Karadelikler, Einstein’ın kütleçe-kimini açıklayan genel görelilik kura-mının öngördüğü ve evrende etkileri yoluyla varlıklarını kanıtlayan cisimler. Bir başka deyişle kütleçekiminin, için-den ışığın bile kaçmasına izin verme-yen en uç değerleri. Einstein’ın kura-mına göre, her kütle uzay-zaman doku-sunu, gerili bir çarşaf üzerine konmuş ağır bir top gibi çukurlaştırıyor. Bu bü-külmüş uzay-zamandan geçen başka bir kütle, “kuyu”nun merkezine doğru bir çekilme duyuyor. Eğer hızlıysa çu-kurun üzerinden geçerken yalnızca bir sapmaya uğruyor; yavaşsa içine düşü-yor. Ancak karadelikler öylesine yoğun kütleli ve uzay-zamanda yarattıkları kuyular da öylesine derin ki, ışık hızıy-la bile gitseniz, ohızıy-lay ufku denen bir sı-nırı geçerseniz, uzay-zamandaki dipsiz kuyuya düşüyor ve bir anlamda evreni terk ediyorsunuz.
Ancak İsveçli bir bilim adamı, kara-delikleri, hiç de evrenden ayrılmaya gerek kalmaksızın rahatça laboratuva-rınızda oluşturabileceğinizi ve bu yolla araştırmacıların onyıllardır çözemedik-leri bazı temel fizik sorularını zahmet-sizce yanıtlayabileceğinizi öne sürüyor. Büyük kütlelerine ve güçlerine karşın karadeliklerin bile yakalamakta en çok zorlandıkları şey ışık. O halde laboratuvar koşullarında ışık nasıl ka-çamayacağı bir tuzağa hapsedilecek? İsveç Kraliyet Teknoloji Akademisi
araştırmacılarından Ulf Leonhardt’a göre, soruna tersinden yaklaşmak ye-terli. Eğer evrende hız rekorunun ra-kipsiz sahibi olan ışığı yakalayacak ka-dar büyük kütleye sahip değilseniz, neden ışığı yavaşlatmayı denemiyorsu-nuz?
Aslında Leonhardt’ın önerisi ger-çekleştirilmiş bulunuyor. Işık, saniye-de 300 000 km’lik sabit hızına ancak boşlukta ulaşabiliyor. Daha yoğun or-tamlarda bu hız, önemli ölçüde azalı-yor. Su bile ışığı neredeyse üçte bir oranında yavaşlatıyor. Geçen yıl bilim adamları bunun çok daha ötesini ger-çekleştirerek, rubidyum atomlarından oluşan bir buhar içinden geçirdikleri ışığı saniyede 8 metreye kadar yavaş-lattılar. Daha sonraki bir deneydeyse, mutlak sıfır (-273°C) yakınlarına kadar soğutulmuş bir Bose-Einstein Yoğuş-ması kullanarak ışık hızını saniyede 50 cm’ye kadar düşürdüler. Leonhardt, ve çalışma arkadaşı Paul Piwnicki, daha önce ışığı yavaşlatan bir ortamın hare-ket ettiğinde ışığı birlikte sürükleye-bileceğini gösterdiler. Dolayısıyla ya-vaşlatılmış ışık, yeterince hızlı bir rüz-gârla karşılaştığında geri bile gidebilir. Leonhardt ve Piwnicki, böyle bir or-tam içinde dönen bir girdap (vorteks) yaratabildikleri taktirde bunun, ışığı içine çekip yok edebileceğini düşünü-yorlar. Eğer girdap yeterince hızlı dö-nüyorsa, merkezine yaklaşan bir ışık
demeti yakalanacak ve bir daha çıkma-mak üzere merkeze çekilecektir. Öy-leyse gerçek karadelikler gibi, optik kara delikler de bir olay ufkuna sahip oluyor. Işığı ilk kez yürüme hızına ka-dar yavaşlatan ekibi yöneten Harvard Üniversitesi araştırmacılarından Lene Hau, düşünceyi “heyecan verici” ola-rak nitelendiriyor. Lau, gene Bose-Einstein yoğuşması kullanarak ışığı bu kez saniyede birkaç cm’ye kadar ya-vaşlatabilmeyi umuyor. Ancak Bose-Einstein yoğuşması, girdap oluşturma açı-sından sorunlu. Çünkü yavaşlatılmış ışığı hapsedebilmek için girdabın, ışıktan çok daha hızlı dönmesi gerekiyor. Işık hızı saniyede 1 cm’ye düşmüş olsa bi-le, karadelik oluşturmak için girdabın dönmesi gereken hız saniyede 2 metre. Bu hızda, Bose-Einstein yoğuşması içindeki atomlar merkezkaç kuvvetiyle ortada bir boşluk oluşturacaklar, ve merkezde ışığı hapsedecek bir ortam kalmayacak.
Ancak Leonhardt ve Piwnicki, so-runun soğuk yerine sıcaklıkla çözüle-bileceğini düşünüyorlar. Araştırmacı-lar, sıcak bir gazla, örneğin 100 derece-ye kadar ısıtılmış rubidyum atomlarıy-la da aynı sonucun alınabileceği görü-şündeler. Bunun için girdabın saniye-de 300 m gibi yüksek bir hızla dönme-si gerekiyor, ama iki fizikçi bu ve ben-zeri bazı sorunları aşılmaz güçlükler olarak görmüyorlar. Deneyin beş yıl içinde başarıyla gerçekleştirilebileceği-ni öne süren Leonhardt ve Piwgerçekleştirilebileceği-nicki, böylece kütleçekimin kuantum kura-mının sınanabileceğini, hatta gerçek karadeliklerde var olduğu kabul edilen Hawking Işımasının doğrudan kanıta kavuşturulabileceğini söylüyorlar.
New Scientist, 18 Mart 2000
Çeviri: Raşit Gürdilek
Nisan 2000 49
Optik
Karadelikler
Saat yönünde dönen bu girdaba çok yaklaşan ışık, yakalanıp sarmallar çizerek merkezde kayboluyor.
