Qara dəliklər (1-ci hissə)

Qara dəliklər maddə və elektromaqnit dalğaların belə içindən qaça bilmədiyi güclü qravitasiya sahəsinə malik olan ölü ulduzlardır. Bu yazıda, hələ də böyük sirrlərlə dolu olan qara dəliklər haqqında keçmişdən bugünə gələn məlumatları toplamağa və mümkün qədər bu hekayənin bütövlüyünü təmin etməyə çalışacağıq.

Qara dəliklər haqqında ilkin fikirlər XVIII əsrdə meydana çıxmışdır.

John Michell, 1783!

İxtisasca geoloq olan Con Mişell 1783-cü ildə (John Michell – müasir seysmologiyanın atası), o dövrün məşhur fizik və kimyaçısı Henri Kavendişə (Henry Cavendish – hidrogeni kəşf etmiş alim) bir məktub yollayır. Bu məktub böyük səs gətirir və London Krallıq Cəmiyyətində oxunur. Məktubda Mişell təbiətdə işığın belə qaça bilmədiyi səma cisimlərinin ola biləcəyindən bəhs edir. Bunları “Dark Stars” (Qaranlıq ulduzlar) adlandırır.


      Con Mişell (1724-1793)1

Mişellin hesablamalarına görə işığın bir hissəcik quruluşunun olduğu ehtimal olunarsa, sıxlığı günəşin sıxlığı ilə eyni olan və radiusu ondan 500 qat böyük olan bir ulduzdan yayılan işıq, həmin ulduzun cazibə qüvvəsinə məğlub olacaqdır. (Qaçma sürəti > İşıq sürəti). Beləliklə, ulduz “qaranlıq” olacaqdır. Mişellin fikri düzgün olsa da, klassik Nyuton (Newton) qanunlarına əsaslanaraq apardığı hesablamalar qeyri-dəqiq idi.


C.Mişellin H.Kavendişə yazdığı məktub2

Mişellin hesablamalarına görə işığın bir hissəcik quruluşunun olduğu ehtimal olunarsa, sıxlığı günəşin sıxlığı ilə eyni olan və radiusu ondan 500 qat böyük olan bir ulduzdan yayılan işıq, həmin ulduzun cazibə qüvvəsinə məğlub olacaqdır. (Qaçma sürəti > İşıq sürəti). Beləliklə, ulduz “qaranlıq” olacaqdır. Mişellin fikri düzgün olsa da, klassik Nyuton (Newton) qanunlarına əsaslanaraq apardığı hesablamalar qeyri-dəqiq idi.

O, bu yazısında belə ulduzların ikili ulduz sistemlərinə baxmaqla müşahidə edilə biləcəyinin proqnozunu da vermişdir. Hər halda, Mişellin proyeksiyası olduqca dəqiq idi. Alimin başqa bir proqnozu (uzaq bir ulduzdan gələn işıq spektrinin zəif bölgəyə sürüşməsinin hesabına) ulduz kütləsinin hesablana bilinməsi idi. Bu təsir Albert Eynşteynin (Albert Einstein) də nəzərdə tutduğu cazibə qüvvəsi hadisəsidir. Mişell həmçinin qaranlıq bir ulduzun “dolayı radiasiya” yayması fikrini də iləri sürmüşdür. Bu fikir, bu gün Stiven Uilyam Hokinq (Stephen William Hawking) radiasiyasına uyğundur, lakin onun mexanizmi tamamilə fərqlidir.

Mişellə yanaşı astronom və bəstəkar Uilyam Herşel (William Herschel – Günəş sisteminin 7ci planeti Uranı kəşf etmişdir (1781) və 20-dən çox simfoniya müəllifidir) bu mövzu ilə maraqlanırdı. Eyni zamanda, fransız riyaziyyatçısı Pyer Simon Laplas (Pierre-Simon Laplas) eyni konsepsiyanı 1796-cı ildə çap etmişdir.

Albert Einstein, 1915!

Uzun illər davam edən araşdırmalardan sonra, Albert Eynşteyn 1915-ci ildə  cazibə,  məkan-zaman anlayışlarına dair baxışımızı kökündən sarsan bir məqalə dərc etdi. Beləliklə, alim Ümumi Nisbilik nəzəriyyəsini irəli sürmüşdür.

Albert Eynşteyn (1879-1955)3

            Cazibə qüvvəsi fəza-zaman həndəsi quruluşunun, daha doğrusu deformasiyasının bir nəticəsidir. Fəza-zamanı deformasiyaya uğradan şey isə kütlədir. Hər bir səma cismi, kütləsi nisbətində fəza-zamanı bükə bilməkdədir. Nəzərə almaq lazımdır ki, kütlənin böyüklüyü qədər həcmi və sıxlığı da önəmlidir.

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin ilk nəşri4

 Eynşteyn özü yanlış olaraq qara dəliklərin meydana gəlməyəcəyini düşünürdü. Çünki o, parçalanan hissəciklərin bucaq təcili hərəkətini müəyyən radiusda sabitləşdirəcəyini düşünürdü.          

Karl Schwarzschild, 1916!

             Alman astronom Karl Şvartsşild (Karl Schwarzschild) Eynşteynin sahə tənlikləri üzərində dəyişikliklər apararaq, statik (dönməyən) və yükü olmayan bir cisim üçün xüsusi bir tənlik təklif etmişdir.   Ancaq Rs radiuslu cisimlərə gəldikdə tənlik nəticə vermirdi.

Karl Şvartsşild (1873-1916)6

            Rs xüsusi bir radiusdur; buna “Schwarzschild radiusu” da deyilir. Yerdən qaçma sürətinin (11.2 km/san) işıq sürətinə (300.000 km/san) bərabər olmasını istəyiriksə, dünyanı 8 mm radiuslu bir kürə olması üçün “sıxışdırmaq” məcburiyyətindəyik.

Subrahmanyan Chandrasekhar, 1930!

Bir ulduz yaşamı ərzində başlıca 2  qüvvənin təsiri altında tarazlıqda olur: onu öz içinə çəkən qravitasiya qüvvəsi və ona qarşı gələn qaz və radiasiya təzyiqi. Yaşamının sonlarına doğru bu tarazlıq pozulmağa başlayır. Əgər təzyiq qalib gələrsə ulduz yoluna ifrat nəhəng qırmızı (bizim Günəş) və daha sonra ağ cırtdan ulduz şəklində davam edəcəkdir. Hind əsilli amerikan alim Subrahmanyan Çandrasexar (Subrahmanyan Chandrasekhar) isə digər qüvvənin qalib gəlməsi halında ola biləcəkləri hesablaya bilməmizdə bizə yeni qapı açmışdır. Çandrasexar kütləsi günəş kütləsindən (1,4)  böyük olan ulduzlarda tarazlıq halının qravitasiya qüvvəsinin qalibiyyəti ilə sonlanacağını hesablamışdır.  . Elektronlar belə bu çöküşün qarşısını ala bilmir. Qravitasiya qüvvəsi elektron təzyiqinə də qalib gəlir. Bu prosses elektonların protonlarla birləşərək neytron ulduzların və ya qara dəliklərin əmələ gəlməsi ilə sonlanır. Alim bir ulduzun bir neytron ulduzuna və ya qara dəliyə çökməsi üçün lazım olan minimum kütləni hesablamışdır və bu Çandrasexar limiti adlanır.


Subrahmanyan Çandrasexar (1910-1995)7

Çandrasexarın nəticələri birmənalı qarşılanmadı, onun Kembric (Cambridge) universitetindən müəllimi olan Artur Eddinqton (Sir Arthur Eddington) o dövrdə absurd dərəcədə qeyri-cismani görünən qara dəliklərin aşkar edilməsini şərtini irəli sürdü. Eddinqton Çandrasexarın riyazi hesablamalarının real dünya üçün nəticələrinin olduğuna inanmaqdan imtina edirdi. Eddinqtonun düşüncələri yalnış idi və bunun anlaşılması üçün daha 25 il keçməli idi.

Çandrasexar limiti8

Nəzəriyyənin sahibi Eynşteyn də Eddinqtonun tərəfini tutmuşdu. 1939-cu ildə nəşr olunan bir məqalədə qısaca olaraq “Şvartsşild yanaşması fiziki bir gerçəklik deyil” dedi.

Çandrasexara dəstək verən ilk böyük fizik isə Nils Bor (Niels Bohr) olmuşdur.

James Chadwick, 1932!

Çandrasekarın düşüncələri Eynşteyn və Eddinqton təzyiqi altındaykən, daha sonra bu kəşfinə görə Nobel mükafatı alacaq olan fizik Ceyms Çadvik (Sir James Chadwick), mövcudluğu əvvəllər Ernest Rezerford (Ernest Rutherford) tərəfindən də öngörülən, lakin spekulyativ olan bir subatomik hissəciyin kəşf olunduğunu elan etdi. Neytron kəşf olunmuşdur!


  Ceyms Çadvik (1897-1974)9

Yazının ilk hissəsində qara dəliklərin kəşfinə gedən yolda yaranmış fikirlər və nəzəriyyələr haqqında məlumat verilmişdir. İkinci hissədə isə qara dəliklərin necə meydan gəldiyi, təsnifatı, rənglərinin nə üçün qara olduğu və başqa bu kimi suallara cavab tapmağa çalışacağıq.


Atomun quruluşu10

Yazar: Wolfram

Editor: Disprozium

İstifadə olunmuş ədəbiyyat:

  1. Montogomery C., Orchiston W. and Whittingham I. (2009). Michell, Laplace and the origin of the black hole concept. Journal of Astronomical History and Heritage (ISSN 1440-2807), 12 (2), 90-96.
  2. Schaffer S. (1979). John Michell and Black Holes. Journal for the History and Astronomy, 10, 42-43.
  3. https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html
  4. https://en.wikipedia.org/wiki/Subrahmanyan_Chandrasekhar
  5. https://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html
  6. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/einstein/biographical/
  7. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1935/summary/
  8. https://www.britannica.com/biography/Karl-Schwarzschild

Şəkillərə istinadlar:

  1. https://sciencemeetsfaith.files.wordpress.com/2016/11/john-michell.jpg
  2. https://blogs.royalsociety.org/history-of-science/files/LP_8_48-salutation.jpg
  3. https://www.nobelprize.org/images/einstein-12923-content-portrait-mobile-tiny.jpg
  4. https://pbs.twimg.com/media/DPjCGSfXUAASFhH.jpg:large
  5. https://oddfactor.files.wordpress.com/2012/02/grwarp-1.png?w=750
  6. https://galileounbound.files.wordpress.com/2019/09/schwarzschild-2.jpg?w=1200
  7. https://en.wikipedia.org/wiki/Subrahmanyan_Chandrasekhar#/media/File:Subrahmanyan_Chandrasekhar.gif
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar_limit#/media/File:WhiteDwarf_mass-radius_en.svg
  9. https://www.aps.org/publications/apsnews/200705/images/chadwick_web.jpg
  10. https://www.ducksters.com/science/atom.gif

Bir cavab yazın

Sistemə daxil olmaq üçün məlumatlarınızı daxil edin və ya ikonlardan birinə tıklayın:

WordPress.com Loqosu

WordPress.com hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Google foto

Google hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Twitter rəsmi

Twitter hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Facebook fotosu

Facebook hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

%s qoşulma

%d bloqqer bunu bəyənir: