Samanyolu dışında genel görelilik en kesin testi
ESO’nun Şili’deki Çok Büyük teleskopu üzerindeki MUSE aleti ve NASA/ESA Hubble teleskobunu kullanan gökbilimciler Samanyolu yakınlarındaki bir gökada yardımıyla Genel Görelilik kuramının şimdiye kadar yapılmış en net testini gerçekleştirdi. ESO 325-G004 gökadasını bir mercek gibi kullanan gökbilimciler uzaktaki bir gökadanın görüntüsüne ulaştılar. ESO 325-G004’ün kütlesi nedeniyle oluşan uzay eğriliğini karşılaştıran gökbilimciler, kütle çekiminin astronomik uzaklıklarda genel göreliliğin öngördüğü gibi davrandığını belirledi. Bu çalışma ile bazı alternatif kütle çekim teorileri devre dışı kalmış oldu.
İngiltere’deki Postmouth Üniversitesinden Thomas Collett’in başını çektiği araştırma ekibi, VLT üzerindeki MUSE aletiyle yakın yıldızların hareketini ölçerek eliptik gökada ESO 325-G004’ün kütlesini hesapladılar. “Böylece gökadanın bu yıldızları yörüngede tutmak için ne kadar kütleli olması gerektiğini ortaya çıkardık” diyor Collett.
Araştırma ekibi kütle çekiminin başka bir yönünü de ölçtü. Hubble ile ESO 325-G004 çevresindeki Einstein halkası gözlendi. Bu halkanın varlığı ESO 325-G004’ün kütlesi nedeniyle ışığın ve dolayısıyla uzay-zamanın nasıl eğrildiğini gösterir.
Einstein’ın Genel Görelilik kuramı cisimlerin uzaysal alanı bükerek herhangi bir yerden gelen ışığın yön değiştireceğini öngörmektedir. Bu öngörünün sonucu ise kütle çekimsel mercektir. Ancak bu etki çok büyük cisimler üzerinde gözlenebilmektedir. Çok uzakta olduklarından kütleleri hesaplanamayan birkaç yüz kütle çekimsel mercek bulunmaktadır. Buna karşılık ESO 325-G004 gökadası 450 milyon ışık yılı uzaklığıyla Dünya’ya en yakın mercekler arasındadır.
Collett çalışmayı şöyle açıklıyor: “MUSE ile ön plandaki gökadanın kütlesini biliyorduk ve Hubble ile kütle çekimi merceği ölçtük. Daha sonra kütle çekiminin gücünü hesaplamak için sonuçları karşılaştırdık. Sonuç sadece %9 belirsizlikle genel göreliliğin öngördüğü gibi çıktı. Bu şimdiye kadar Samanyolu dışındaki bir cisme yönelik yapılan en kesin genel görelilik testidir. Üstelik sadece bir gökada kullanıldı.”
Genel Görelilik Güneş Sistemi ölçeklerinde mükemmel doğrulukla test edilmiştir. Burada Samanyolu’nun merkezindeki karadeliğin çevresindeki yıldızların hareketleri ele alınmıştır. Ancak teori çok daha büyük ölçeklerde test edilmemişti. Uzun süreli olarak kütle çekiminin özellikleri test edilmesi mevcut kozmoloji modelinin doğrulanması açısından oldukça önemlidir.
Bu veriler alternatif modellere önemli etkileri olabilir. Bu teoriler kütle çekiminin uzay zaman eğriliğine katkısının “ölçeğe bağlı” olduğunu öngörmektedir. Bu da Güneş Sistemi gibi daha küçük ölçeklerde kütle çekiminin farklı davranacağı anlamına gelir. Collett ve arkadaşları bu farklılıkların sadece 6000 ışık yılı gibi uzunluklar söz konusu olmadıkça ortaya çıkmayacağını belirledi.
Ekip üyesi Porstmouth Üniversitesinden Bob Nichol: “Evren, bize bir sürü doğal mercek sunan kocaman bir laboratuvardır. Dünya’nın en iyi teleskoplarını Einsten’ın kuramını doğrulamak ya da yanlışlamak amacıyla amacıyla kullanmak oldukça mutluluk verici” diyor.
