Kara deliklerin karanlık olmadığı fikrini ilk olarak 1974 yılında fizikçi Stephen Hawking öne sürdü. Hawking’e göre kara delikler tamamen soğuk ve karanlık değiller, aksine ışınım yayarlar. Bu ışınıma ”Hawking Işıması” adı verildi ve zamanla fizikçiler arasında popüler bir tartışma konusu oldu.
Bir gökcisminin çekiminden kurtulabilmek için sahip olunması gereken ilk hıza kurtulma hızı denir. Örneğin yeryüzünden saniyede yaklaşık 11 kilometre hızla uzaklaşan bir cisim Dünya’nın çekiminden kurtulabilir. Karadelikleri diğer gökcisimlerinden ayıran en önemli özellikse etraflarında bir olay ufku oluşmasıdır. Olay ufku karadeliği çevreleyen küresel bir yüzeydir ve bu yüzeyin üzerinde kurtulma hızı ışık hızına eşittir. Görelilik kuramına göre ışık hızının aşılması mümkün olmadığı için bir kez olay ufkunu geçerek karadeliğe düşen bir cisim bir daha geri çıkamaz.
Peki, öyleyse karadeliklerin ışıma yapması nasıl mümkün oluyor?
Hawking ışıması olarak adlandırılan süreç boş uzaydaki kuantum dalgalanmaları sonucunda madde-antimadde çiftlerinin oluşmasıyla başlar. Bazen olay ufkunun yakınında oluşan parçacıklardan biri karadelikten uzaklaşırken diğeriyse karadeliğin içine düşer. Bu süreç sonunda karadeliğin dışında kalan parçacık pozitif enerjiye sahip olduğu için karadeliğin enerjisi ve dolayısıyla kütlesi azalır.
(Telif: S. W. Hawking (1974), University of Texas)
Karadelik mekaniği yasalarıyla termodinamik yasaları arasında çok büyük benzerlikler vardır. Bu benzerlikleri kullanarak karadeliklerin sıcaklığını olay ufkundaki kütleçekim alanı ile ilişkilendirmek mümkündür. Bir karadeliğin olay ufkunun yarıçapı karadeliğin kütlesiyle doğru orantılı olarak artarken olay ufkundaki kütleçekim alanının büyüklüğüyse karadeliğin kütlesiyle ters orantılı olarak azalır. Dolayısıyla kütlesi küçük olan karadelikler daha sıcaktır ve daha fazla ışıma yaparlar. Bu durum bir karadelik ışıma yaparak kütle kaybettikçe sıcaklığının artacağı ve daha hızlı kütle kaybetmeye başlayacağı anlamına da gelir. Örneğin kütlesi Güneş’inki kadar olan bir karadeliğin sıcaklığı yaklaşık olarak 10-9 Kelvin (1 Kelvin’in milyarda biri) kadardır. Bu büyüklükte, çevresinden yalıtılmış bir karadeliğin ışıma yaparak yok olması yaklaşık 1067 yıl sürer. Kütlesi Ay’ınki kadar olan bir karadeliğin sıcaklığıysa yaklaşık olarak 2,7 Kelvin, yani kozmik art alan ışımasının sıcaklığı kadardır.
Elbette yukarıdaki teori için aynı görüşte olmayan bilim adamları da mevcut.
Hawking Işıması çok zayıftır ve çevredeki diğer ışınımlar tarafından bastırılır. Bu sebeple Hawking Işıması’nı, bir kara deliği günümüz araç-gereçleriyle gözlemleyerek bulmamız olanaksızdır. Şu an için tek çözüm bu teoriyi laboratuvar ortamında test etmek olacaktır.
Fizikçi Jeff Steinhauer, deneyinde kara deliğin soğuk ortamını temsilen bir Bose-Einstein yoğunluğu, yani sıcaklığı 0 Kelvin’e (mutlak sıfır) oldukça yaklaştırılmış bir sıvı kullandı. Olay ufku oluşturabilmek için yoğuşmuş sıvıya lazer ışını gönderdi. Bu durum iki sınır arasında kapana kısılmış ses dalgaları oluşturdu ve Steinhauer bu sınırı olay ufku olarak tanımladı. Ses dalgaları laboratuvar vakum ortamı içerisinde parçacık-anti parçacık çiftleri gibi çiftler oluşturdu. Bu çiftlerden bazıları eşinden ayrılarak yapay olay ufkunun sınırlarından dışarı çıktı. Steinhauer bunun Hawking Işımasını temsil edebileceğini söyledi.”[2] Ancak deney çokça kabul görmesine karşın hala bir kanıt niteliği taşımıyor.
