Kara Deliğin İkiye Bölünmesi İmkânsız Görünüyor, Ancak Fizikte Bir İstisna Var

Pitris/Getty Images

Araştırmacılar, hızlı dönen kara deliklerin entropi engelini aşmanın olası bir yolunu sunabileceğini buldu.

Dönüş, bir kara deliğin kütlesi, açısal momentumu ve entropisi arasındaki ilişkiyi değiştirerek parçalanmanın, dönmeyen bir kara delik için olacağından daha uygun hale gelmesine yol açabilir. Araştırmacılar bu özelliği kara delik dönüşünü ölçmek gibi yöntemlerle inceleyebilir.

Bununla birlikte, entropi şartını karşılamak yeterli değil. Ortaya çıkan iki kara deliğin ayrıca birbirinden uzaklaşması için yeterli enerji ve momentum sahip olması gerekir.

Araştırmacılar bu şartı hesaba kattıklarında, bölünme için açık pencere belirgin şekilde daraldı; muhtemelen yalnızca maksimum olası hızına yakın dönen kara delikler için açık kalmaya devam etti.

Bölünme gerçekleşseydi, kara deliğin ufku — ışığın kaçamayacağı sınır — iki ayrı ufka ayrılırdı. Zaman içinde izlendiğinde, bu değişen geometri bir pantolon çiftine benzer; bir bölüm iki bacağa dallanırdı. Çalışmanın bu alışılmadık “pantolon çifti topolojileri” teriminin kaynağı buradan geliyor.

Araştırmacılar ayrıca Einstein’ın genel göreliliğinin ötesine uzanan, ek uzay boyutlarını içeren daha egzotik senaryoları da inceledi. Boyutlu yerçekiminde, kara ipler gibi belirli kara delik benzeri nesneler kararsızlaşabilir ve parçalanabilir.

Bazı koşullar altında bölünme terodinamik açıdan uygun hale gelebilir; özellikle ortaya çıkan parçacıklardan biri diğerinden çok daha küçük olduğunda.

Bununla birlikte, uygun bir entropi dengesi, parçalanmanın gerçekten gerçekleşeceğini kanıtlamaz. Yapılan hesaplamalar olası koşulları ortaya koyar; sıradan kara deliklerin bölünmesi için doğrulanmış bir mekanizma değil.

“Bir kara deliğin bölünmesi için henüz tek bir olasılık veremiyoruz. Bu, yerçekiminin Einstein’ın teorisinin ötesinde nasıl davrandığına bağlı ve biz de bunu nicelendirmek için çalışıyoruz,” dedi Sannino.

“Küçük ilkel kara deliklerin, çok daha büyük astrofizik kara deliklere göre bölünmeye daha yatkın olmasını bekliyoruz. Bir bölünmeyi dolaylı olarak tespit edebiliriz: Fermi-LAT gibi gama ışını teleskopları, birleşmeler sırasında oluşabilecek küçük kara delik parçacıklarından gelen sinyalleri arayabilir,” diye ekledi.