Şehir Karadeliği: Zeki İnsanlar Neden Merkeze Düşer?

Şehir Karadeliği: Zeki İnsanlar Neden Merkeze Düşer?

Bir taşra kafesinde oturan parlak bir yazılımcıyı, küçük bir laboratuvarda sıkışmış genç bir biyoloğu ya da ilçesinin tek tiyatro sahnesinde ışıldayan bir oyuncuyu düşünün. Hepsinin üzerinde görünmez bir kuvvet vardır: büyük şehrin sosyal çekimi. İstanbul, Berlin, Londra veya San Francisco yalnızca binalardan oluşmaz; fırsat, temas, prestij, para, rastlantı ve dedikodudan örülmüş devasa bir kütledir. Sosyal fizikte soru şudur: Kalabalık şehirler yetenekli zihinleri gerçekten bir karadelik gibi mi çeker?

Basit bir modelle başlayalım. Bir şehrin çekim gücünü şöyle yazabiliriz: F = Gs × (M × T) / (d² + ε). Burada F bireyin şehre yönelme kuvveti, Gs sosyal çekim sabiti, M şehrin fırsat kütlesi, T bireyin taşınabilir yetenek enerjisi, d fiziksel, kültürel ve ekonomik mesafe, ε ise internetin açtığı solucan deliğidir. Yani mesafe önemlidir ama artık eskisi kadar acımasız değildir; bir GitHub hesabı, bir çevrim içi portfolyo ya da bir uzaktan çalışma sözleşmesi mesafeyi büker.

Toplumun Karanlık Maddesi: Bizi Bir Arada Tutan Görünmez Kuvvet

Bir galaksiye uzaktan baktığımızda yıldızları, gaz bulutlarını ve ışığın görkemli girdaplarını görürüz. Fakat hesaplarımıza göre gördüklerimiz, galaksinin böylesine hızlı dönerken dağılmadan kalmasını açıklamaya yetmez. Ortada görünmeyen, doğrudan ışık yaymayan ama kütleçekimsel etkileri ölçülebilen fazladan bir şey olmalıdır: karanlık madde. Şimdi bakışımızı gökyüzünden bir şehre, aileye, taraftar grubuna ya da ulusa çevirelim. İnsanları görürüz; binaları, yasaları, kurumları ve ekonomik ilişkileri sayabiliriz. Yine de toplumun neden her sabah parçalanmadığını yalnızca bunlarla açıklayamayız. Çünkü toplumsal düzenin de görünmeyen bir bileşeni vardır: aidiyet.

Görünen yıldızlar, görünmeyen bağlar

Bir topluluğun görünen maddesi bireylerdir. Kimlik kartları, üyelik listeleri, nüfus tabloları ve iş sözleşmeleri bu maddi yüzeyi kaydeder. Ancak bir arada bulunmak, bir arada olmak değildir. Aynı apartmanda yaşayan insanlar birbirlerini yabancı sayabilir; dünyanın farklı köşelerindeki kişiler ise aynı müziğe, inanca veya ideale bağlı oldukları için kendilerini yakın hissedebilir. Demek ki toplumsal mesafe kilometreyle ölçülmez. Bazen bir sembol, ortak bir anı ya da anlatılan eski bir hikâye, binlerce kilometrelik uzaklığı tek hamlede büker.

Kara Enerji nedir?

İki ayrı ekip, uzak galaksilerdeki “süpernovaları” gözlemliyordu. Ekiplerden biri Amerikalı Saul Perlmutter, diğeri ise Avusturalyalı Nick Suntzeff ve Brian Schınidt yönetimindeydi. Süpernovalar, içinde bulundukları galaksiden bile daha parlak bir ışık yayarak patlayan yıldızlar olduğundan, çok uzak mesafelerden görülebilirler. İki ekibe ayrılmış astronomların gözlemlediği tür ise “Type la” süpernovaları olarak biliniyordu. Bu türden süpernovaların özelliği, patladıklarında hep aynı parlaklık düzeyine çıkıyor olmalarıdır. Bu yüzden, bir diğerine göre daha soluk olan bir süpernovanın daha uzakta olduğunu saptayabiliriz.

Oysa, astronomların gözlemlediği, daha uzakta olan süpernovaların (Dünyaya olan mesafeleri göz önüne alındığında) olması gerekenden daha soluk olduklarıydı. Bunu açıklamanın tek yolu, yıldızın patlamasından itibaren evrenin genişleme sürecinin hızlandığı ve böylelikle gözlemlenen süpernovanın daha uzakta kalarak beklenenden daha soluk göründüğü olabilirdi.

Kara Delikleri “Gözlemek”

Kara delik sözünü ilk duyduğumda açıkçası çok korkutucu gelmişti. Aklıma ilk gelen, uzayda çevresindeki her şeyi yutarak gitgide büyüyen dev bir nesneydi. Bu kara delik o kadar büyüyecekti ki kaçınılmaz olarak bir gün Dünya’yı da yutacaktı. Şimdi biliyorum ki bu korkum çok yersiz. Her ne kadar evrende çevresindeki yıldızları yutan kara delikler mevcutsa da, bunların sayısı ve etki alanı çok sınırlı.

En basit tanımıyla kara delikler yüzeyinden ışığın bile kaçamadığı yerçekimi kuvvetine sahip nesneler. Genelde tüm özelliklerini anlatmak için Einstein’ın genel görelilik kuramına ihtiyacımız olsa da, basit özelliklerini anlamak için liseden bildiğimiz Newton kanunları yeterli. Kara deliklerde madde o kadar küçük bir alana hapsediliyor ki, yüzeyinden kaçmak için gereken hız, ışık hızını (saniyede 300,000 km) geçiyor. Sonuç olarak ışık dahi kara delikten kaçamıyor, bükülerek yüzeye geri dönüyor. Öyleyse bir kara delik oluşturmak için gereken, başlangıçtaki kütleyi sıkıştırarak hacmini yeterince küçültmek. Aşağıdaki Tablo bize astronomideki tipik kütlelerin kara delik haline gelmesi için sıkıştırılması gereken büyüklükleri veriyor.

 

Cisim Kütle Yarıçap Kara delik yarıçapı**
Dünya 6 x 1024 kg * 6,400 km 9 mm
Güneş 2 x 1030 kg 700,000 km 3 km
Nötron yıldızı 3-4 x 1030 kg 10 – 15 km 4.5 – 6 km
Samanyolu merkezi 3 milyon güneş kütlesi – 9 milyon km
M 87 Galaksi merkezi 3 milyar güneş kütlesi – 9 milyar km

* Bilimsel notasyon kullanılmıştır, 1024 = 1,000,000,000,000,000,000,000,000 (birden sonra 24 tane 0)
**Kara deliğe dönüştürmek için verilen kütlenin sıkıştırılması gereken yarıçap (Schwarzchild yarıçapı)

Burada bir önemli nokta kara deliklerin çekim alanı ile ilgili. Kara delikten yeterince uzakta (mesela bir kaç yüz Schwarzchild yarıçapı) maddenin tüm dinamiğini Newton yasaları kullanarak tarif etmek mümkün. Daha açık bir örnek vermek istersek, diyelim ki Güneş bir anda kara deliğe döndü. Dünya, diğer gezegenler, göktaşları, kuyruklu yıldızlar hiç istiflerini bozmadan yörüngelerinde dönmeye devam edecekler. Güneş de kara delik oldu diye gezegenleri yutacak değil. Kısacası kara delikten yeterince uzaktaki cisimler için önemli olan merkezdeki toplam kütle: toplam kütleyi oluşturan cismin bir kara delik ya da başka bir astronomik cisim olması fark etmez. Ama kara delik yakınlarına gelirsek iş değişir. Newton kanunları yetersiz kalmaya başlar, Einstein’ın genel görelilik kuramı ve bükülmüş uzay-zamanda hesaplar yapılmaya başlanır.
Devamını oku “Kara Delikleri “Gözlemek”” →