Kara delik nedir?

Newton bundan yüzyıllarca önce evrende kütlesi olan tüm cisimlerin birbirlerini çektiklerini keşfetti. Bu çekim kuvveti cisimler ne kadar büyük kütleli, yani bizim anladığımız anlamda ağır olurlarsa, o kadar büyük olur. Aynı zamanda cisimler birbirlerine yaklaştıkça aralarında bu çekim kuvveti artar, hem de uzaklığın karesiyle artar, yani bir cisim bize iki kat yaklaşırsa çekim kuvveti dört kat artar. Ama bir ufak detaya dikkat etmek gerekir, burada uzaklık dediğimiz cisimlerin yüzeyleri arasındaki değil merkezleri arasındaki uzaklıktır. 

Yer çekimi dediğimiz de aslında budur. Biz dünyanın merkezinden yaklaşık 6400 km uzakta dünyanın yüzeyinde durmaktayız. Zıplamakla dünyanın yer çekiminden kurtulmamız mümkün değil, ama yerin yüzeyinden 6400 km yukarı çıkacak olsak, üzerimize etki eden yer çekimi kuvveti de dörtte birine düşer. 

Elimizdeki bir silgiyi hava fırlattığımızda biliriz ki bu silgi yer çekiminin varlığından dolayı yere geri düşer. Biraz daha hızlı fırlatsak, düşmesi biraz daha uzun sürer ama eninde sonunda gene de yere geri düşer. Bu nedenle de yukarı atılan şeylerin hep yere düştüğünü düşünmeye alışmışızdır. Ama cisimler hep yere geri düşüyorlarsa uzay araçlarını nasıl uzaya fırlatabiliyoruz? Uzay araçları dünyanın yer çekiminden kurtulabiliyorlar çünkü o uzay araçları çok çok hızlı gidebiliyorlar. Eğer bir cismi 11.2 km/s'den (saniyede kilometre) daha yüksek hızla yukarıya doğru fırlatacak olursak o cisim dünyanın yer çekiminden kurtulur ve bir daha geri düşmez. 

Her cismin çekiminden kurtulmak için gerekli olan bir hız vardır, bu hıza da kaçış hızı denir. Dünyamız için bu hız 11.2 km/s'dir. Eğer güneşin yüzeyinden kaçmak isterseniz saniyede 620 kilometre hıza sahip olmanız gerekir. Herhangi bir cisim için bu kaçış hızı kütlesinin kareköküyle doğru, çapının kareköküyle ters orantılıdır. Cisim dört kat daha “ağırsa” kaçış hızı iki kat daha büyüktür veya çapı dört kat daha küçükse kaçış hızı gene iki kat daha büyüktür. Yani kısaca cismin kütlesi arttıkça kaçma zorlaşır veya kütlesini sabit tutup cismi sıkıştırarak küçültürsek kaçmak gene zorlaşır. 

Güneşin gazdan yapıldığını unutmayalım, dolayısıyla güneşi elimize alıp sıkıştıramayız ama kendi kütle çekimi zaman içerisinde güneşi sıkıştırabilir, bu durumda da güneşten kaçmak zorlaşır. Mesela güneşimiz zaman içerisinde enerji üretmeyi bıraktığında kendi çekimiyle sıkışıp dünya büyüklüğüne düşecektir. O zaman güneşin yüzeyinden kaçmak için 6400 km/s hıza ihtiyaç olacaktır. 

Güneşi 30km çapı olacak şekilde sıkıştırmak mümkün olsaydı, o zaman kaçmak için 94.300 km/s hıza gerek duyacaktık. Biraz daha gayret edip güneşi 3km yarıçapında bir küre olacak kadar sıkıştırabilseydik o zaman kaçmak için bize 300.000 km/s hız gerekecekti. Yalnız burada küçük bir problemimiz var, çünkü evrende en hızlı giden şey ışıktır ve ışığın da hızı 300.000 km/s'dir. Yani güneşi 3km yarıçapında bir küre olacak şekilde sıkıştıracak olursak değil biz ışık bile bu kürenin yüzeyinden kaçamaz. Bu durumda da güneş bir kara deliğe dönüşmüş olur. 

Şimdi gelelim sorunlara: 

• Güneşi kara delik yapmak için yarıçapını 3km olacak şekilde sıkıştırmamız gerekir, ama güneşi bu kadar sıkıştırmak mümkün değildir, yani güneşten kara delik olmaz. 
• Ama güneşten epey büyük cisimlerin enerji üretimleri bittiğinde kendiliklerinden sönerek sıkışmaları mümkündür. Hesabını yaptığımız zaman kütleleri güneşten en az 3 kat daha kütleli olan yıldızların ömürlerinin sonunda kara delik olacaklarını görürüz. Evrende güneşten en az 3 kat daha kütleli olan yıldızların sayısı az değildir 
• Peki diyelim güneş o daha büyük yıldızlardan biri ve bir gün enerjisini bitirdi ve kara delik oldu. Bizi içine çeker mi? Hayır çekmez. Nedenini de yukarıda açıkladık. Güneşin bize uyguladığı çekim kuvveti kütlesi ve bizden olan uzaklığı ile orantılıdır. Kara delik olduğu vakit kütlesi büyümediğine göre bize etki eden çekim kuvveti de değişmez, bu nedenle de kara delikler normal yıldızlardan çok daha değişik çekim kuvvetine sahip değildirler, çevrelerindeki nesneleri de kendilerine çekip yutmazlar. 
• Kara delikler, adlarından da anlaşılabileceği gibi ışık vermeyen karanlık cisimlerdir. Olur da bir gün uzayda gezintiye çıkarsanız kara deliklere dikkat edin, çünkü uzaktan hiçbir gariplik hissetmezsiniz, ama çok yakınına gelirseniz uzay aracınızın motorları kaçmanıza izin verecek kadar hızlı gitmenize yeterli olmayabilir. Yoksa kara delikler öyle bilinmedik garip nesneler değildirler, sizi de uzaktan içlerine çekip yutmazlar.