Einstein'ın öngörüsü: Çekim dalgalarının gücü

NİLGÜN TAZE

Herkes tarafından çok tanınan fizikçi Albert Einstein1915 yılında Genel Görelilik Kuramı’nı yayınlayarak çekimin kütle ya da enerji ile uzay zamanı bükeceğini açıkladı. 1916’da ise dönen büyük kütleli cisimlerin çekim dalgaları yayacağını belirleyerek 1962 yılında Rus fizikçiler M. E. Gertsenshtein ve V. I. Pustovoit çekim dalgalarının algılanması için optik bir yöntem tasarımı yayınladı. 1974 yılında gökbilimciler bir nötron yıldızı etrafında yörüngede bulunan bir atarca keşfettiler. Bu atarcanın çekim dalgaları nedeniyle yavaşladığının belirlenmesi Nobel Fizik Ödülü getirdi.

“İKİNCİ KEZ GÖZLEMSEL SONUÇ ELDE EDİLDİ”

Kütlelerin birbirine uyguladıkları çekim kuvvetinin evrendeki cisimlerin kararlı bir biçimde sistemsel olarak var olmasını sağladığını belirten Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Dekan Yardımcısı Prof. Dr. Varol Keskin, özellikle kütle çekimi için yapılan çalışmaların ancak bu yıl içinde elle tutulur sonuçlar verebildiğini söyledi. Gelecekte çok daha duyarlı sonuçlar elde edilerek evrenin daha iyi anlaşılabileceğini ifade eden Keskin, “Kütle çekim dalgalarının kuramsal olarak ortaya atılıp fizik açısından tanımlanmış olmalarına karşın, geçtiğimiz yılın Eylül ayına dek belirlenememişti. Yine 2015'in Aralık ayında ikinci kez gözlemsel sonuç elde edildi. Ancak bu sonuçların her ikisi de 2016 yılında bilimsel makaleler olarak duyuruldu. Nötron yıldızları, bazı yıldızların patlayarak ölümü sonrasında geriye kalan yıldız kalıntısıdır ve tümüyle nötronlardan oluşan sıkışık cisimlerdir. Kuvvetli manyetik alanları nedeniyle yalnızca kutup bölgelerine çekilen yüklü parçacıklar nedeniyle ışınım yaparlar ve bakış doğrultumuza girerlerse bu ışınımı atmalar, yani parlayıp sönmeler biçiminde görürüz. Bu tür nötron yıldızlarına atarca diyoruz. Bu atmalar yıldızın dönüş hızına göre saniyede onlarca kez olabilir” dedi.

ÇEKİM DALGALARI NEDİR?

Çekim dalgalarının kısaca uzay-zamanda değişim olduğu bilgisini veren Keskin şu bilgileri verdi: “Eğer bir havuzun durgun suyuna elinizi daldırırsanız o noktadan itibaren çembersel olarak dalgaların yayıldığını görürsünüz. Einstein'e göre benzer olay, çok büyük kütleli cisimlerin uzay-zamanda hareket etmeleri sonucunda da görülmelidir. Einstein'ın Genel Görelilik Kuramı'na göre uzay-zaman boş değildir ve içinde cisimler hareket ettikçe itilip çekilebilir. Bu tip bozulmalar kütle çekiminin gerçek nedenidir. Bunu görsel olarak anlatan en iyi deneysel örnek gerilmiş esnek bir yüzeyin örneğin bir çarşafın üzerine ağır bir cisim konulmasıdır. Bu ağır cisim yerçekimi nedeniyle çarşafı eğrileştirecektir ve eğer daha küçük bir cismi diğerine yakın konuma koyarsanız büyük olana doğru giderek hareket edip ona çarpacaktır. Bir yıldızın etrafında bulunan gezegenlere uyguladığı çekim de buna çok benzer. Tek fark, gezegenlerin hareketleri sırasında merkezkaç kuvvetle yıldızın çekimini dengelemeleri sonucunda yıldıza düşmemeleridir. Tabii ki bu çarşaf benzetmesi yalnızca durumu anlatmak için kullanılabilir ve uzay-zamanın gerçek anlamda bozulması çok daha karmaşıktır.”

 IŞIK HIZIYLA YAYILIYOR

Çekim dalgalarının uzayda ışık hızıyla yayıldığını söyleyen Keskin,  “En güçlü dalgalar, çarpışan karadelikler, yıldızların çekirdeklerinin çökmesi (süpernova), birleşen nötron yıldızları ya da beyaz cüce yıldızlar gibi felaketler sonucunda ortaya çıkarlar. Çekim dalgaları uzayda ışık hızıyla yayılırlar. En güçlü dalgalar, çarpışan karadelikler, yıldızların çekirdeklerinin çökmesi (süpernova), birleşen nötron yıldızları ya da beyaz cüce yıldızlar gibi felaketler sonucunda ortaya çıkarlar. Yukarıda tarihçede belirttiğimiz gibi çekim dalgaları ilk kez Einstein'ın ölümünden 20 yıl sonra 1974 yılında, çok yoğun ve birbiri etrafında dönen çift atarcanın radyoteleskopla yapılan gözlemleriyle gözlenmiş oldu Aslında doğrudan gözlem terine etkisi belirlenmiş oldu” ifadelerini kullandı.

EİNSTEİN'IN ÖNGÖRÜSÜ

Keskin, böyle bir çiftin Einstein'ın öngörüsünü test etmek için kullanılabileneceğini ifade ederek şu açıklamalarda bulundu: “Gökbilimcilerin çiftin dönemi üzerine yaptıkları çalışmayla, 8 yıllık gözlem sonunda, yıldızların birbirine Genel Görelilik Kuramı’nın belirlediği miktarda yaklaştığını belirlediler. Bu sistem 40 yıldan uzun bir zamandı gözlenmektedir ve günümüzde de aynen kuramla belirlenen miktarda yıldızların birbirine yaklaştığı görülmektedir. 14 Eylül 2015 tarihinde LIGO, 1,3 milyar ışık yılı uzaklıktaki iki karadeliğin çarpışması sonucu oluşan çekim dalgalarını algıladı. Gerçek anlamda bu çekim dalgaları oldukça şiddetlidir ancak bu kadar uzaktan çok zor algılanacak kadar zayıflamaktadır. O kadar az bir etkidir ki, Dünya'ya ulaştığında bir atomun çekirdeğinin boyutlarından çok daha az bir miktarda uzay-zaman bozulmaktadır.”