Bilim için çok önemli bir gün!

eintein-post

1915 yılında Albert Einstein genel görelilik teorisini açıkladığında, bilim insanlarının yüzyıllar boyunca sorduğu önemli bir soruya bir cevap aramaya çalışmıştı. Newton kütleçekim kanununu açıkladığında “Elma neden yere düşüyor?”ya da “Ay neden Dünya’nın etrafında dönüyor?” gibi sorulara önemli bir cevap vermişti. Cisimlerin sahip oldukları kütleler bu harekete sebep oluyordu? İşin bu kısmı aydınlatıldıktan sonra tüm bilim camiasının kafasına başka bir soru takıldı ki o soru da Einstein’in cevaplamaya çalıştığı bir konuydu: “Peki ya, neden?”. Einstein’in bu açıklaması fizikte bambaşka bir kapı aralamıştı ve bilim insanları o gün bugündür bu kapıdan geçip evreni tanımaya başladılar. Einstein’a göre evren dört boyutluydu. En, boy ve yükseklik gibi hacimsel boyutların yanında zamanı da 4. boyut olarak tanımlamıştı. Eğer tüm hacimsel boyutları bir eksen, zamanı da başka bir eksen olarak kabul edersek karşımıza 2 boyutlu uzay-zaman düzlemi çıkar. Kütlesi olan bu cisimler, bu uzay-zaman düzlemini kütleleri kadar bükerler. Bir cisim ne kadar çok kütleliyse uzay-zamanı o kadar büker. Uzay-zaman düzlemindeki kütleye sahip her cisim, bu düzlemi bükme yeteneğine sahiptir. Kütleleri birbirine çeken de uzay-zamandaki bu büküklüktür. Güneş sahip olduğu kütlesiyle belirli bir alan yaratır ve bu alanın içindeki her cisim Güneş’e doğru çekilmeye başlar. Ancak, bu alan içindeki cisimlerin belirli bir hızları varsa Güneş’in yarattığı alanın merkezine doğru hareket etmezler. Onun yerine bu merkez etrafında dönüş gerçekleştirirler. Aynı durum Dünya ile Ay arasında da gerçekleşir. Dünyanın yarattığı alanda belirli bir hıza sahip olan Ay, bu alanın merkezi etrafında yörünge çizer. Eğer bir benzetme yapacak olursak, gergin bir çarşaf üzerine atılan bowling topu çarşaf üzerinde bükülmeye sebep olur. Siz bu çarşafın üzerine belirli bir hızla bilardo topu atarsanız sahip olduğu bu hızla, bowling topunun etrafında çarşafı turlar. Eğer bu sefer bilardo topunun yanında bir de bilye atarsanız bu sefer bu bilye, bilardo topunun büktüğü alan içerisinde bir yörünge oluşturur. Teori basitçe bu şekilde anlatılabilir. Görsellik açısından aşağıdaki bu videoya göz atmanızı öneririm.

101715_genrel_cover-crop

Şimdi bu etkiyi biz dünya üzerinde elbette ki bu tür analojilerle gösterebiliyoruz ama bunun geçerli bir kanıta sahip olması için bu etkinin bilimsel metotlarla gözlemlenmesi ve ölçülmesi gerekiyor. Yarım yüzyıldır bilim insanları bu etkiyi bugüne kadar gözlemlenmeye çalışıyordu. Bugün yapılan bir açıklama ile bu etkiyi gözlemlediklerini açıkladılar. Gözlemlenen etki ise yerçekimi dalgalarıydı. Çarşaf analojisini ele alacak olursak, çarşaf üzerindeki bowling topunu hareket ettirirseniz ya da sarsarsanız çarşaf üzerinde dalgalanmalara yol açar bu da çarşaf üzerindeki bilardo topunun sağa sola, yukarı aşağı sarsılmasına yol açar. Bilim insanlarının gözlemlediği etki de tam olarak buydu. Ortaya çıkan bu dalga geçtiği yerlerdeki uzay-zaman düzlemini büker. Yani alanda büzülme-esneme gibi hareketlere sebep olur. Bu etki, cisimlerin kendi yerçekim alanları düşünülünce oldukça zayıf kalır, fakat gözlemlenmesi de imkansız değildir. 1.3 milyar yıl önce gerçekleşen iki karadeliğin çarpışması sırasında ortaya çıkan bu yerçekimi dalgaları dünyaya ulaştı ve bilim insanlarının kurduğu bu düzenekle de tespit edilmiş oldu. Karadelikler çarpışıp birleştiklerinde ortaya çıkan yerçekimi dalgasının gücü evren içindeki tüm yıldızların enerjisinden 50 kat daha fazlaydı ve bu dalga galaksilerden, yıldızlardan geçerek Dünyamıza ulaştı. Dünya üzerinde kurulan Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) (Laser Interferometre Yerçekim dalgaları Gözlemevi) sayesinde bu etki gözlemlenmiş oldu. Gözlemevinin nasıl çalıştığından bahsedecek olursak, bir lazer kaynağından çıkan iki farklı dalga boyuna sahip lazer bir yarı geçirgen ayna vasıtasıyla L şeklindeki boruya yansıtılır. Borunun ucundaki aynalar vasıtasıyla geri dönen lazer ışınları bir sensör üzerine yansıtılır ve değişim olup olmadığı gözlemlenir. Herhangi bir etki dolayısıyla uzay-zaman düzlemi bükülmesi sonucunda oluşan hareketten dolayı lazer ışınlarının sensöre yansıma süreleri değişir ve sensör üzerinde bir sinyal üretir. Bu şekilde esneme-büzüşme hareketinin uzunluğu tespit edilebilir. Bu değişim bir protonun çapının 1000’de 1 mertebesinde gerçekleşebilir. (Protonun çapı yaklaşık olarak 10^-15m’dir yani bir metrenin bin*milyon*milyonda biridir)

Şimdi diyeceksiniz ki, “Bu bize gerçek hayatta ne işimize yarayacak?” ya da “Uçan arabaya geçebilecek miyiz?”. Cevap ise elbette ki hayır, fakat bu keşfin asıl önemli tarihsel açıdan Einstein’in genel görelilik teorisinin haklı çıkmasını sağladı. Geleceğimiz açısından ise bambaşka bir kapı araladı. İnsanoğlu, evreni bugüne kadar elektromanyetik dalgaları kullanarak anlamaya çalıştı. Görebildiğimiz ışıkla yaptığımız gözlemler çok kısıtlıyken gamma ışınları, radyo dalgaları ve kızılaltı ışınların etkisiyle evreni bambaşka bir dilden anlamaya, kavramaya ve keşifler yapmaya başladık. Yerçekimi dalgalarının tespiti ve ölçümü ise aynı elektromanyetik dalgalar gibi bizim için bambaşka bir gözlem yolunu araladı. Evrende yaşanan en olağanüstü olayları yerçekimi dalgaları sayesinde gözlemleme şansımız olacak. İnsanoğlu içinde yaşadığı evreni anladıkça hep daha ileriye gitme şansını yakalayacaktır. Sizleri, bu iki karadeliğin 1.3 milyar yıl önce gönderdiği selamla ve LIGO’nun kendi kanalından yaptığı açıklamayla uğurluyorum.

Like

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir