Kara delikler, kütlesi, elektriksel yükü ve açısal momentumu olan astrofiziksel bir cisim olarak tanımlanır. Bu parametreler, kara deliklerin boyutunu, biçimini bulmada kullanılır.
Her kara delik kendine özgü bir özellik taşır. Örneğin; kendi etrafında dönen kara delikler bir çekim kuvveti oluşturur. Zamanı, bu deliğe her yaklaştığında bükebilir, içine çekip zamanı tamamen durdurabilir.
Kara delik, çekimsel içe göçmenin son evresidir. Bu yıldızların sonları, kütlesine bağlı olarak değişmektedir. İki yolu vardır; ya ak cüce olurlar ya da nötron yıldızı halini alırlar. Nötron yıldızları, daha sonra kara deliğe dönüşme aşamasındaki büyük kütlelerdir.
Ak cücelerden kara delik oluşmamasının nedeni; kara delik oluşurken ortaya çıkan ağır nükleonlardır. Bu nükleonlar, patlama sırasında yıldızı tamamen dağıtabileceklerinden ak cüceler kara delik oluşturamazlar.
Yıldız belirli bir kütleyi geçerse, kütle çekim gücü de basıncı aşabilmesine yetecek şekilde ise kara delik meydana gelir. Şekilleri:
- Bir nötron yıldızına bir başka yıldızın son evresinin katılmasıyla
- Bir nötron yıldızının başka bir nötron yıldızıyla birleşmesiyle
- Büyük bir yıldızın içe çökmesiyle oluşabilir.
Örneğin bir kara delik;
- Güneş’i, yarıçapı üç km olan bir kaba sıkıştırmaya çalışırsak,
- Dünya’yı bir cm3 bir kaba koyarsak bir kara delik oluşturabiliriz.
Kara delikler ana özellikleriyle dört gruba ayrılırlar:
1) Schwarzschild deliği: Açısal momentumu ve elektriksel yükü sıfır olan kara delik türüdür. 1916’da keşfedilmiştir.
2) Reissner-Nordström deliği: Açısal momentumu sıfır ve elektriksel yükü sıfır olmayan kara delik türüdür. Teorik bir tür olup gerçekte bulunmazlar. Nedeni, açısal momentumu sıfırsa cisim dönmüyor demektir. Cisim dönmediğinde elektriksel yükü durağan bir cisme sıkıştırılamayacağından doğada görülmez. Teoride var olmasının sebebi; üç parametrede farklı kombinasyonlar yapılabilir, diğerleri var ise bu da olabilir mantığı güder. Kara deliğin eğer elektriksel bir yükü var ise çekim kuvvetinden kaynaklanacak bir yönü de var demektir. Bir yere itilirler veya çekilirler. Bu da bir momentumun varlığını ispatlar fakat teoride kabul edilen momentumun yokluğudur. Bu da gerçeğe özgü bir kavram olmamaktadır. (Her elektriksel yükü olanın açısal momentumu veya her momentumu olanın elektriksel yükü yoktur.)
3) Kerr deliği: Açısal momentumu var fakat elektriksel yükü sıfır. 1963’te keşfedilen bu tür önemli bir yer kaplar. Nedeni ise çevresindeki maddeyi içlerine çekme eğilimleri olan deliklerdir. Burada maddeler çekilirken belirli bir spiral çizerler. Bu da bize açısal momentumun varlığını ispatlar.
4) Kerr-Newman deliği: Bu türde hem açısal momentum hem de elektriksel yük sıfırdan farklıdır.
Boyutlarına göre ise üç gruba ayrılılar:
1) Dev kara delikler: Birkaç milyon ile birkaç milyar güneş kütlesi arasında değişen kütleye sahiptirler. Genellikle galaksilerin merkezlerinde bulunurlar. Varlıkları kimi zaman x ışınımı oluşmasına yol açar. Bu yüzden yıldızlar üst üste gelir, parlak bir şekil alır. Samanyolu galaksisi de böyle bir kara delik içerir. Bu deliğe yakın yıldızlar çok daha hızlı hareket ederler. Dev kara deliklerden birinin etrafında dolanmak tam on bir yıldır. Yörüngesinin de eliptik olduğu görülmüştür.
2) Orta kara delikler: Yakın zamanda keşfedilmişlerdir. Yüz güneş kütlesi ile on bin güneş kütlesi arasında değişkenlik gösterirler.
3) İlksel kara delikler: Kütleleri çok küçüktür. İlksel adını da büyük patlama sırasında oluştuklarından alırlar. Oluşturulmaları laboratuvarlarda mümkündür.
Kara deliklerin de belirli bir ömürleri vardır. Yok olurlar iken yavaşça ve bizim göremeyeceğimiz bir şekilde ışın yayarlar. Bu ışınıma “Hawking ışınımı” denir.
Kara delik denmesinin sebebi, yaptığı ışınımın belirli bir rengi olmayışı ve gerçekten karanlık olmasıdır.
Bir örnekle; bir kara deliği aydınlatmaya kalkarsak ışığın fotonlarını içine çekip zamanda bükmeye uğratır, yansıma olmadan göremeyeceğimizden ışık uzayda kaybolur ve asla göremeyiz.
Olay ufku denilen kara deliklerin yüzeylerine yakın olan bir yere astronot gönderirsek ne olur?
- Kara deliğe yaklaşırken zaman yavaşlar, saatin periyotları da azalır, asla merkeze varamayacak gibi görünür.
- Hareketler yavaşlar, cisimler hızlarını kaybediyormuş gibi gelir.
- Merkeze vardığında zaman durur.
- Kara deliklerden geçmeyi başarırsa döndüğünde kendisini görebilecektir.
- Kara deliğin içerisinde ise zaman bükülmüş haldedir, evren tam tersine döner.
Bir maddeyi kara deliğe yaklaştırırsak içine çeker onu büker başka bir zamana fırlatır. Karanlık zamana ne olduğu kesinlik kazanmamakla beraber hala araştırmalar devam etmektedir. İlksel kara delikler şu yıl itibariyle CERN laboratuvarlarında oluşturulmuştur.
Peki, aynı düzlemsel uzayda iki aynı nitelikte süpernova çöküp kara delik oluşturursa ne olur? Birbirlerini çekerler mi, iterler mi? Yoksa uzay çekim etkilerine kapılıp ikisi arasında bükülür mü?
