KÜTLE ÇEKİM DALGALARI'NIN KEŞFİ

 Einstein’ın Tahmininden 100  Yıl Sonra Kütleçekim Dalgaları Tespit Edildi

Kütle çekim dalgaları

Tarihte ilk kez, bilim adamları uzak evrendeki sarsıntılı olaylardan gelen kütleçekim dalgaları  gözlemlediler. Bu, Albert Einstein’ın 1915’teki genel izafiyet teorisinin büyük bir tahminini doğruluyor ve evrene doğru eşsiz bir pencere açıyor.

Kütleçekim dalgaları nereden geldikleri ve yerçekiminin doğası hakkında bilgiler taşırlar ve bu bilgiler başka bir yerden elde edilemez. Fizikçiler tespit edilen kütleçekim dalgalarının, iki karadeliğin daha büyük bir karadelik oluşturmak için birleşmesinin son saniyesinde oluştuğu sonucuna vardı. İki karadeliğin bu çarpışması tahmin ediliyordu ama hiç gözlemlenmemişti.

LIGO (Lazer Girişimölçer Kütleçekim Dalga Gözlemevi)

Kütleçekim dalgaları 14 Eylül 2015’te saat sabah 5:51’de hem Louisiana’da hem de Washington’da bulunan LIGO’lar (Lazer Girişimölçer Kütleçekim Dalga Gözlemevi) tarafından gözlemlendi. LIGO bilim adamlarının gözlemlenen sinyallere dayanan tahminlerine göre, bu olaydaki karadelikler güneşin kütlesinin neredeyse 29 ve 36 katıymış ve olayın kendisi ise 1.3 milyar yıl önce gerçekleşmiş. Güneşin 3 katı kadar kütle bir saniyeden kısa sürede kütleçekim dalgalarına dönüştürülmüş ve bu sırada görünen evrenin 50 katı kadar enerji açığa çıkmış. Sinyallerin bize ulaşma zamanına bakarak, bilim adamları olayın evrenin güney yarıküresinde gerçekleştiğini söylüyor.

İzafiyet teorisine göre, birbirleri etrafında dönen bir çift karadelik kütleçekim dalgaları yayarak enerji kaybeder ve bu da onların birbirine milyarlarca yıl boyunca yavaş yavaş, son dakikalarda ise daha hızlı yaklaşmalarına neden olur. Son salisede iki karadelik ışık hızına yakın bir hızda çarpışır ve daha büyük tek bir karadelik oluşturur. Einstein’ın E= mc² formülüne göre, birleşen karadeliklerin kütlesinin bir kısmı enerjiye dönüşür. Bu enerji kütleçekim dalgalarının son ve güçlü bir patlaması olarak yayılır. İşte LIGO’nun gözlemlediği dalgalar bunlardır. 

Kütleçekim dalgalarının varlığı 1970 ve 1980’lerde Joseph Taylor ve meslektaşları tarafından ortaya konmuştu. 1974’te Taylor ve Russell Hulse bir nötron yıldızı ve onun etrafında dönen titreşen yıldızdan oluşan bir ikili sistem keşfettiler. 1982’de Taylor ve Joel M. Weisberg, titreşen yıldızın  yörüngesinin enerjisini kütleçekim dalgaları halinde yaydığı için zamanla yavaş yavaş küçüldüğünü fark ettiler. Bunu keşfettikleri ve böylesi bir kütleçekim dalgasının ölçümünün mümkün olduğunu gösterdikleri için Taylor ve Hulse 1993 Fizik Nobel Ödülü’nü aldılar.

LIGO’nun yeni keşfi, kütleçekim dalgalarını bizzat gözlemlemekti. Bu da dalgaların dünyadan geçerken zaman ve mekanda yarattıkları ufak bozulmaları ölçerek yapıldı.

LIGO Laboratuvar baş müdürü David H. Reitze “Kütleçekim dalgalarını gözlemlememiz, bizi  evreni anlama ve bu anlaşılmaz olayı doğrudan görme olan 50 yıllık amacımıza ulaştırdı. Buna uygun olarak Einstein’ın vasiyetini de onun izafiyet teorisinin 100. yılında gerçekleştirdi.” dedi.

Bu keşif Gelişmiş LIGO’nun yüksek kabiliyetleri sayesinde mümkün oldu. İlk LIGO detektörlerine kıyasla Gelişmiş LIGO’nun aygıtlarının hassasiyeti daha yüksek. Bu da hem gözlenebilen evrenin hacminde hem de ilk gözlem sırasındaki keşiflerde büyük artış sağladı.

Gelişmiş LIGO’nun bazı özellikleri Alman-İngiliz işbirliği olan GEO tarafından geliştirilip test edildi. Bir çok üniversite de LIGO’nun ana parçalarını tasarladı, kurdu ve test etti. Bu üniversiteler: Avustralya Ulusal Üniversitesi, Adelaide Üniversitesi, Florida Üniversitesi, Stanford Üniversitesi, New York’ta bulunan Kolombiya Üniversitesi ve Louisiana Devlet Üniversitesi’dir. LIGO’nun araştırması, ABD dahil 14 ülkedeki üniversiteden gelen 1000’den fazla bilim adamından oluşan LIGO Bilimsel İşbirliği (LSC) tarafından yürütülmektedir.

Lousiana Üniversitesi’nde fizik ve astronomi profesörü ve sözcüsü olan Gabriela González “Bu buluş yeni bir çağ açtı: Kütleçekim dalgası astronomisi artık gerçek.” diyor.

LIGO 1980’lerde aslen kütleçekim dalgalarını tespit amacıyla Rainer Weiss, Kip Thorne ve Ronald Drever tarafından tasarlanmıştı.

Weiss “Bu gözlemin tanımı, Einstein’ın 100 yıl önce ürettiği genel izafiyet teorisinde güzelce tasvir ediliyor ve teorinin ilk denemesini genişçe kapsıyor. Ona söyleyebilseydik, Einstein’ın yüz ifadesini görmek muhteşem olurdu.” diyor.

Thorne “ Bu keşifle, biz insanlar yeni bir arayışa geçiyoruz: evrenin bükülmüş kısmını yani bükülmüş uzayzamandan oluşan nesne ve olayları keşfetme arayışı. Çarpışan karadelikler ve kütleçekim dalgaları bunların ilk örnekleri.” diyor.

Çeviren: Ali AYRAN