Kara deliğin kütlesi nasıl bulunur? Uzayda bazı kara delik adayları bulunmuştur. Örneğin, Gök Adamız (Samanyolu) içinde yer alan Cygnus-1 adlı çift yıldız sistemi, çok kuvvetli bir X-ışın kaynağıdır. Optik gözlemler  (tayfından elde edilen sonuçlar) ışınım gücü yüksek mavi bir süper dev yıldızın 5,6 gün dönemle bir noktanın etrafında dolandığını göstermektedir. Işık yaymadığı için görünmeyen ve cazibe merkezi olan bu noktada bir kara delik olduğu düşünülmektedir. Fiziksel hesaplamalarla ikili sistemdeki kara deliğin kütlesi tahmin edilebilmektedir. Mavi süper dev yıldızların kütleleri 15-40 güneş kütlesi kadar olabiliyor. Süper devin dolanma dönemi ve hızı süper dev ile kara delik kütlesi hakkında bilgi vermektedir. Bu bilgiler ışığında, sistemdeki kara deliğin kütlesinin 6 ile 9 güneş kütlesi kadar olabileceği tahmin edilmektedir.                 Kara deliğin yarıçapı nasıl hesaplanır? Eğer M yıldızın kütlesini, R yarıçapını, G-evrensel çekim sabitini ve c ışık hızını gösterirse,  yıldızın yüzeyinden, ışık hızı ile hareket eden bir parçacığın ( ışık parçacığı foton) kaçma koşulunu ifade eden denklem şöyle yazılmaktadır:                                   R = 2 G M/ c2                 Eğer yıldızın yarıçapı bu değere ulaştıysa, artık bu yıldızdan ışık bile kaçamayacak veya çıkamayacaktır. Yıldız kritik yarıçapa ulaşmıştır. Buna Schwarzchild kritik yarıçapı denmektedir.. Örneğin, kütlesi 10 güneş büyüklüğündeki bir yıldız için kritik yarıçap 30 km dolayındadır (10 tane güneşi,  60 km çaplı bir küreye sıkıştırmış oluyoruz). Bu yarıçapta, bir önceki yazımızda söz edilen, dönülmez akşamın ufkuna ulaşılmıştır. Bu yarıçap olay ufku olarak adlandırılır. Yıldız kritik yarıçaptan sonra ufkumuzun altına düşer. Artık onu göremeyiz. Bu derece uç koşullarda Newton kuramı geçerli değildir; Einstein’ın genel görelilik kuramı geçerlidir. Böyle bir çekim altında uzay zaman deforme olmakta; uzay bükülmektedir. Olay ufkunu ve zamanın durmasını ise basitçe şöyle açıklayabiliriz. Bir gözlemci dünyadaki gözlemci olsun; diğer gözlemci de olay ufkuna yaklaşıyor olsun. Saatlerini aynı zamana ayarlasınlar. Uzakta, olay ufkunda olanın saati yerdeki gözlemciye yavaşlıyor olarak görünecek. Yerdekinin saati ise normal işleyecektir. Uzaydaki gözlemci olay ufkunun altına gidince bize (yerde) onun saati durmuş görünecektir. Örneklersek, uzaydaki gözlemci ufka yaklaşınca saat beş ise, saat beşten sonra onu hiç göremeyeceğiz demektir. Kara delik gözlenebilir mi?                 Kara delikler ışık yaymadıklarına göre, doğrudan görülemez. Ancak kuvvetli bir çekim alanına sahiptir. Örneğin, bir kara delik, bir çift yıldız sisteminde ise, kütle çekimin etkisiyle varlığını anlayabiliriz. Yukarda söz edilen ve Gök adamızda yer alan Cygnus X-1 (Signus X-1) çift yıldız sisteminde yıldızlardan birisi görünmemektedir, fakat sistemde iki yıldızın olduğunu çekim etkilerinden anlıyoruz. Görünmeyen yıldızın (bileşenin) kütlesinin yaklaşık güneşin 8 katı büyüklüğünde olduğu hesaplanmaktadır. Kütlesinden dolayı bunun bir kara delik olduğunu biliyoruz.                Galaksimizde kara deliklerin varlığı anlaşıldıktan sonra, kara delikler enerji kaynağı olarak düşünülmeye başlandı. Bir önceki yazımızda anlatıldığı gibi, karadelikten gelen ve gözlenen çekimsel dalgalardaki enerjiden söz edilmektedir. Işınım salması, küçük bir kütle parçacığının büyük kütleli bir kara delik etrafında dolanması esnasında olacaktır. Elektrik yüklü bir parçacığın (elektronun) bir yörüngede hareket ederken, elektromanyetik dalga yayması gibi.                 Böyle bir ışınımda verim nedir? Dışarıdan başlayarak kara delik etrafında dolanan; daha sonra kara delik tarafından yutulan bir parçacığın, yutulmadan önce kütlesinin ne kadarı enerjiye dönüşür? Hesaplamalara göre, kara delik etrafında dolanan küçük bir kütle, kara delik tarafından tamamen yutulmadan önce kütlesinin  % 6 sını enerji olarak yaymaktadır. Bu değer, nükleer verim olan % 1 den çok fazladır.                   Çift yıldız sistemlerinde kara delik olduğunu anlamanın başka bir yolu, sistemden X-ışını gelip gelmediğine bakmaktır. Sistemdeki normal yıldızdan görünmeyen bileşene çekim etkisinden dolayı madde akar. Bu madde, kuvvetli çekim etkisiyle, sıkı cismin üzerine hızla düşer ve çok yüksek miktarda enerji açığa çıkar. Bunun sonucu, X-ışınları yayınlanır. Olay kara delik yüzeyine çok yakın değilse, X-ışınları yutulmaz ve onları görebiliriz. Bir üçüncü yol ise, kara deliğin kütlesinin güneşin 10000 katından daha büyük olması durumunda, çekimsel mercek görevi görmesinden dolayı, gözlenebilir olmasıdır. Kara delik olduğunu düşündüğümüz bölgenin tam arkasında kalan yıldızdan gelen ışığı, kara delik tıpkı bir mercek gibi kırar ve esas yıldızın simetrilerinde iki tane yıldız görüntüsü oluşturur. Böylece tek yıldızı çift görürüz. Eğer bu tür örnekler çok ise, evren gerçek olmayan pek çok cisimle doludur. Doğrudan hiç göremediğimiz bu cisimlerde saklı olan madde miktarı nedir ve ne kadardır? Bunu şimdilik bilemiyoruz. Karanlık enerji ki evrenin yüzde yetmişini oluşturduğu düşünülmektedir ve tabiatı, karanlık madde ( görünmeyen ama var olduğunu bildiğimiz) ve kara deliklerin içindeki madde miktarı hakkında sağlıklı bilgimiz olmadığı sürece evrenin geleceği hakkında sağlıklı öngörüde bulunmak mümkün değildir. Öyleyse daha büyük teleskoplarla gözlemleri geliştirmek, görünmeyenleri görür hale gelmek; “bekle ve gör” demek şu anda söylenebilecek en iyi şeydir diye düşünüyorum. Bir sonraki yazımızda Büyük Patlama Evren Modeline giriş yapacağız.