Kara delik

Başlığın diğer anlamları için Kara delik (anlam ayrımı) sayfasına bakınız.
Güneş'ten 7 milyar kat fazla kütleye sahip, eliptik galaksi Messier 87'nin merkezindeki süper kütleli kara delik. 2019'da elde edilen bu görüntü, bir kara deliğe ait ilk görüntüdür.
Simülasyon olarak kara deliğin yol açtığı kütleçekimsel merceklenmenin arka plandaki galaksinin görüntüsünü eğmesi.
Olay ufku sadece 75 kilometre genişliğinde olmasına rağmen 10 güneş kütlesine sahip, dönmeyen bir kara deliğin 600 kilometre uzaklıktan benzetim (simülasyon) görünüşü. Bu kütlede bir kara deliğin bu uzaklıkta yarattığı ivmelenme, Dünya yüzeyindekinin yaklaşık 400 milyon katıdır.
Einstein halkası (ışığın bozunumu): Bir kara deliğin arkasında bulunan bir yıldızdan çıkan ışık ışını bize, kara deliğin çekimsel etkisiyle ikiye ayrılarak ulaşır. Dolayısıyla o yıldızı çiftmiş gibi görürüz. Kara delik veya bir başka galaksi gibi çekim kaynaklarınca ışık ışınlarına yapılan bu tür çekimsel müdahale olaylarına ve görünür sonuçlarına "kütleçekimsel merceklenme" etkisi denir.
Büyük Macellan Bulutu'nun önündeki bir kara deliğin simüle edilmiş görüntüsü.
Kara delik, kütle çekiminin hiçbir madde veya elektromanyetik enerjinin kaçamayacağı kadar güçlü olduğu bir uzay-zaman bölgesidir. Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi, yeterince yoğun bir kütlenin uzay-zamanı bükerek bir kara delik oluşturabileceğini öngörmektedir. Kaçışın olmadığı sınıra olay ufku denir. Bir kara deliğin, onu geçen bir nesnenin kaderi ve koşulları üzerinde büyük bir etkisi vardır, ancak genel göreliliğe göre yerel olarak tespit edilebilir hiçbir özelliği yoktur. Kara delikler, ışık yansıtmadıkları için ideal bir kara cisim gibi davranırlar. Eğri uzay-zamandaki kuantum alan teorisi, olay ufuklarının kütlesiyle ters orantılı bir sıcaklığa sahip bir kara cisimle aynı spektruma sahip Hawking radyasyonu yaydığını öngörmektedir. Ancak bu sıcaklık, yıldızsal kara delikler için milyarlarınca kelvin civarındadır, bu yüzden doğrudan gözlemlenmesi neredeyse imkansızdır.
Işığın kaçamayacağı kadar güçlü kütle çekim alanlarına sahip nesneler, ilk olarak 18. yüzyılda John Michell ve Pierre-Simon Laplace tarafından incelendi. 1916'da Karl Schwarzschild, bir kara deliği karakterize edecek ilk modern genel görelilik çözümünü buldu. David Finkelstein, 1958'de ilk kez “kara delik” yorumunu, içinden hiçbir şeyin kaçamadığı bir uzay bölgesi olarak yayınladı. Kara delikler uzun süre matematiksel bir merak olarak kabul edildi; 1960'lara kadar teorik çalışmalar onların genel göreliliğin genel bir öngörüsü olduğunu göstermedi. Jocelyn Bell Burnell tarafından 1967 yılında nötron yıldızlarının keşfi, olası bir astrofiziksel gerçeklik olarak kütleçekimsel olarak çökmüş kompakt nesnelere olan ilgiyi ateşledi. Bilinen ilk kara delik, 1971 yılında birkaç araştırmacı tarafından bağımsız olarak tanımlanan Cygnus X-1 idi.
Yıldız kütlesindeki kara delikler, büyük yıldızlar yaşam döngülerinin sonunda çöktüğünde meydana gelmektedir. Bir kara delik oluştuktan sonra çevresinden kütle emerek büyüyebilir. Milyonlarca güneş kütlesindeki (M☉) süper kütleli kara delikler, diğer yıldızları emerek ve diğer kara deliklerle birleşerek veya gaz bulutlarının doğrudan çökmesi yoluyla oluşabilir. Süper kütleli kara deliklerin çoğu galaksinin merkezinde bulunduğu konusunda fikir birliği vardır.