Evrene Açılan Yeni Bir Pencere: Kütleçekim Dalgaları

 

 

Gökyüzünü tarih öncesinden 17. Yüzyıla kadar çıplak gözle izledik. Sonrasında 17. Yüzyılda Galileo Galilei’nin küçük teleskopunu gökyüzüne yönlendirmesiyle ufkumuz açılmaya başladı. İşte ilk kez o zaman gezegenler ve uydular hakkında hiç olmadığı kadar çok bilgi sahibi olmaya başladık.

Daha sonraları teleskoplar geliştikçe daha fazlasını görmeye devam ettik. Hatta en sonunda 20. Yüzyılın ilk çeyreğine varmadan Samanyolu’nun ötesinde pek çok gökadanın olduğunu ve evrenin sandığımızdan çok daha büyük olduğunu fark etmeye başladık.

20. Yüzyılla birlikte elektromanyetik tayfın o çok dar, “görünür” (optik) bölgesinin ötesine de bakmaya başladık. Önceleri radyo dalgalarında evrene bakmaya başladık, ardından da mikrodalgadan Gama-ışınlarına kadar elektromanyetik tayfın her bölgesinde Evreni gözlemeyi öğrendik; böylece Evrenden de çok şey öğrenebildik! 

20. Yüzyıl aynı zamanda hem yüksek enerjili kozmik ışınları hem de tespit edilmeleri çok zor olan nötrinoları gözleyerek astronomi çalışmalarının yapılmaya başlandığı yüzyıldı. Elektromanyetik dalgaların gözlemine dayanmayan bu astronomi çalışmaları da Güneş’ten süpernova patlamalarına kadar pek çok kaynak hakkında bilgimize bilgi katmaya devam etti. 

Einstein’in 20. Yüzyıl başlarında varlığını öngördüğü kütleçekim dalgaları ise daha önce bir çift atarca (pulsar) sistemindeki yörünge periyodunun azalmasıyla dolaylı olarak 1974 yılında ölçülmüş ve 1993 Nobel Fizik Ödülü bu keşiften ötürü Russell A. Hulse ve Joseph H. Taylor, Jr. tarafından alınmıştı.   

21. yüzyıl ise astronomide aralanan kütleçekim dalgası penceresinin ardına kadar açılmasına tanıklık ediyor: Kütleçekim dalgaları ilk kez doğrudan 2015 yılında gözlendi. LIGO girişim ölçeri [2] bir kara delik çift sisteminden kaynaklanan kütleçekim dalgalarını tespit etti. Bu keşif 2017 yılı Nobel Fizik Ödülü’nün sahibini de belirlemiş oldu [3].  

2015’teki keşfin ardından hem LIGO hem de başka bir girişim ölçer olan VIRGO [4], bunun gibi üç benzer kütleçekim dalgası keşfi daha yaptı. Hatta 2017 Ağustos’undaki gözlem sonucu yapılan keşif bir çift nötron yıldızı çiftinden gelen kütleçekim dalgalarıyla ilişkiliydi ve hem kütleçekim hem de gama-ışınlarında aynı anda yapılmış bir gözlem olması açısından da heyecan vericiydi [5].

LIGO ve VIRGO, şüphesiz ki hiç de kolay olmayan bir şeyi başardı. Kütleçekim dalgaları uzay zamanı ufacık genliklerde titreten dalgalar. Örneğin LIGO’nun birbirine dik iki kolu arasındaki 4 km kadar uzaklık kütleçekim dalgasının etkisiyle ancak trilyonda birinin binde biri genlikte uzalıp kısalabiliyor! Böyle bir değişimi gözleyebilmek için iyi bilim yapmak ve ortaya müthiş bir mühendislik ürünü çıkarmak gerek!

Kütleçekim dalgalarında açılan bu pencere, 21. Yüzyıl astronomisine damga vurmaya devam edecek gibi görünüyor: Teknoloji gelişmeye devam ediyor ve belki de 21. Yüzyılın ortasına gelmeden hem Dünya üzerinde hem de uzayda kütleçekim dalgalarının daha kolay tespit edilebilmesini mümkün kılacak altyapımız olabilecek. 

Bu gerçekten harika bir haber: Böylece sadece çift karadelik ve çift nötron yıldızlarından gelen değil, aynı zamanda hem Evrenin ilk dönemlerinden kaynaklanan hem de izole ve çift yıldız sistemlerinde yer alan kütle aktarımı yapan nötron yıldızlarındaki periyot değişimleriyle ortaya çıkan çok daha zayıf kütleçekim dalgalarını bile gözlemek mümkün olabilecek. Hoş geldin yeni astronomi çağı!

Prof. Dr. Sıtkı Çağdaş İnam

 

 

Kaynaklar:

[1] https://astronomynow.com/2016/02/11/gravitational-waves-found-from-merging-black-holes/

[2] https://www.ligo.caltech.edu/

[3] https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/press.html

[4] http://www.virgo-gw.eu/

[5] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.161101

 

 

 

 

15-11-2017