Stephen Hawking'in son bilimsel çalışması yayımlandı

Ünlü bilim insanı Stephen Hawking bu yıl mart ayında 76 yaşında hayata gözlerini yumdu. Bununla birlikte Hawking'in eserleri bilim dünyasında önemli kaynaklar olarak kullanılmaya devam ediyor. Geçtiğimiz günlerde bu kıymetli eserlere bir yenisi daha eklendi. Hawking'in ölümünden sadece iki hafta öncesine kadar üzerinde çalıştığı makale; Cambridge ve Harvard üniversitelerindeki bilim insanlarının derlemesiyle birlikte önde gelen makale platformlarından arxiv.org'da yayımlandı.

Tam Boyutta Gör

Cambridge Üniversitesi'nden Teorik Fizik Profesörü Malcolm Perry, yayımlanan yeni çalışmanın aslında yaklaşık 40 yıldır Stephen Hawking'in odaklandığı bir konu olduğunu belirtiyor. Bilindiği üzere ömrünün büyük bir kısmını kara delikler üzerinde araştırmalar yaparak harcayan Hawking, kara deliklerin yuttuğu nesnelere dair kalıntılara ulaşarak evrenin geçmişine ve oluşumuna yönelik veriler elde etmeye çalışıyordu.

Kara delik bilgi paradoksu 

2016 yılında da bu konuyla ilgili bir eseri yayımlanan Hawking'in odaklandığı ''kara delik bilgi paradoksu'' Albert Einstein'ın 1915'te yayımladığı genel görelilik kuramına kadar uzanıyor. Genel görelilik kuramına göre kütle, içinde bulunduğu uzayın bükülmesine neden olur ve iki nokta arasında hareket eden serbest cisimler, aradaki en kısa yolu takip eder. Einstein gezegenlerin Güneş'in etrafındaki dönüşüyle bu kuramı pekiştirirken kara delikler hakkında da önemli tahminlerde bulunmuştu. Einstein'a göre bir kara delik sadece üç özelliğin bir arada bulunmasıyla tanımlanabilir: kütle, elektriksel yük ve açısal momentum.

Yaklaşık 60 yıl sonra 1974 yılında Stephen Hawking, Einstein'ın belirttiği üç özelliğe bir yenisini daha eklemişti. Bugün Hawking Işıması olarak bilinen çalışma ile kara deliklerin sıcaklığa da sahip oldukları belirlenmişti. Sıcaklık etkeni kara delik bilgi paradoksunu yarattı. Kara delikler sıcaklığa sahipse sıcak nesneler uzayda ısı kaybettiği için kara deliklerin buharlaşarak yok olması gerekiyordu. 

Kara delik yok olsa da bilgiye ulaşılabilir 

Kara deliklerin yok olması kabul edilebilir bir sonuçtu ancak kuantum dünyası kuralları, bilginin asla yok olamayacağını söylüyor. Yani kara delik yok olsa bile kara delik tarafından yutulan nesnelerin fiziksel bilgisine ulaşabilmemiz gerekiyor. Bu bilgilere ulaşılması halinde kara deliklerin bugüne kadar yuttuğu nesnelerin fiziksel özellikleri bilinebilir ve evrenin erken dönemleri ile oluşumu hakkında daha fazla bilgiye ulaşılabilir.

Malcolm Perry kara delik bilgi paradoksunu şu soru ile tanımlıyor: ''Bir şeyi kara deliğe atarsanız yok olmuş gibi görünür. Peki kara delik daha sonra yok olduğunda kara delik tarafından yutulan nesnenin içerdiği fiziksel bilgiyi nasıl kurtarabiliriz?'' Kuantum dünyası bu bilginin yok olmayacağını belirtse de bugüne kadar yapılan çalışmalar Perry'nin sorusuna yeterli bir cevap sunmaktan uzaktı. Hawking'in son eseri olan ''Bilgi Paradoksu ve Yumuşak Saçlar'' isimli makale bu soruya yanıt veriyor.

Makalede geçen yumuşak saç ifadesi aslında Hawking'in daha önceki çalışmalarında ortaya koyduğu farklı bir unsur. Hawking'in çalışmalarına göre ışığın yoğun yerçekiminden kaçamadığı durumlarda kara deliğin etrafında foton saçakları oluşuyor. İşte Hawking, bu foton saçaklarını yumuşak saçlar olarak adlandırıyor.

Makalede Hawking'e eşlik eden Malcolm Perry, Andrew Strominger ve Sasha Haco'nun da katıldığı teze göre bir nesneyi kara deliğe fırlattığınızda kara deliğin sıcaklığı değişir. Kara delik ne kadar sıcak olursa entropisi(içsel bozukluğu) de o kadar artar. Entropide meydana gelen artış ile kara deliğe atılan nesnenin fiziksel bilgisine ulaşmak mümkündür ve entropi kara deliğin etrafındaki yumuşak saçlar tarafından da kaydedildiği için kara delik yok olsa da foton saçakları kara deliğin yuttuğu nesnelere ilişkin bilgiyi taşıyabilir.

Problemin tamamını çözemeyebilir 

Bu çalışma nesnelerin bilgisine ulaşmak adına son derece önemli olsa da Malcolm Perry'nin ifadelerine göre bütün problemi çözmüyor. Perry, entropi ile kara deliğe atılan her şeyin hesaplanabileceğinden şu an için emin olmadıklarını belirtiyor. Perry'e göre entropi ile nesenin fiziksel bilgisinin yarısına hatta yüzde 99'una ulaşılsa bile tamamına ulaşılmadığı sürece bilgi paradoksunun çözüldüğünü söylemek mümkün değil. Bu nedenle çalışma çok önemli olsa da Perry ve diğer bilim insanları Hawking'in bilgi birikiminin üzerine yeni şeyler ekleyerek bilgi paradoksunu tamamen çözmek istiyor. 

Bu haberi, mobil uygulamamızı kullanarak indirip,
istediğiniz zaman (çevrim dışı bile) okuyabilirsiniz: