İlkel kara delikler erken evreni ‘dondurmuş’ olabilir

Büyük patlamanın egzotik koşullarında oluşan ilkel delikler, kendi madde ve radyasyon kaynakları haline gelmiş olabilir.

Erken evrenin standart hikayesi şöyle devam eder. Evrenimiz inanılmaz derecede gençken, enflasyon olarak bilinen inanılmaz derecede hızlı bir genişleme döneminden geçti. Sonra enflasyon gitti ve sıcak büyük patlamada evreni parçacıklar ve radyasyonla doldurdu. Sonra evren genişledi ve soğudu ve bunu yaparken de maddenin ve radyasyonun yoğunluğu düştü. Sonunda madde bilgili yıldızları, galaksileri ve kümeleri bir araya getirdi.

Ancak şimdi yayınlanan yeni araştırma, arXiv ön baskı sunucusu, bu basit hikayede önemli bir bileşenin eksik olabileceğini öne sürüyor: ilkel kara delikler. Şu anda kara delikler yaratmanın tek bir garantili yolunu biliyoruz. Bu, büyük yıldızların ölümleri sayesinde. Ömürlerinin sonunda kendi içlerine çöktüklerinde, diğer tüm güçleri alt edecek ve bir kara delik oluşumunu tetikleyecek kadar yüksek yoğunluklara ulaşırlar.

Ancak erken evren, kendi tarzında kara delikler oluşturacak kadar egzotik olabilir. Şişme sona erdiğinde ve evren soğumaya başladığında, bu pürüzsüz ve nazik bir süreç değildi. Bunun yerine, bir yerden bir yere büyük enerji ve kütle değişimleri ile inanılmaz derecede şiddetliydi. Evrenin cepleri, önce yıldızların oluşumundan geçmek zorunda kalmadan, kendiliğinden doğrudan kendi başlarına kara delikler oluşturacak kadar yüksek yoğunluklara ulaşmış olabilir. Bunlar sözde ilkel kara deliklerdir.

Kozmolojik gözlemler, erken evrende barınabilecek ilkel karadeliklerin sayısına şimdiden ciddi sınırlar koydu. Ama hala var olmaları için yer var. Ve bir araştırma ekibi, bu ilkel kara deliklerin oluşumunun beklenmedik bir sonucunu araştıran bir makale hazırladı.

Stephen Hawking’in çalışmalarından kara deliklerin tamamen kara olmadığını biliyoruz. Aslında Hawking radyasyonu olarak bilinen egzotik bir kuantum sürecinden biraz parlıyorlar. Normal boyutlu kara delikler için bu çok verimsiz bir süreçtir. Tipik bir kara delik, her yıl sadece bir radyasyon parçacığı yayar. Ancak daha küçük kara delikler çok daha fazla radyasyon yayar.

Eğer ilkel kara delikler yeterince küçük olsaydı, o zaman evren henüz bebeklik aşamasındayken tamamen buharlaşacak ve arkalarında varlıklarına dair hiçbir iz bırakmayacaklardı. Ancak araştırmacılar, bunun merak uyandıran bir duruma yol açtığını tespit etti. Bu ilkel kara delikler buharlaştıkça kendi radyasyon ve madde sellerini serbest bıraktılar.

Evrenin genişlemesine rağmen, yeterince ilkel karadelik buharlaşırsa, o zaman maddenin ve radyasyonun yoğunluğu sabit kalabilir. Bu, genişletilmiş bir kara delik tabanlı büyük patlama senaryosuna yol açacaktır.

Sonunda tüm ilkel kara delikler yok olacak ve kozmolojik tarihin geri kalanı onlarsız devam edecekti. Ama izlerini bırakacaklardı. Madde ve radyasyon yoğunluğundaki değişikliklerin potansiyel olarak bugüne kadar tespit edebildiğimiz uzun süreli etkileri olabilir. Ve ilkel karadeliklerin buharlaşması, bugün hâlâ varlığını sürdürebilecek yerçekimi dalgalarının oluşumunu tetikliyor.

İlkel kara delikler için doğrudan kanıt bulamayabiliriz, ancak araştırmacılar, evren boyunca onların ince parmak izlerini bulabileceğimizi keşfettiler.