Her Kara Delik Bir Tekillik İçerir mi?

Gerçek evrende hiçbir kara delik tekillik içermez. Genel olarak, tekillikler, kusurlu bir fiziksel teorinin fiziksel olmayan matematiksel sonucudur.


Bilim insanları kara delik tekilliklerinden bahsettiklerinde, gerçekte var olan nesnelerden değil, mevcut teorilerimizde ortaya çıkan hatalardan bahsediyorlar. Bilim insanları, tekillikler hakkında gerçekten varlarmış gibi konuştuklarında, sadece cehaletlerini sergiliyorlar.

Tekillik, uzayda sonsuz yoğunluğa sahip bir kütlenin olduğu bir noktadır.

Bu, sonsuz bir eğriliğe sahip bir uzay-zamana yol açacaktır. Tekilliklerin kara deliklerde var olduğu, Einstein'ın deneysel sonuçları eşleştirmede oldukça başarılı olan bir teori olan genel görelilik teorisi tarafından tahmin edilmektedir.

Sorun şu ki sonsuzluklar gerçek dünyada asla var olmaz. Ne zaman bir teoriden bir sonsuzluk çıksa, bu basitçe teorinizin aşırı durumları ele almak için çok basit olduğunun bir işaretidir.


Örneğin, dalgaların bir gitar telinde nasıl hareket ettiğini doğru bir şekilde tanımlayan en basit fiziksel modeli düşünün. Böyle bir ipi rezonans frekansında sürerseniz, en basit model, ipi yavaşça sürseniz bile, ipin titreşiminin zamanla katlanarak artacağını tahmin eder. Dize aslında bunu yapar... bir noktaya kadar.


Sorun, üstel fonksiyonun hızla sonsuza yaklaşmasıdır. Bu nedenle model, rezonans frekansında çalıştırılan bir gitar telinin zamanla titreyeceğini, ayı geçeceğini, yıldızları geçerek sonsuzluğa ve sonra geri döneceğini tahmin ediyor. Sırf model öyle diyor diye ip gerçekten sonsuz mu titreşiyor? Tabii ki değil. İp, aya doğru titreşmeden çok önce kopuyor. Bu nedenle modeldeki sonsuzluğun görünümü, modelin sınırlamalarına ulaştığını gösterir. Bir sicim üzerindeki basit dalga modeli, titreşimler küçük olduğu sürece doğrudur.


Denklemlerdeki sonsuzluktan kaçınmak için daha iyi bir teori oluşturmanız gerekir. Titreşimli gitar telleri için tek yapmanız gereken modele gitar tellerinin ne zaman koptuğuna dair bir açıklama eklemek.


Her bilimsel teorinin sınırlamaları vardır. Geçerlilik alanı içinde, iyi bir teori deneysel sonuçlarla çok iyi eşleşir. Ancak bir teorinin sınırlarının ötesine geçtiğinizde yanlış, hatta sadece saçma olan tahminler vermeye başlar.


Fizikçiler, bir gün, hiçbir sınırlaması olmayan ve her durumda doğru olan her şeyin bir teorisini geliştirmeyi umuyorlar. Ama henüz buna sahip değiliz. Şu anda en iyi fizik teorileri kuantum alan teorisi ve Einstein'ın genel görelilik teorisidir.


Kuantum alan teorisi, insan boyutundan en küçük parçacığa kadar fiziği çok doğru bir şekilde tanımlar. Aynı zamanda, kuantum alan teorisi gezegensel ve astronomik ölçeklerde başarısız olur ve aslında yerçekimi hakkında hiçbir şey söylemez.


Tersine, genel görelilik, astronomik ölçekte yerçekimi etkilerini ve diğer etkileri doğru bir şekilde tahmin eder, ancak atomlar, elektromanyetizma veya küçük ölçekte herhangi bir şey hakkında hiçbir şey söylemez. Bir elektronun atom çekirdeği etrafındaki yörüngesini tahmin etmek için genel göreliliği kullanmak size utanç verici derecede kötü sonuçlar verecektir ve dünyanın güneş etrafındaki yörüngesini tahmin etmek için kuantum alan teorisini kullanmak da aynı şekilde size kötü sonuçlar verecektir.


Ancak bilim insanları ve mühendisler, doğru teoriyi doğru ortamda kullandıkları sürece, araştırmalarında, hesaplamalarında ve tahminlerinde çoğunlukla doğru cevapları alırlar. Ancak bilim adamları ve mühendisler, doğru teoriyi doğru ortamda kullandıkları sürece, araştırmalarında, hesaplamalarında ve tahminlerinde çoğunlukla doğru cevapları alırlar.


İyi olan şey, genel göreliliğin kuantum alan teorisiyle pek örtüşmemesidir. Astronomik ölçekli ve yerçekimi hesaplamalarının çoğu için, yalnızca genel göreliliği kullanmaktan ve kuantum alan teorisini görmezden gelmekten kurtulabilirsiniz. Benzer şekilde, küçük ölçekli ve elektromanyetik hesaplamalar için kuantum alan teorisini kullanmaktan ve genel göreliliği göz ardı etmekten kurtulabilirsiniz.


Büyük bir yıldız yerçekimini dengelemek için gereken yakıtı bitirdiğinde ve kendi yerçekimi altında çok küçük bir boyuta çöktüğünde bir kara delik oluşur. Genel görelilik, yıldızın sonsuz yoğunluğa sahip sonsuz küçük bir noktaya çökeceğini öngörür. Ancak, şimdi açıklığa kavuşturulması gerektiği gibi, gerçek dünyada böyle bir canavar gerçekten yok. Genel görelilikte bir kara delik tekilliğinin ortaya çıkması, genel göreliliğin zaten bildiğimiz çok küçük boyutlarda yanlış olduğunu gösterir. Küçük boyutlu nesneleri tanımlamak için kuantum alan teorisine ihtiyacınız var. Ancak kuantum alan teorisi, bir kara deliğin temel özelliği olan yerçekimi etkilerini içermez. Bu gerçek, bilim adamları aynı anda küçük boyutları ve güçlü yerçekimi etkilerini doğru bir şekilde tanımlayan yeni bir teoriyi başarılı bir şekilde oluşturana kadar bir karadelikte neler olup bittiğini tam olarak bilemeyeceğimiz anlamına geliyor.


Yeni teori bize ne söylerse söylesin, kesinlikle kara deliklerde tekillikler olduğunu söylemeyecektir. Öyle olsaydı, bu sonuç basitçe yeni teorinin eski teori kadar kötü olduğunu gösterirdi.


Aslında, her şeyin gelecekteki teorisinin gereksinimlerinden biri, kara deliklerdeki tekillikleri öngörmemesidir. Bu anlamda, kara deliklerin içleri teorik fizik için son sınırdır.


Evrendeki hemen hemen her şey, mevcut teorilerimiz kullanılarak (en azından prensipte) doğru bir şekilde tanımlanabilir.