Featured Video Play Icon

Evrene Açılan Yepyeni Bir Pencere: KÜTLEÇEKİM DALGALARI

Bundan 100 yıl kadar önce Albert Einstein uzay ve zamanla ilgili tüm bildiklerimizi yeniden yazacaktı. Tüm bunları yaparken de bugünü bile şekillendirecek sayısız “varsayımda” da bulunacaktı. O zaman için kanıtlanması mümkün olmayan, kimilerine göre “yaşlandı artık, kredisi de çok bizde, he diyelim” dedikleri varsayımlardı bunlar. Ama.

İşte yüz yıl kadar sonra 2015’in Kasım ayında “deli saçması” olarak görülen bir varsayımı daha kanıtlanacaktı.

Kütleçekim Dalgalarından bahsediyorum. Gravitational Waves. Uzay-zaman adını verdiğimiz kumaştaki dalgacıklardan. Genel görelilik teorisinde evrenin işleyiş şekli ile ilgili çıkarımlardan biriydi bu. Sadece bir adamın aklında oluşan ve kağıt üzerinde öngördüğü, dev karadeliklerin, büyük patlamaların neden olacağını hesapladığı bir olgu.

Kendisi de “yani bu var ama insanlığın bunları tespit edebileceğini düşünmüyorum” demişti. Haksız da değildi. Kumaştaki bu minik hareketleri tespit edebilmek için inanılmaz hassas ekipmanlara ihtiyacımız var. Şöyle ki, bırakın atomu, atomun çekirdeğindeki bir protondan bile 10.000 kat daha kısa bir mesafeyi algılamaktan bahsediyorum.

Şunun gibi bir şey bu. Güneşimiz ile en yakın yıldız arasındaki mesafeyi bir insanın saçının teli kadar bir hassasiyetle ölçmek gibi bir şey.

İşte 2015’te insanlık bunu başaracaktı. Bu mesafeyi algılayabilecek, Einstein’ı haklı çıkarmanın yanında astrofizikte de yepyeni bir kapı açacacaklardı.

Ama nasıl bir kapı bu? Yani sürekli duyuyoruz ve duymaya da devam edeceğiz. Bu kütleçekim dalgaları ne anlama geliyor? Bilim dünyası için ne ifade ediyor gelin bakalım.

2015’in Kasım ayında bir Pazartesi sabahı bilim insanları LIGO isimli bir gözlemevinde insanlığın ilk defa bir kütleçekim dalgasını doğrudan tespit ettiğini duyurduğunda birçoğumuz biraz kafası karışık bir ifade ile alkışlamıştık bu olayı. Detayları öğrendikçe daha da kafamız karışmıştı.

Tespit edilen dalganın hikayesi şuydu. Bundan çook çok uzun zaman önce. Çook çok uzak bir galakside… Bilim kurgu hikayelerinin başlangıcı gibi değil mi? Ama öyle.

Yaklaşık 1.3 milyar yıl önce. 1.3 milyar ışık yılı uzaklıkta. İki kara delik birbirlerinin çekim alanına girmiş, yavaş yavaş birbirlerine yaklaşmaya başlamıştı.

Kara delikleri de biliyorsunuz. Uzay zamanı öyle büküyorlar ki ışık bile kaçamıyor. Merkezinde bildiğimiz haliyle fizik yasalarının geçerliliğini yitirdiği yerler. Çok acayipler.

Bu bahsettiğimiz iki kara delikten biri güneşimizden 29, diğeri ise 36 kat daha kütleliydi. Ve bu kütlelerini 200 km genişliğe sığdırmış inanılmaz yoğun cisimlerden bahsediyoruz. İstanbul’dan Edirne’ye kadar 36 tane güneş sığdırdığınızı düşünün. Yani zor biliyorum ama bir düşünün…

İşte bu kadar kütleli iki cisim birbirine yaklaştıkça inanılmaz bir hızla dönüyor, uzay zamanda ciddi bir kaos yaratıyorlardı. Bu kaos da kumaşta dalgalanmalara neden oluyor, daha da yaklaştıkça dalgalar da büyüyordu. Ve sonunda bu iki kara delik ışık hızının neredeyse yarısı bir hız ile birbirine çarpacaktı.

Müthiş bir olay. Sonunda da birleşip ikisinin kütlesine eş değer yeni bir kara delik ortaya çıkaracaklardı. Bu birleşme de okyanusta patlatılan bir atom bombası gibi dev bir enerjiyi dalgalara çevirmişti.

Ve tüm bunlar ne kadar sürdü biliyor musunuz? Bu birleşme anı. Sadece 0.2 saniye. Bu enerji de yine en sevdiğimiz formül olan e-=mc2’ye göre kütleçekim dalga enerjisine dönüşmüştü.

Işık hızında. Dört bir yana yayılan bir enerji.

Ve saniyenin 5’te birinde evrendeki tüm yıldızların on katına denk gelebilecek bir enerji açığa çıkmıştı.

İnsanın aklı gerçekten zorlanıyor.

Tüm bunlar olurken ise dünyamız bugün bildiğimiz halinden çok başka bir yerdi. Biz yoktuk. Bildiğimiz canlıların birçoğu yoktu. Aslında hayvan ya da bitki olarak adlandırabileceğimiz hiçbir şey yoktu. Sadece denizde mikroskobik çok hücreli canlılar vardı.

Bu kara deliklerden yola çıkan enerji yolculuğuna devam ederken bu süreçte dünyayı hayvanlar, bitkiler, sonra biz sarmaladık. Dünya ile birlikte biz de geliştik, yayıldık. Ta ki 12 Kasım 2015 yılına kadar. LIGO’da araştırmacılar ilk testlerini yapmaya başladığı güne kadar. Birkaç gün sonra ise işte 1.3 milyar yıl önce yola çıkan dalgalar bize ulaştılar. Yorgun bir dalgacıktı bu.

İşte bu yorgun dalgacığı tespit etmek de şu yüzden çok önemliydi.

İlk olarak. Bu uzaktaki bir kuşun söylediği şarkıyı duymak gibi. Kuşu görmeseniz bile orada olduğunu bilirsiniz ya. İşte bir kara deliğin sesiydi bu aslında. Bir kara deliğin ilk defa, doğrudan tespitiydi bu. Zaten şu an için sadece kütle çekim dalgaları ile tespit edebilirsiniz bunları.

Bununla birlikte bu dalgaları algılamak şunun gibi bir şeydi. 5 duyumuz var ya. Bir yeni duyu daha eklediğinizi düşünün. Evreni algılamanın yeni bir yolu. Astronomi de bu zamana kadar ışığı algılayan teleskoplar veya atomaltı parçacıkları algılayan detektörler ile ilerliyordu. Astronominin artık yeni bir duyusu vardı.

Ve sadece bu bulgu tek başına üç tane temel soruya cevap vermişti.

Kütleçekim dalgaları var.

Kara delikler var.

Ve kütleçekim dalgaları ışık hızında hareket eder.

Max Planck enstitüsünden fizikçi Bruce Allen hatta şöyle söylemişti “Bu bulgudan önce kara deliklerin varlığını tartışabilirdiniz. Artık tartışamazsınız. Bu elde edebileceğiniz en sağlam kanıttır.”

Bunun yanında bahsettiğimiz gibi inanılmaz bir enerji açığa çıkmıştı bu birleşme sırasında. Yine Bruce Allen’a göre bu Büyük Patlamadan bu yana insanlığın tespit etmiş olduğu en büyük kozmik olaydı.

Bu arada LIGO’da bu bulgu elbette sabah bulunup akşam açıklanmış değildi. Araştırmacılar neden olabilecek tüm olasılıkları eleyip, aylarca karşılaştırma, doğrulama yaptıktan sonra artık kendi tabirleri ile “Veriler çok net bir şekilde yanılmadığımızı, kütleçekim dalgalarını tespit ettiğimizi gösteriyordu” dedikten sonra bir makale şeklinde bulgularını açıklayacaktı.

Bu bulguyu bize sağlayan LIGO’ya biraz daha detaylı bakmak gerekirse.

Biri Washington’da, diğeri Louisiana’da olmak üzere iki tane L biçimindeki tesis LIGO adını verdiğimiz gözlem merkezini oluşturur. Bir de İtalya’da VIRGO adındaki bir detektör de bu merkezi tamamloar. Farklı merkezlerde bu gelen sinyaller doğrulanır ve açısal olarak hangi yönden geldiği de belirlenir.

LIGO’da bu amaçla her biri 4 kilometre uzunluğunda olan L şeklindeki kolların kesişim noktasında bir lazer ışınının iki kola ayrıldığı özel bir ayna kullanılır. Bu ışın 400 kez kadar ileri geri yansıtılarak toplamda 1600 kilometrelik bir yol oluşturulur ve ışınlar çıkış noktalarına yakın bir yerde birleştirilir.

L şeklindeki tünellerin sonunda da 40 kiloluk saf silika bulunur. Bu test kütlesi çevredeki herhangi bir etkenden, örneğin bir insanın hapşırmasından bile etkilenmeyecek şekilde hassas bir şekilde asılı olarak sabitlenmiştir. Bu silika kütlesi işte ışını geri yansıtan kütledir.

Bu ışınlardan gelen veriler incelendiğinde normal şartlarda dalgalar burada görüldüğü gibi paralel olduğunda bu herhangi bir sinyal alınmadığı anlamına gelir.

Ancak bu şekilde bir kütleçekim dalgası algılandığında tünelin bir ucundaki ışının dalgası kısalarak karşılaştırdıklarında ufak bir mesafe farkı ortaya çıkar. Bu da bir sinyalin tespit edildiği anlamına gelir.

İşte 2015’te tespit edilen sinyal de tam olarak buydu.

Bu tesisin sadece 2 gün önce ilk testlerine başlaması ise müthiş bir tesadüftü. Bir hafta geç başlamış olsalar 1.3 milyar yıl önce gerçekleşen olayı kaçırmış olacaktık.

Ve kim bilir neleri kaçırdık ve tesislerin azlığı nedeniyle neleri de kaçırıyoruz.

O zamandan bu yana LIGO ile çok daha güçlü kara delik çarpışmaları veya nötron yıldızları çarpışmaları tespit edildi.

Önümüzde ise bu yepyeni duyumuz sayesinde keşfedilecek daha çok yeni keşifler var.

Örneğin evrenin gerçekte ne kadar hızlı genişlediğini söyleyebilir bize. Ya da ne kadar karanlık enerji olduğunu.

Ayrıca yıldızların bir süpernovaya dönüşmesini tetikleyenin tam olarak ne olduğunu da. Veya daha da güzeli. Uzay-zamanın aslen neden oluştuğunu. Kumaşın asıl malzemesini. Belki de uzay zaman dediğimiz şeyin kozmik sicimlerden oluştuğunu söyleyebilir bize.

Ama en güzeli aslında bize hiç bilmediğimiz şeyleri de gösterebilecek olması. Varlığından bile haberimiz olmayan, daha sorusunu bile soramadığımız yepyeni olguları.

Bilimin en güzel tarafı da bu. Galileo’nun teleskobunu gökyüzüne çevirmesi gibi. LIGO da bu etkiyi yaratabilecek bir olgu. Teleskobu icat etmeden önce yıldızların ve gezegenlerin davranışları hakkında çok çok az bilgi sahibiydik. Onu geçtim. Başka galaksilerin olabileceğinin bile farkında değildik.  Evrenin inanılmaz boyutunu. Bilmiyorduk. Küçük olduğumuzu biliyorduk ama bu kadar küçük olduğumuzun. Farkında bile değildik.

Kütleçekim dalgaları da işte bahsettiğim gibi evreni tanımamızı sağlayan yepyeni bir araç, yepyeni bir duyu. Genel göreliliğin en net kanıtlarından biri olması da cabası.

Ötesinde de evrende sürekli gerçekleşen çok şiddetli patlamalar ve çarpışmaları da ortaya çıkaracak.

Fakat yine teleskopta olduğu gibi henüz neler öğrenebileceğimizin farkında bile değiliz.

Ve her zaman olduğu gibi.

Tekrar görüşene dek.

İyi ki varsınız.

Sevgiler.

Kaynaklar:

https://www.birmingham.ac.uk/research/gravitational-wave/gravitational-waves-explained.aspx#:~:text=%E2%80%9CGravitational%20waves%20are%20ripples%20in,in%20length%20between%20two%20objects.%E2%80%9D

https://spaceplace.nasa.gov/gravitational-waves/en/

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir