülmesi yerine, kara deliğin merkezi, tıpkı derin uzayın herhangi bir bölgesi gibi yerel olarak düzdür. Daha incelikli bir değişiklik ise Hayward kara deliklerinin bir olay ufkunun olmamasıdır. Bunun yerine modelin, uzun süre maddeyi içeren görünür bir ufku var. Zamanla madde ve enerji yavaş yavaş kaçabilir. Hawking radyasyonunun etkisine benzer, ancak kuantum fiziğine başvurmadan.
Süper kütleli kara delikler için bu etki o kadar küçüktür ki Hayward kara deliği Schwarzschild kara deliğinden neredeyse ayırt edilemez. Ve kilit nokta da bu. Kara deliklere ilişkin tüm gözlemlerimiz standart modellerle uyumlu olsa da Hayward kara delikleri de verilerle uyumlu.
Elbette en büyük sorun, tekilliklerin oluşmasını engelleyecek herhangi bir fiziksel mekanizmayı bilmiyor olmamızdır. Hayward modeli bunları resmi emirle yasaklıyor. Ancak Hayward modeli doğruysa, o zaman tekillikler ve olay ufuklarıyla ilgili tüm bu hassas problemler… anlamsız olabilir.
