Kütle çekim dalgaları yeniden ortaya çıktı! Bilim adamları uzayzamanda keşfettikleri bu dalgacıkları ilk Şubatta duyurmuşlardı. Şimdi ise, iki kara deliğin çarpışmasıyla meydana gelen daha birçok dalgayı gözlemlediler – Scientific American
Aşırı derecede yoğun olan kara delikler çarpıştıklarında, öyle devasa boyutta kütle çekimsel kuvvet işin içine giriyor ki uzay zamanın bükülüp şeklinin bozulmasına neden oluyor ve onu kozmos boyunca seyahat eden güçlü dalgalara çeviriyor. Bu dalgaların ikinci kez gözlemlenmesi; ilkinin bulunmasının şans eserindense sadece bir ön-gösterim olduğunun ve astronomların kara delikleri ve evrenin diğer gizli hazinelerini görebilmek için ışık yerine kütle çekim dalgalarını kullandığı yeni bir çağa girdiğimizin göstergesi.
Bu dalgaların varlığı Einstein’ın genel görelilik teorisiyle tahmin ediliyordu, ancak LIGO ekibi( Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) geçen eylülde gözlemleyene kadar hiç kanıtlanmamıştı. Bu keşif bilim adamlarına, kara deliklerin sıklıkları, çarpışmaları ve nasıl oluştukları hakkında yeterli bilgiyi toplayabileceklerine dair bir umut verdi. Daha ileriki keşifler, kütle çekim dalgalarını kullanarak göreliliği ekstrem ortamlarda da test edebilmelerine ve belki daha derinlere inerek yeni bir doğa kanunu bulunmasına bile yardım edebilir. Arizona State Üniversitesinden teorik fizikçi Lawrence Krauss şöyle diyor: “Bu gerçekten, evrenin karanlık tarafını keşfedebilmemizi sağlayacak. Kütle çekim dalgaları, 21. yüzyılın astronomisi olacak.”
Daha Küçük Kara Delikler
En son gözlemlenen bu kütle çekim dalgaları, 1.4 milyar yıl önce iki kara deliğin birleşmesiyle başlamış. Bilim adamlarının hesaplarına göre; biri güneşin kütlesinden 14 diğeri 8 kat fazla olan iki kara delik, daire çizerek birbirine yaklaşırken en sonunda çarpışıyorlar. Çarpışma, güneşin kütlesinden 21 kat fazla olan yeni bir kara delik oluştururken, geri kalan kütle de kütle çekim dalgası olarak enerjiye dönüşüyor. LIGO’nun ilk gözlemindeki çarpışan kara delikler daha büyük olmasına rağmen (her biri 30 güneş kütlesinde), gözlemlenen ikinci çarpışma daha yüksek frekansta dalga ürettiği için daha çok gözlemlenebildi. Araştırmacılar ilkinde, çarpışmadan önce kara deliklerin bir ya da iki yörüngesine şahit olmuşken, şimdikinde son 27 yörüngenin izini sürebilmişler. Aynı zamanda ilkinde dönmüyor gibi gözükürken aslında kara deliklerin döndüğünü keşfedip, dönüş hızını da ölçebilmişler.
LIGO, biri Louisiana diğeri Washington State’te olan iki detektör kullanıyor. Bu detektörler, herhangi bir kütle çekim dalgası Dünya’dan geçtiğinde, uzayzamanda gerçekleşen sıkışma ve genişlemeleri yakalıyor. İki detektör de 4 kilometre uzunluğunda bacaklara sahip devasa birer L şeklindeler. Bilim adamları ayna kullanarak lazer ışınlarını, bacaklarda bir ileri bir geri sektirerek, bu turu ne kadar sürede yaptıklarını ölçüyorlar. Normal koşullarda, 2 bacak da aynı uzunlukta ve iki lazer ışınının da yolculuk süresi tam olarak aynı. Ancak, eğer bir kütle çekim dalgası geçerse, aynalar arasındaki boşluk, tek yön için, çok az derecede genişleyip daralıyor. Sonuç olarak birbirine dik bu iki bacağın uzunlukları eşit olmuyor ve lazer ışınlarından birisi diğerine göre, saniyenin çok küçük bir diliminde daha geç ulaşıyor. Bu farklılık o kadar sonsuz derecede küçük ki; LIGO’nun dalgaları fark edebilmesi için, protonun yarıçapının 1/10.000’inden daha küçük bir uzunluğu ölçebilmesi gerekiyor.
1 milyar dolarlık, bir üst seviyeye çıkarılan deneyin, Advanced LIGO, ilk kısmı eylülden şubata kadar sürmüştü. Şimdi kapalı olan detektörlerle, temmuzda yeniden hareket geçilip 6 aylık bir çalışma daha yürütülecek. Bu arada daha önceki dataları da analiz eden araştırmacılar, kara delik çarpışmalarının yanında, nötron yıldızlarından kaynaklanan kütle çekim dalgalarını bulmayı da ümit ediyorlar. Nötron yıldızları aşırı derecede küçük ve yoğun yıldızlar; içindeki bütün proton ve elektronlar o kadar sıkışık ki en sonunda birleşerek nötron formuna geçiyorlar. Eğer iki nötron yıldızı çarpışırsa, teorik olarak kütle çekim dalgalarını tetiklemeleri bekleniyor ve aynı zamanda bunlar tek bir nötron yıldızının aksak dönüşleriyle de gerçekleşebilir. Ancak bu çarpışma kara delik birleşmesi kadar büyük çapta bir olay değil, çok daha zayıf bir dalga üretir.
Ekip daha çok veri topladıkça, ikili kara deliklerin nasıl oluştuğu hakkında da daha çok bilgi edinebilecekler. Muhtemelen çoğu, öncesinde ikili yıldız olan ve öldükten sonra birbirlerinin yörüngeleri etrafında kara deliğe dönüşen yıldızlar. Diğer bir senaryo da, bu ikililer sıkı yıldız kümelerinde doğuyorlar ve ölmeden önce ayrı yıldızlarken kara deliğe dönüşürken birbirlerinin yerçekimine kapılıyorlar.
Daha fazla kütle çekim dalgası bulundukça, genel göreliliğe ne kadar uyduğunu test etme şansı da artacak. Gerçi teori, şu ana kadar yapılan tüm testleri geçmiş. Ancak bilim adamları görelilikten ayrılan, evrenin gizli kalmış doğrularını işaret edebilecek başka sonuçlar da görmek istiyor. LIGO Data Analiz Konsülünden, Georgia Institute Of Technology fizikçisi Laura Cadonati şöyle diyor: “ Şu ana kadar genel göreliliğe karşı tutarsız bir sonuç bulmadık, ancak eğer birtakım anomaliler görmeye başlarsak ki bunlar daha fazla istatistikle sağlanabilir, işte o zaman genel göreliliğin de ötesinde evreni keşfetmeye başlayabiliriz.”
