Modern fizik iki büyük sütun üzerine kuruludur. Bunlardan biri Einstein’ın genel görelilik kuramı, diğeri ise kuantum mekaniğidir. Genel görelilik, galaksiler, yıldızlar ve kara delikler gibi evrenin dev yapılarının nasıl davrandığını açıklar. Kuantum mekaniği ise atomlar ve atom altı parçacıklar gibi son derece küçük ölçeklerde gerçekleşen fiziksel süreçleri konu alır. Her iki teori de kendi alanlarında son derece başarılıdır. Ancak bu iki teori bir araya geldiğinde tam olarak uyum sağlamaz. İşte kara delikler, bu iki büyük fizik teorisinin çarpıştığı yerlerden biridir.

Kara delikler, evrendeki en güçlü kütle çekim alanlarına sahip yapılardır. Bu nedenle onların davranışlarını açıklamak için Einstein’ın genel görelilik kuramı kullanılır. Genel görelilik, uzay-zamanın kütle tarafından nasıl eğrildiğini anlatır ve kara deliklerin oluşumu, olay ufku ve tekillik gibi kavramları oldukça başarılı şekilde açıklar.

Ancak kara deliklerin merkezinde yer aldığı düşünülen tekillik bölgesinde işler değişir. Bu noktada maddenin yoğunluğu teorik olarak sonsuza ulaşır ve uzay-zamanın eğriliği sınırsız hale gelir. Genel görelilik kuramı bu aşamada yetersiz kalır. Çünkü bu kadar küçük ölçeklerde kuantum mekaniğinin etkileri ortaya çıkar. Kuantum mekaniğinde ise parçacıkların davranışları olasılıklarla açıklanır ve doğa, klasik fizik kurallarından çok daha farklı bir şekilde işler. İşte bu nedenle kara deliklerin iç yapısını anlamak için hem genel görelilik hem de kuantum mekaniğinin birlikte çalışması gerekir.

Stephen Hawking’in ortaya koyduğu Hawking radyasyonu teorisi bu iki alanın kesiştiği önemli bir köprüdür. Hawking, kara deliklerin olay ufku yakınında kuantum etkileri nedeniyle enerji yayabileceğini göstermiştir. Bu durum, kara deliklerin zamanla kütle kaybedebileceği anlamına gelir. Böylece kara delikler tamamen karanlık ve değişmeyen yapılar olmaktan çıkarak dinamik ve evrimleşen kozmik objelere dönüşür.

Ancak Hawking’in çalışmaları aynı zamanda yeni bir problemi de ortaya çıkarmıştır. Kuantum fiziğine göre evrende bilgi yok edilemez. Fakat bir kara deliğe düşen maddenin içerdiği bilginin ne olduğu konusu hâlâ tam olarak açıklanamamıştır. Eğer kara delikler zamanla buharlaşıp yok olursa, içine düşen bilginin akıbeti ne olacaktır?

Bilim insanları bu sorunu çözebilmek için “kuantum kütle çekimi” adı verilen yeni bir teori geliştirmeye çalışmaktadır. Bu teori, genel görelilik ile kuantum mekaniğini tek bir çerçevede birleştirmeyi amaçlar. Sicim teorisi ve döngüsel kuantum kütle çekimi gibi yaklaşımlar bu hedef doğrultusunda ortaya atılmıştır. Eğer bir gün bu birleşik teori bulunabilirse, evrenin en temel yapısını anlamamız mümkün olabilir. Böyle bir teori yalnızca kara delikleri değil, aynı zamanda evrenin doğuşunu, yani Büyük Patlama’nın ilk anlarına dair yaşananları daha detaylı açıklayabilir.