Ana sayfa Astronomi Kütleçekimsel dalgalar ilk kez gözlendi! Yeni fiziğin inşası yolunda bir adım daha…

Kütleçekimsel dalgalar ilk kez gözlendi! Yeni fiziğin inşası yolunda bir adım daha…

91
PAYLAŞ

Görsel açıklaması: Birbiri etrafnda dönen iki kara deliğin yarattığı kütleçekimsel dalgaların bir betimi.

 

Bundan tam 100 yıl önce Albert Einstein, kütleçekimsel (yerçekimsel) dalgaların varlığını öngören makalesini yayımladığında, bilim camiasına “Yok artık, daha neler!” dedikleri bir an yaşattı. Einstein’ın kuramları dönemin kurulu fizik düzenine o kadar büyük bir meydan okumaydı ki, eğer bu da doğruysa, önceki bildiğimiz fiziksel bulguların neredeyse tamamının yeniden düzenlenmesi gerekirdi. Ancak Albert Einstein da 1916 yıllı makalesinin altına yazmıştı: “Ne yazık ki bu dalgaların etkisi çok düşük olacaktır ve o hassaslıkta bir evren genişlemesini yakalayabilmek neredeyse imkânsızdır.”

14 Eylül 2015’de ABD’deki “Lazer İnterferometre Kütleçekimsel-Dalgalar Gözlemevi” (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, LIGO) kurumunun gözlemevlerinde, önemli bir adım atıldı. Albert Einstein’ın bile öngöremediği bir hassaslık derecesine ulaşmıştı insanlık. 11 Şubat Perşembe günü yapılan LIGO basın açıklamasında, kütleçekimsel dalgaların adım adım kontrol aşamaları ve bulunma şekli anlatıldı. ABD’li astrofizikçiler, 1,4 milyar yıl önce birbiri etrafında dönüp çarpışan iki kara delikten oluşan yerçekimsel dalgaları yakalamıştı. Peki, herkesin şu anda konuştuğu, Stephen Hawking’in bile “astrofizikte çığır açan bir gelişme” olarak nitelendirdiği kütleçekimsel dalgalar nedir?

Lisede bizlere klasik mekaniğin önerdiği bir çerçeveden anlatılmış bir kütle ve enerji tanımı vardır. Bunlar çoğunlukla eğitim sistemimizden ötürü ezbersel formüller olarak gösterilse de, bu görüşlerin felsefi temelleri Aristoteles ve Öklid’e kadar uzanır. Bu mantığa göre evreni ve var oluşu açıklayabilmek için referans noktaları yaratıp, o referans noktaları üzerinde hareket eden parçacıklar incelenirdi. Bu “düz mantık” uzunca süre fizik alanında baskınlığını korudu, ta ki Maxwell adında bir fizikçinin yarattığı elektromanyetik teorinin, elektriği ve manyetizmayı yayan dalgalar olduğunu ortaya atmasıyla ezberler bozulmaya başlandı. Klasik fiziğe uydurulmak istenen elektromanyetizma birçok karmaşık matematiksel denklem içine gömüldü. Sonrasında bu karmaşanın içinden, süpermen üniforması ile bir kişi çıkageldi.

Albert Einstein, doğrusal bir uzay-zaman yerine sürekli bükülen, kenarları değil de eğrileri olan bir uzay hayal etti. Zaman da mutlak bir yapıya sahip değildi, yüksek kütleler çevresinde zaman, hızlanıp yavaşlamaktaydı.  Yarattığı genel görelilik kuramı, bu açıdan var olan fiziğin kurulu temelleri ile çelişmekteydi, ancak işe yarıyordu. Bunun üzerine biliminsanları Albert Einstein’e inanmadan önce, hipotezini denemeye, kanıtlar bulmaya çalıştılar. Yapılan gözlemler ile matematiksel sağlamalar defalarca ve defalarca gösterdi ki, görelilik kuramları tıpkı kütleçekimi kuramı gibi evrim kuramı gibi, bilimsel gerçektir. Günümüzde artık kozmosun, kütle sahibi cisimlerin etkisi ile bükülebildiğini; tıpkı dört tarafından gerilen bir örtünün üzerine konan topun, örtüde eğrilere sebep olması gibi, uzay-zamanın da eğrileri olduğunu biliyoruz. Yerçekimsel dalgalar da burada devreye girmekte,

Bu görüşlerinin ardından Einstein, bir adım daha ileri gitti ve şunu önerdi: “Eğer ki uzay zaman bu şekilde bükülebiliyorsa, birbiri etrafında dönen yüksek kütleli cisimler, evrenin ‘dalgalanmasına’ sebep olabilir.” Eğer Einstein haklıysa, varlığımız sürekli birbiri etrafında dönen nötron yıldızları, karadelikler gibi yapılar yüzünden esneyip sıkılaşıyordu. Yine etraftan gerilmiş bir örtü örneği ile devam edebiliriz. Örtünüzün üzerine iki top koyup sürekli dönmesini sağlarsanız, örtü üzerinde dalgalanmalar göreceksiniz. İşte bu dalgalanmalara kütleçekimsel dalgalar ismi veriliyor. Genel göreliliğin mutlak zaferi…

Kütleçekimsel dalgalar ile birlikte varlığı ve kütleyi algılayış biçimimiz şekil değiştirecek. Evren, mutlak ve doğrusal bir yapı değil, eğrilip büğrülen, sürekli değişim halinde ve sürprizlerle dolu bir yapı. Dolayısıyla biliminsanlarının şu anda yaşadığı zafer tıpkı bir gezginin, bir dağı aşmasının ardından, ufukta daha büyük başka bir dağ görmesi ve hevesle ona tırmanmak için koşması gibi. Bu gizemlerle dolu muhteşem süreç, hep devam edecek.

 

Özgür Can Özüdoğru

(Bilim ve Gelecek Dergisi, ODTÜ Fizik Bölümü, ODTÜ Amatör Astronomi Topluluğu)