Evrendeki En Ağır Yıldız Türü: Nötron Yıldızları

Transkript

1 Evrendeki En Ağır Yıldız Türü: Nötron Yıldızları Yıldızlar yaşamlarının sonunda biçim değiştirirler. Nükleer reaksiyonlar süpernova patlamasına neden olur. Kütlelerine göre yıldızlar enerjisi tükendikten sonra kara delik, beyaz cüce veya nötron yıldızlarına dönüşürler. Bir yıldızın süpernova sonrasında nötron yıldızı olabilmesi için Güneşten 4 ila 8 kat büyük olması gerekir. Güneş kadar olan yıldızlar nötron değil, beyaz cüceye dönüşürler. Yıldız yapısında bulunan hidrojeni helyuma, helyumu da karbona dönüştürerek yaşamını sürdürür. Bu reaksiyonlar yıldızın kütle çekim kuvveti ile dış basıncının dengede olmasını sağlar. Normal şartlar altında bu füzyon tepkimeleri yıldızın boyutunu sabit tutup yaşamını devam ettirebilmesi için yeterlidir. Yapısında bulunan hidrojen tükenmeye başladığında yıldızın çekim kuvveti artar. Bu da yıldızın çekirdeğine doğru büzüşmesine neden olur. Çekirdeğinde kalan son hidrojenlerin füzyon tepkimesi yaptığı için yıldız az da olsa ışık yaymaya devam eder. Bu noktadan sonra helyum füzyonu gerçekleşir. Helyum atomları birleşerek karbonu oluşturur. Helyum füzyonunda aşırı derecede enerji açığa çıkar. Kütle çekim kuvveti etkisiz kalır ve yıldız hızla büyümeye başlar. Yıldız kırmızı dev halini alır. Çekirdekteki yoğunluk atomların birbirine girmesine neden olacak kadar yoğundur. Bu yoğunluk elektron ve protonların birleşerek nötronu oluşturmasına neden olur. Helyumu da tükenen dev yıldız hızlı bir şekilde çökmeye başlar. Geriye sadece çekirdeğine kadar aşırı derecede sıkışmış, nötrondan oluşan ve yüksek yoğunlukta ölü bir gök cismi kalır. Bir nötron yıldızının çapı 10 ile 20 km civarında olabilir. Ancak Güneşin 1,4 ile 2,1 arasında katı kütleye sahiptir. Nötron yıldızında ki yoğunluk o kadar fazladır ki, eğer nötron yıldızından 1 çay kaşığı nötron alabilseydik bu milyonlarca

2 ton ağırlında olurdu. Nötron yıldızları saniyede 10 ila 100 defa döner. Manyetik alanları Dünya nın manyetik alanının birkaç trilyon katıdır. Işık ve radyo gibi dalgaları dar demetler haline getirir. Bu demetler, yıldızın manyetik alanı doğrultusuna uygun hale gelerek, biri kutuptan diğer kutba doğru uzaya yayılan fışkırmaları oluşturur. Nötron yıldızının dönüş ekseni ile manyetik ekseni çakışmazsa bu fışkırmalar bir deniz fenerinin ışığına benzer şekilde uzayı tarar. Bu fışkırmaların hedefine giren gök cismi radyasyona maruz kalır. Bu yıldızlara Pulsar (Atar yıldız) denir. Kuasar Nedir, Ne Değildir II Uçsuz bucaksız evrende keşfedilmeyi bekleyen sayısız gök cismi bulunur. Sırlarla dolu bir evrende yaşamaktayız. Evrenin en uzak ve karanlık köşelerinde ulaşamayacağımız galaksiler, gezegenler, yıldızlar, kara delikler, kuasarlar ve henüz keşfedemediğimiz birçok göz cismi bulunur. Bunlardan biri olan kuasar muazzam parlaklığıyla dikkatini çekmektedir. Kuasarların evrenin genç zamanlarında oluştuğu tahmin edilmektedir. İlk olarak merkezlerindeki devasa kara deliklerin çekim gücüne kapılan çok fazla maddenin ısınıp ışık yaymasıyla muazzam bir parlama kazandıkları düşünülmekteydi. Bu nedenle Kuasarların dev gökadalarda ya da başkasıyla çarpışıp hareketlenen gökadaların merkezinde olduğu düşünülmekteydi. Dünyadan 8 10 milyar ışık yılı uzakta olan Kuasarların kızılötesi teleskoplarla yapılan incelemeler sonucunda bunların küçük gökadalar olduğu tespit edildi. Kuasarlar çok uzakta olup bir radyo kaynağı ve içinde bir çok yıldızı barındıran bir gökadadır. Kuasarlar çok parlak ve enerjiktir. Bilimsel olarak açıklamak gerekirse, Kuasarlar galaksinin

3 merkezinde sıkıştırılmış alanlardır. Merkez büyük kütleli kara delikler ile çevrelenmektedir. Kuasarlarda kırmızıya kayma çok hızlıdır. Kırmızıya kayma bir cisimden yayılan ışığın dalga boyunun artmasıdır. Bunun nedeni evrenin genişleme hızıdır. Evrenin genişleme hızı ışığın hısından daha fazladır ve gittikçe artmaktadır. Buna bağlı olarak Kuasar ile Dünya arasındaki mesafe artmaktadır. Kırmızıya kayma miktarı arttıkça mesafede artıyor demektir. Yani Kuasarlarda kırmızıya kayma çok fazlaysa Dünyadan o kadar uzaktırlar. Kuasarların yaydıkları enerji Samanyolu galaksisinin yaydığı enerjinin yaklaşık 200 ila 400 katıdır. Yayılan radyasyon spektrum X ışınların ve kızılötesine yakın ultraviyole ışınları yayarken, bazı kuasarlar güçlü radyo dalgaları ve gama dalgaları da yayabilmektedir. Kuasara özgü spektrumlar incelenmediği için ve fotoğraflarda nokta olarak görüldüğünden yıldız oldukları düşünülmüştür. En parlak Kuasar olarak bilinen Virgo takımyıldızında bulunan C 273 tür. Yaklaşık 30 milyar ışık yılı uzakta olan bu kadar neredeyse güneş kadar parlaktır. Mutlak kadir derecesi görünür kadir derecesi 12.8 dir. Aslında bu kuasar güneşin trilyon katı, galaksimizin onlarca katı büyük bir parlaklığa sahiptir. Evrende bilinen kuasar sayısı yaklaşık kadardır. Kuasarların dünyadan en az 3 milyar ışık yılı uzakta olduğu sanılıyordu. Ancak bir kaç yüz milyon uzaklıkta da kuasarlar keşfedildi. Kırmızıya kayma metodu ile yapılan hesapların yanlış yapıldığı düşünülüyor. Ancak yine de uzaklığı 30 milyar ışık yılına varan bu gök cisimlerinin şimdiki halini görmemiz mümkün değildir. Evrenin ilk zamanlarındaki halini görebilmekteyiz. Kuasarların hala pek çok sırları olabilir.

4 Diğer Gezegenleri Dünyalaştırmak: Terraforming Petrolün bulunup işlenmeye başlanması, motorlu taşıtların icadı ve Sanayi Devrimi nden sonra Dünya hızlı bir şekilde kirlenmeye başladı. Fabrikaların kimyasal atıkları, ormanların tahrip edilmesi, fabrika ve motorlu taşıtların atmosfere saldıkları karbondioksit Dünyanın dengesini bozmaya yetmiştir. Su kirliliği, hava kirliliği atmosferdeki ozon tabakasının zayıflaması (Ozon tabakası Güneşten gelen ultraviyole ışınlarını tutan tabaka) zararlarını göstermeye başladı. Küresel iklim değişiklikleri, asit yağmurları, kuruyan göller, nesli tükenen canlılar, kuraklık ve doğal felaketler bize yakın zamanda Dünyanın yaşanılamayacak bir yer olacağını gösteriyor. Bütün bunlar göz önüne alındığında bir soru sormamız gerekiyor. Dünya yı terk etmek zorunda mı kalacağız? Bunun üzerine senaryolar üreten bilim insanları çalışmalara başladılar diyebiliriz. Bilim insanları Terraforming yani Dünyalaştırma fikrini geliştirdiler. Terraforming bir gezegeni ya da uydusunun koşullarını Dünya koşullarına benzetme, insanların yaşayabileceği bir hale getirmektir. Dünyalaştırmaya aday gezegenler Mars, Venüs, Jüpiter in

5 uyduları Ganymede, Callisto, Europa ve Satürn ün uydusu olan Titan olarak düşünülmektedir. Bilim insanları dünyalaştırmak adına Mars ı üzerinde çalışmalar yapmaktadır. Mars ın kutuplarında karbondioksit buzulları olduğu düşülmektedir. Mars ın kutuplarının hidrojen bombasıyla patlatılacak, sera etkisiyle sıcaklıklarda yükselme ve su kaynağında artış sağlanabilecektir. Mars ta koloni kurma projeleri başlamış durumdadır. Mars One adlı projesi ile 2025 yılında Mars ta bir koloni kurulması planlanıyor. Ancak uzaya çıkan insanlarda ani semptomlar görülebiliyor. Baş dönmesi, mide bulanması, kusma, denge kaybı gibi semptomlara Uzay tutması denmektedir. Uzayda geçen zaman içinde omurga ve kemiklerde erime görülebilmektedir. Uzay yolculuğuna çıkan astronotlar ciddi kemik kırılması yaşabilirler. Bunu önlemek içinde çalışma yapılması gerekiyor. Bu astronotlar için psikolojik eğitimde söz konusudur. Diğer bir aday gezegen olan Venüs te yüzey sıcaklığının 450 dereceyi bulması başlı başına bir sorundur. İnsanlığın yaşabilmesi için bu sıcaklığın düşürülmesi gerekmektedir. Ayrıca Venüs ün son derece yavaş dönmesi canlılar için uyum sorunu yaratacaktır. Diğer gezegen ve uydular içinde belli değişimlerin yapılması gerekmektedir. Herhangi bir gezegende Dünyalaştırma gerçekleşebilirse insanlık için bir kaçış şansı olacaktır. Zira Dünya bu hızla kirlenmeye ve yaralanmaya devam ederse bu gezegende yaşamak söz konusu olamayacaktır. İnsanlığın Dünya için zararlı olan alışkınlıklardan vazgeçememesi Dünyalaştırma işine hız kazandırması gerektiğini gösteriyor. Holodomor (Ukrayna Katliamı) Açlıktan ölmek anlamına gelen Holodomor, Ukrayna nın yılları arasında maruz kaldığı soykırımdır. Sovyetlerin

6 uyguladığı suni kıtlıkla yaklaşık 8 milyon insan açlıktan ölmüştür. O dönem Sovyetler Birliğinin yönetiminde olan Ukrayna toprakları en büyük tarım kaynağıdır. Uyguladığı tarım politikalarıyla köylüleri zorla devlet için çalıştırmış, toprak sahiplerinin toprağına el koymuş, itiraz edenler öldürülmüş veya sürgüne gönderilmişti. Köylülerden zorla aldığı buğdayı Avrupa ya satmıştı. Bütün tarım ürünlerine el koyan Sovyetler, köylünün buğday saklaması halinde idama varan cezalar vermekteydi. Ülkeyi terk etmeye çalışan insanları zorla geri göndererek soykırımın boyutlarını arttırdı. Abluka altındaki topraklarda insanlar açlığa ve ölüme zorlanmıştı. Ölümler öyle bir artmıştı ki çocuk esirgeme kurumundaki çocuklar dahi ölüme terk edilmişti. Kıtlık haberlerinin incelenmemesi için bölgeye gazetecilerin giriş çıkışını yasaklayan Rus hükumeti kıtlık konusunda itiraz ediyordu. İnsanlar açlık ve ölümle mücadele ederken Rus hükumeti ambarlarını tahılla doldurup Avrupa ya ihraç ediyordu. İnsanlar aç bırakılıyor ancak topraklarda çalıştırılan hayvanların yemi eksik edilmiyordu. Hatta hayvanların yemini çalmaya çalışan insanlarda cezalandırılıyordu yılında her gün binlerce insan ölmeye başlamıştı. Bu olayların haberini alan Avrupalı devletler yardım göndermek istemiş ancak Sovyetler kıtlık olmadığı konusunda ısrar edip yardımları geri çevirmiştir. Nazi Almanya sı 1941 yılında Ukrayna yı işgal etmişti. Halk Stalin den kurtulduğunu düşünmüş ancak Nazi esareti altında daha da kötü durumlara düşmüştür. Bu soykırımla ilgili Rusya arşivleri açılmadığı için tam olarak bilinmemekle beraber yaklaşık 8 milyon insan öldüğü tahmin edilmektedir. Ukrayna her kasım ayının son cumartesi gününde Holodomor kurbanlarını anmaktadır. Holodomor katliamını kabul eden ülkeler: Ukrayna, Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa Birliği, Avustralya, Arjantin, Azerbaycan, Belçika, Brezilya, Ekvador,

7 Estonya, Gürcistan, İspanya, İtalya, Kanada, Letonya, Litvanya, Macaristan, Moldova, Paraguay, Peru, Polonya ve Vatikan. Bazı ülkelerdeki eyaletler aldıkları kararla Holodomor katliamını kabul etmektedir. Işığın Dahi Kaçamadığı Gizemli Gök Cisimleri: Karadelikler Karadelikler güneşten birkaç kat daha büyük yıldızların son evresidir. Karadelikler, muazzam bir çekim gücüne sahip, ışığı dahi içine çekip kaçmasına izin vermeyen gök cisimleridir. Karadeliklerin sonsuz kütleye sahip oldukları varsayılır. Bu kütlelerine rağmen hacimleri çok küçüktür. Kilometrelerle ifade edilebilecek kadar küçüktürler. Karadelik kavramı Albert Einstein ın genel görelilik kuramıyla ortaya çıkmıştır. Sonra Karl Schwarzschild Einstein alan denklemleri adlı kara deliğin varlığı ortaya atan bir yazı yayınlamıştır yılında ilk karadelik Uhuru uydusu tarafından Kuğu takımyıldızında tespit edilmiştir. Karadelikten bahsedebilmemiz için önce yıldızlardan bahsetmemiz gerek. Öncelikle küçük gaz ve toz bulutlarından büyük bulutlar oluşur. Bulutlar birbirleriyle birleşerek büyürler. Çekimsel güç bulutun büzülmesini sağlar. İç ısınma basıncın oluşmasına neden olur. Bulut büzülme ile parçalara ayrılır. Gaz parçacıkları hızlanır ve çarpışırlar. Sıcaklık artar. Bu durum basıncın artmasına neden olur. Çökme yavaşlar veya durur. Enerji yayılmaya başlar. Yıldızın merkezi yoğunlaşmaya başlar. Bu yoğunlaşma yıldızın doğmasını sağlar.

8 Yıldızlar hidrojen ve helyumdan oluşan gaz kütleleridir. Füzyon tepkimeleriyle hidrojen çekirdeği helyuma, helyum çekirdeği karbona dönüştürür. Hidrojeni tükenen yıldız soğumaya ve büzüşmeye başlar. Bünyesindeki helyumu karbona dönüştürür. Kütlelerine göre yıldızlar yakıtı tükendikten sonra beyaz cüce, nötron, pulsar ya da bir karadelik olur. Yıldız, ne kadar büyük kütleli ise, o derecede yakıtını çabuk bitirir. Kütlesel çekimi dengelemek için, daha çok ısıya ihtiyaç duyar ve böylece yakıtını çok çabuk bitirir. Yıldız ne kadar büyükse ömrü o kadar kısa olur. Kararsızlaşan yıldız dış kabuğunu uzaya fırlatır. Kütle çekim kuvveti basınç kuvvetinden fazla olur ve yıldız çekirdeğe doğru sıkışmaya başlar. Çekirdek yoğunlaştıkça çekim kuvveti artar ve artık yıldız kendi yaydığı ışığı kendine doğru çeker. Bunun sonucunda Karadelik dediğimiz devasa çekim gücüne sahip, ancak çapı kilometrelerle ölçülebilecek bir gökcismi oluşur. Karadeliklerin kendi ışığını çekebilecek bir çekim gücüne sahip olduğu için ışık yaymaz ve siyah bir cisim halini alır. Olay Ufku Olay ufku ışığın ve maddenin kaçamadığı bölgenin sınırıdır. Olay ufkunu incelemek mümkün değildir. Çünkü olay ufku içerisinde devasa bir çekim gücü bulunmaktadır. Işık dahi olay ufkuna girdiği anda kara deliğin çekim gücüne kapılır ve kaçamaz. Bu yüzden olay ufku sınırlarını içerisi hep bir sır olarak kalacaktır. Eğer güneş içine çöküp karadelik olsaydı olay ufku sadece birkaç kilometre olurdu. Karadelik Teorileri Karadelikler bilim insanları için bir sır küpüdür. Bu gizemli gökcisimleri uzun bir zaman sır olarak kalacaktır. Belki de hiçbir zaman ulaşılamayacaktır. Bir kara deliğe ulaşırsak ne ile karşılaşırız sorusu bilim insanlarının aklını her zaman kurcalamıştır. Bu yüzden karadelikler hakkında birçok teori ortaya atılmıştır. Bu teoriler arasında en dikkat çekenleri Solucan deliği, zamanda yolculuk ve hologram teorileridir. Her biri ancak deneme yoluyla kesin kanıta ulaşılabilecek

9 teorilerdir. Günümüz teknolojisiyle bir kara deliğe ulaşmak mümkün olmadığı için bunlar şimdilik sadece teori olarak kalmaktadır. Solucan Deliği Solucan deliği Albet Einstein tarafından ileri sürülmüştür. Solucan deliği uzay-zamanda bir kısayol olabileceğini varsayan bir kuramdır. Solucan deliği bir karadelik ve bir beyaz delik arasındaki bağlantıya denir. Yani bu Dünya nın etrafında dönmek yerine Dünya nın içinden geçmek gibi bir durumdur. Solucan deliğinin orta noktası durak noktasıdır. Burada birkaç saniye içinde yıldızların ölümünü görebilirsiniz. Ancak buradan çıkabilmek için ışıktan daha hızlı hareket etmeniz gerekir. Eğer çıkamazsanız enerji ve gaz kütlesi haline dönüşürsüz. Bu yüzden bu teori imkansız gibi görünüyor. Ancak modern fizik bunun aksini henüz kanıtlayamamıştır. Zamanda Yolculuk Mümkün müdür? Filmlere dahi konu olan zamanda yolculuk üzerine araştırmalar yapılan bir konudur. Kimi fizikçilere göre karadelikler ve solucan deliği zamanda bir kapı açabilir. Kimisine göre de karadeliklerin çekim kuvveti ve uzay-zamanı bükmesi zamanda yolculuğu mümkün kılabilir. Zamanda yolculuk eğer mümkünse bile geçmişe yolculuk başlı başına bir sorundur. Geçmişe yolcuğunun olabilmesi için evrenin bizim yaşadığımı her anı kaydediyor olması gerekir. Geçmişe yolculuk konusunda birçok paradoks bulunmaktadır. Büyükbaba Paradoksu Paradoks cevaplanmadan bu konu hakkında kesin bilgi vermek mümkün değildir. Eğer geçmişe giderek büyükbabanızı öldürürseniz, siz doğmamış olursunuz. Eğer siz doğmadıysanız geçmişe gidip büyükbabanızı öldüremezsiniz. Büyükbabanız ölmezse siz doğarsınız. Kimi fizikçilere göre geçmişe giderseniz paralel evrende başka bir dünyaya gitmiş olursunuz. Ancak bu kesin bir cevap değildir. Bu paradoks başlı başına

10 bir sorun olarak kalmıştır. Zaman Tüneli Paradoksu Büyükbaba paradoksuna benzer bir paradoksu da Stephen Hawking ortaya atmıştır. Eğer geçmişe giden bir zaman makinesi olsaydı ve siz 1 dakika öncesine bir kapı açsaydınız. Kendinizi 1 dakika önce kendini öldürmeye hazırlanan kendinizi görürdünüz. Ve onu 1 dakika öncesindeki haliyle öldürürseniz siz hiç olmazsanız ve geçmişe gidip kendini öldüren biri olmazdı. Bu durumda siz yaşıyor olurdunuz ve geçmişe gidip kendini öldürmeye hazırlanırdınız. Bu paradoks döngüdür ve bir çıkmazdır. Bu yüzden bu paradokslar cevaplanmadan geçmişe yolculuk yapılabilir demek olanaksızdır. Geçmiş yolculuk imkansız gibi görünüyor ancak geleceğe yolculuk olabilir. Bunun bir yolu uzay-zamanın büküldüğü solucan deliğidir. Diğer bir teori ise ışık hızına ulaşmaktır. Geleceğe yolculuk yapılabilir mi sorusuna cevap verebilmemiz için bir kara deliğe gitmemiz gerekir. Samanyolu galaksisinde devasa bir karadelik bulunmaktadır. Galaksinin en büyük kara deliğidir. Ancak ışık hızında hareket edebilsek de bu kara deliğe ulaşmak binlerce yıl alır. Günümüz teknolojisi ışık hızına dahi ulaşmakta aşırı derecede yetersiz kalmaktadır. Işık hızına ulaşınca enerji olma durumu da söz konusudur. Işık hızında hareket edebilecek bir araç yapabilsek bile bu aracın saniyede kilometre hıza ulaşınca enerjiye dönüşme, atomlarına ayrılma durumu gerçekleşebilir. Eğer galaksinin en büyük kara deliğine mekikle gitme şansımız olsaydı ve bu mekik kara deliğin olay ufkuna girmeden çevresinde kara deliğin çekim gücünün de verdiği etkiyle dolaşabilseydi zamanı bükebilirdi. Teoriye göre kara deliğin zamanı bükmesinden de yararlanabilecekti. Ve mekiktekiler için zaman Dünyaya oranla yarı yarıya olacaktı. Bu durumda onlar için 1 yıl geçtiğinde dünyadakiler için 2 yıl geçmiş olacaktı. Evrene bir sınır konulamaz. Çünkü evren ışığın hızından daha hızlı bir şekilde, daha da hızlanarak genişlemektedir. Dünya

11 ise bu evrenin içinde tarif edilemeyecek kadar küçük bir gezegendir. Bu yüzden evrenin sırrını çözebilmemiz bir hayal gibi görünüyor. Görülebilir evrende milyarlarca yıldız, gezegen karadelik, kuasar ve galaksiler bulunur. Işık hızına ulaşabilsek bile galaksiden çıkmamız binlerce yılı bulabilmektedir. Dünya ya en yakın karadelik milyonlarca kilometre uzaktadır. Bu yüzden karadelikler hakkında kesin bir bilgiye ulaşmamız güçtür.