Uzay bilimi tarihinde, araştırmacılar en büyük buluşlardan birisine imza attılar. Araştırmacılar Einstein tarafından kütle çekimsel dalga veya uzay zaman dalgalanması olarak öngörülen bu yapıyı ilk kez doğrudan gözlemlediler.
Kütleçekimsel dalgalar, uzay-zamanın kendisini büken kozmik dalglanmalar, ilk defa doğrdudan saptandılar.
11 Şubat itibariyle, çok merak edilen kütle çekim dalgaları duyurusu LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Waves Observatory) araştırmacıları tarafından yapıldı. Bilim insanları, bir karadelik çiftinin birleşmesinde oluşan sinyali, 14 Eylül 2015’te Washington’un Livingston, Louisiana ve Hanford şehirlerindeki algılayıcılar ile saptadılar.
Bu kozmik çarpışma, sakin bir gölete forlatılan çakıl taşının yüzeyde oluşturduğu dalgalara benzer şekilde, uzay-zaman dokusunda kütle çekimsel dalglanmalara sebep oldu. Araştırmacılar çarpışmanın, sırasıyla Güneş’ten 29 ve 36 kat daha büyük kütleli iki kara delik arasında 1.3 milyar yıl önce gerçekleştiğini söylediler. Bilim insanları çarpışmada, bir saniyeden daha kısa sürede, Güneş’in üç katına eşit bir kütlenin, kütle çekimsel dalgaya dönüştüğünü ve görünen evrenin 50 katına eşit bir gücün ortaya çıktığını söylediler.
Pasadena, California Teknoloji Enstitüsünün, LIGO Laboratuvarı kıdemli yöneticisi David Reitze, “Kütle çekimsel dalga gözlemlerimiz, görünmeyen bir olgunun doğrudan algılanması için elli yıl önce konulan iddialı hedefi başardı ve Einstein’in genel görelilik teorisi mirasının 100’ncü yılında, evreni daha iyi anlamamızı sağladı.
Buluş, atronomi ve astrofizik için bir dönüm noktası. LIGO araştırmacılarının aktardıklarına göre, Işık dalgalarının aksine kütle çekim dalgaları uzayda ilerlerken madde ile etkileşerek bozulmalara veya değişime uğramıyorlar, bunun yerine kendilerini oluşturan nesne ve olay hakkında “saf” bilgisini taşıyorlar.
Kütle çekimsel dalgalar, astrofiziksel nesne ve olayların, bu yeni inceleme yöntemi ile daha önce görülmemiş ve görülemeyecek harikaların bir anlık görüntüsü ile evrene yeni bir pencere açıyorlar, ayrıca evrende, uzay ve zamanın doğasını anlamamıza büyük katkı sağlıyorlar.
Kütle çekimsel dalgalar ilk olarak 1916 yılında Einstein’ın ünlü genel görelilik makalesinde ileri sürülmüştü. Makalede en ilginç şey, uzay ve zamanın birbirinden ayrı iki şey olmadığı hatta birbirine bağlı ve beraberce tek bir dokuyu meydana getirdiğiydi: uzay-zaman. Yıldızlar gibi ağır kütleli nesneler bu dokuyu, bovling topunun çarşafı esnetmesi gibi esnetip büküyorlar. Bu olgu gezegenlerin ve hatta ışığın büyük kütleri nesnelerin etrafında kavisli bir yol izlemelerine sebep oluyor.
Kütle çekimsel dalgalanmalar da bu yapıyı su dalgalarına benzer şekilde etkiliyorlar. Daha önceki çalışmalar, büyük kütleli cisimlerin ivmeli yavaşlama veya hızlanmasıyla üretilen, kütle çekimsel dalgaları doğrulamıştı fakat LIGO bu olayı karışık olguyu doğrudan algıladı.
Bu uzay-zaman dalgalanmalarını fark etmek ciddi bir mücadeleyi gerektiriyor. Kütle çekimsel dalga Dünya’dan geçerken uzayı bir yönde sıkarken diğer yönde geriyor. LIGO, biri Livingston’da biri Louisiana’da ve bir diğeri de Hanford’ta bulunan, L şeklindeki algılayıclıarı ile uzay-zamandaki bu gerilmeye bakıyor.
Eğer kütle çekimsel dalga geçtiyse kollardan birini sıkıştırırken diğerini uzatıyor. Sonuç olarak ışığın yol alma süresi gerilen kolda, kısalan kola göre biraz daha uzun oluyor.
Algılayıcaların her bir kolu 4 km uzunluğunda. İki kolun birleşme noktasında lazer atımı aynı anda her bir kola gönderiliyor. Bu atımlar kolların sonunda aynadan yansıyarak başlangıç noktalarına geri dönüyorlar.
Kütle çekimsel dalgaların haberlerde konu olması ilk değil. 2014 yılında Antarktika’daki BICEPS2 teleskobu araştırmacıları Büyük Patlama’dan kalan kozmik arka plan ışınımında kütle çekimsel dalgaların izine rastladıklarını duyurmuşlardı. Fakat bu sonuçlar, Avrupa’daki Planck Uzay Gözlemevi’nin, öne sürülen izlerin uzay tozundan başka bir şey olmadığını açıklamasından sonra bu iddia çürütülmüştü.
Araştırma “Physical Review Letters”ın gelecek sayısında yayınlanacak.
Kaynak: Calla Cofield’ın yazısından Türkçe’ye çevrilmiştir. In Historic First, Einstein’s Gravitational Waves Detected Directly
