Kuantum bilgiler

Bir kara deliği aynalarla ölümsüz yapabilir miyiz?

Kara deliğin ışınımını geri yansıtmak ömrünü uzatabilir. Ancak aynadan küçücük bir kaçak bile, sonsuz zaman sorusunu değiştirebilir.

Bir kara deliğin çevresine aynalar yerleştirdiğinizi düşünün. Hawking'in kuantum hesabına göre kara delik ışınım yayar; bu enerji kaybı telafi edilmezse kütlesi azalır. Aynalar, yayılan ışınımı geri gönderip bu kaybı önleyebilir mi?

İlk adım mümkün: Kara delik geri dönen ışınımı yeniden soğurabilir. Yeterli enerji geri dönerse net kütle kaybı azalır. Bu yüzden kendi ışınımını ona geri vermek, uygun koşullarda ömrünü uzatabilir.

İdeal olarak bütün ilgili ışınımı içeride tutan bir kutuda, uygun büyüklük ve toplam enerji için kara delikle ışınım arasında denge kurulabilir. Kara delik yine ışınım yayar, fakat ortalamada aynı miktarda enerjiyi geri soğurur. Denge, enerji alışverişinin bitmesi anlamına gelmez.

Entropi de bu fikri otomatik olarak bozmaz. Kara deliğin kendisi, olay ufkunun alanıyla ilişkili bir entropiye sahiptir. Toplam entropi hesaplandığında bazı koşullarda kara delikle ışınımın birlikte bulunması tercih edilir. Entropinin artması, kara deliğin mutlaka ortadan kalkması demek değildir.

Fakat düşünce deneyinin kritik sorusu şimdi geliyor: Işınım aynanın içinden de geçemez mi? Sonlu dielektrik ayna yapılarında fotonların tünelleyerek karşı tarafa geçebildiği deneysel olarak gösterilmiştir.

İşte çok küçük ile tam sıfır arasındaki fark burada büyür. Kısa bir deneyde önemsenmeyen bir kaçak, yeterince uzun sürede enerji bilançosunu değiştirebilir. Dışarıdan telafi edilmeyen net kaçış sürüyorsa içerideki toplam enerji azalır; kara delik kaçıp geri dönmeyen kısmı yeniden soğuramaz.

Aynalar böylece kara deliğin ömrünü uzatabilecek bir fikir sunar. Ancak aynı düşünce deneyi bir sınırı da gösterir: Enerjiyi çok uzun süre içeride tutabilmek, onu sonsuza kadar içeride tutabilmek değildir.