Geçtiğimiz yıl keşfedilen ve Einstein’ın 100 yıl önce ortaya koyduğu ancak kanıtlayamadığı genel görelilik teorisinin ispatı niteliğinde olan yer çekimi dalgalarının keşfi 2017 Nobel Fizik Ödülü kazandı.

Yer çekimi dalgalarının keşfinde önemli rol oynayan 3 bilim insanı Nobel’in sahibi oldu. 3 bilim adamı tarafından üretilen LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) sistemini kullanarak Gravitasyonel dalgalar tespit edilebildi.

Nobel Fizik Ödülü

LIGO sisteminin yaratıcıları olan Rainer Weiss Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) profesörü, Barry Barish ile Kip Thorne ise Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde görev yapıyor. Bu üç fizikçinin kazandığı 2017 Nobel Fizik Ödülü için İsveç Nobel Akademisinden dünyayı sarsacak keşif açıklaması geldi.

LIGO’nun tespit ettiği yer çekimi dalgaları 1.3 milyar yıl önce çarpışan iki kara deliğin enerjilerinin dünyamıza ulaşması sonucu ortaya çıktı. Yer çekimi dalgaları dünyaya ulaştıklarında zayıfladıkları için LIGO’dan önceki sistemler tarafından tespit edilemiyorlardı. Yer çekimi dalgalarının tespiti evrene yeni ve farklı bir gözle bakabilmeyi sağlıyor. Bilim insanları tarafından LIGO sistemi kullanarak yer çekimi dalgalarının dördüncüsü kısa bir süre önce tespit edildi.

Teorik olarak nitelendirilen ve kanıt eksikliği duyulan “Görecelilik Kuramı” ilk defa astronomların topladığı verilere uygulanmış olan analitik tekniklerle doğrulandı.

Bilim insanları tarafından ESO’ya (Avrupa Güney Gözlemevi) ait olan çok büyük bir teleskopla geçtiğimiz 20 yıl boyunca topladıkları veriler üzerinde analitik teknikler uyguladı. Samanyolu’nun kalbinde yer alan süper yoğunluklu kara deliklerin çevresinde dönen yıldızların analiz edilmesi Einstein tarafından ortaya konan genel izafiyet teorisinin ince etkileri destekleyecek bir biçimde ortaya çıktı. Bu yeni bulgular klasik fiziğin ön gördüğü yöntemlerden ayrılıyor.

Dünya’ya en yakın olan süper yoğunluğa sahip kara delik, Samanyolu’nun merkezinde, 26 bin ışık yılı uzakta bulunan Güneş’ten 4 milyon kat daha yoğun. Bu dev kara delik, güçlü bir çekim alanıyla dönen yıldız kümeleriyle çevrili. Bu yönüyle de Einstein2ın genel izafiyet kuramı olan çekim fiziğini ispat eden yegane zemin olma özelliğini taşıyor. Bu sebeple astronomlar yakın bir zamanda yıldızlardan topladıkları verileri yeni bir teknikle inceledi. Bilim insanları yıldızlara hem klasik Newton çekimi yöntemi hem de genel izafiyet teorisini göz önünde bulundurarak yörüngelerde karşılaştırma yaptı.

Ekip tarafından S2 ismi verilen bir yıldızın hareketlerindeki cüzi değişimleri gösteren ip uçları ortaya çıkarıldı. Bu değişim yörünge oryantasyonunda bir derecenin altıda biri oranda ve yörünge şeklinde bir iki yüzdelik oranlarda oldu. Bu küçük bir değişiklik olsa da bu değişimler izafiyet teorisi etkilerinin ön görüleriyle uyum içerisindeler. Bu durumda genel rölativite etki gücünün, süper yoğun bir kara deliğin etrafında dönen yıldızların çapını ölçen ilk hesaplama tekniği olarak öne çıkıyor. 

Evrende yer alan gizli yasalara dair birçok hipotez öne sürebilirsiniz. Ancak mevcut hipotezin kanıtlanabilmesi için bir dizi deney yapılması gerekmektedir. Özellikle kozmik nesneler üzerinde deney yapma imkanı neredeyse yoktur. Fakat bazı durumlarda uzay yapmanız gereken testi kendi başına yapar.

Dünya’dan 4200 ışık yılı uzaklıkta Toros takım yıldızında yer alan üçlü sistem 2012 ve 2014 yıllarında tespit edildi. Bu sistemler bilim insanlarının yapmak istedikleri testi kendi başına yapıyor. Toros takım yıldızındaki bu sistem Einstein’ın uzay-zamana dair fikrini teyit edecek ya da değiştirecek bir hareket gerçekleştirmeye başladı. 1970’lerde iki ölü yıldız olan sistem Einstein’ın genel görelilik teorisini destekleyen güçlü kanıtlar yarattılar.

Bu sistem yaklaşık olarak Dünya merkeziyle güneş arasındaki mesafe kadar bir aralıkta soğuk beyaz bir cüce yıldızın etrafında dönüyor. Sistemin içerisinde ise daha farklı ve daha sıcak yapıda bir beyaz cüce görülüyor. Her 1.6 günde bir kez içteki beyaz cüce gözle görülmesi mümkün olmayan bir cismin etrafında dönül sağlıyor. Normal gözle görülmeyen bu cisme X-ışını veya Gama ışınlarıyla bakılması halinde ise iki beyaz cüce yıldız görülemeyen cisme göre oldukça küçük boyuttalar.

Görünmeyen bu yıldız daha büyük bir yıldızın kalıntısı, bir pulsadır. 2.73 saniyede dönüş gerçekleştiren bu cisimi her geçişinde Dünya yüzeyinde parlama meydana getiriyor. Yani geriye doğru yıllar boyunca dönen titreşimler her dönüşte bir işaret veriyor. Ransom ve ekibi pulsarın titremelerini ayarlamak suretiyle, üç cismin yörüngelerin nasıl değiştiğini gözleyerek raporu Eistein’ın teorisiyle karşılaştırıyor. Genel göreliliğe göre eşdeğerlik, kendi kuvvetli yerçekimsel alanı bulunan nesnelerin bile yerçekime birbiriyle aynı şekide cevap vermesini söylemektedir. Bu durumda bir iç beyaz cüce ve daha büyük olan pulsari dış beyaz cücenin yerçekimi altında benzer biçimde hareket etmektedir. Aksi durumda iç çiftin yörüngesi beklenenden elitik olacaktır.