Yeni Fiziğe Merhaba: Kütle Çekim Dalgaları Doğrulandı

100 yıllık soru işareti ortadan kalktı. Sonuç: Einstein yine haklı, kütle çekim dalgalarının varlığı kanıtlandı.

Albert Einstein 1915 yılında ünlü Genel Görelilik Kuramını yayınladı. Doğadaki dört temel kuvvete önemli bir ek getiren bu kuram aynı zamanda oldukça zarifti ve birçok sorunun yanıtını da veriyordu.

Kurama göre cisimler uzayı kütleleri kadar bükmektedir. Uzayda hareket eden bu cisimler aynı zamanda geçtikleri yerin eğriliğini değiştirmektedir.

1918 yılında Einstein kuramına bir ek getirdi: Kütleli cisimler hareketleri sırasında uzayda minik kütle çekim dalgaları oluşturmaktadır.

İşte bu fikir LIGO gözlemevi (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) çalışanları tarafından doğrulandı.

LIGO iki kütle çekim dedektöründen oluşur ve dünya genelinde binden fazla bilim insanın araştırmalarına ortam sağlar. Deney kütle çekim dalgalarında oluşabilecek minik değişimleri görmek için 4 km uzunluğunda lazer ışınlarından yararlanır.

Son olarak Eylül 2015 ve Ocak 2016 arasında alınan verilerle tarihi keşfe ulaşıldı.

ESA’nın LISA Pathfinder proje ekibinden Paul McNamara: “Bu herkes için muazzam bir haber ve LIGO araştırmacıları bir tebriği hak ediyor” diyor.

LISA Pathfinder kütle çekim dalgalarını uzaydan izleyecek olan ESA’ya ait bir projenin adıdır. Araç 3 Aralık 2015’de fırlatıldı ve Ocak ayında yörüngesine ulaştı. 1 Mart’tan itibaren bilim insanlarının hizmetinde olacak.

“LISA Pathfinder ile artık var olduğu kanıtlanan kütle çekim dalgaları uzaydan gözlenecek” diyor Paul.

1970’lerin sonlarında, büyük kütleli yıldızların sonu olan nötron yıldızlarından oluşan çiftin birbiri çevresindeki yörüngeleri izlenerek oluşan kütle çekimsel dalgalar dolaylı olarak gözlenmişti.

İki nötron yıldızının hassas gözlemleri titreşimli bir radyo kaynağını ya da pulsar izlenimi vermiştir. İki yıldız kalıntısının birbiri çevresindeki hareketi nedeniyle eğer kütle çekim dalgaları oluşuyorsa enerji kaybedip birbirlerine yaklaşıp hızlanmaları gerekirdi ki gözlenen de tam olarak buydu.

Buna karşılık LIGO dolaylı değil doğrudan gözlem yaparak kütle çekim dalgalarının varlığını kanıtladı.

ESA’nın LISA Pathfinder pojesi yöneticisi César García Marirrodriga: “Yerden yapılan testlerle bu sonuca ulaşmak kolay değildir. LIGO araştırmacıları olağanüstü bir iş çıkardı” diyor.

Keşfin temelinde 1,3 milyar ışık yılı uzaklıktaki 29 ve 36 Güneş kütleli iki karadeliğin birleşmesi yatıyor. Bu birleşme sonucunda 62 Güneş kütleli karadelik oluşurken üç Güneş kütlesindeki bir cismin oluşturduğu kütle çekimsel dalgalarının doğmasına neden oldu.

ESA’nın LISA Pathfinder proje ekibi üyesi Oliver Jennrich: “Kütle çekim dalgalarının bulunması ile önümüzde yeni bir fizik belirdi. Özellikle uzayda önemli bir farklılık yaşayacağımız kesin” diyor.

Işıkta olduğu gibi kütle çekim dalgalarının da geniş bir yelpazede yani farklı frekanslarda yayıldığı düşünülüyor. LIGO gibi yer-merkezli deneyler 10-1000 Hz frekans aralığındaki, karadelikler ya da çift nötron yıldızlarının birleştirici etkisinden kaynaklanan yüksek frekansları algılayabiliyor.

Yaklaşık bir milyon kilometre uzunlukta yani düşük frekanslı olan bu dalgaların kaynağı dev gökadaların merkezindeki süper kütleli karadeliklerin birleşmesiyle oluştuğundan, araştırmacıların gökadaların çok uzun kolları üzerindeki değişimleri görmeleri gerekir. Böylesi bir gözlem ise yeryüzünden değil lazer ışınları yardımıyla uzaydan yapılabilir.

ESA bu amaç için gelecek yıllarda büyük kütle çekim dalgalarını gözleyebilecek L3 projesini hayata geçirmeyi planlıyor. Ajansın yeni bilimsel vizyonu kütleçekim evreni olarak belirlendi.

ESA