Kütleçekim Dalgaları Nedir? LIGO Neyi, Nasıl Keşfetti?

Kütleçekim dalgaları, büyük kütlelerin ivmelenmesi sebebiyle uzay-zaman dokusunda meydana gelen bozulmalar ve bükülmelerdir. Kütleçekim dalgaları, tıpkı suya atılan bir taşın yarattığı dalgalar gibi, kaynaktan dışarı doğru dalgalar hâlinde yayılır. Ancak arada belirgin bir fark vardır: Kütleçekim dalgaları ışık hızında hareket eder; su dalgaları ise bunu yapamaz. Kütleçekim dalgaları, kütleçekimsel radyasyon yoluyla enerji taşır. Kütleçekimsel radyasyon, elektromanyetik radyasyon benzeri, kaynaktan dışa doğru yayılan bir radyasyon türüdür.

Einstein fiziği öncesi dönemde, yani ilk olarak Isaac Newton tarafından geliştirilen klasik fizik çerçevesinde, kütleçekim dalgalarının varlığına dair herhangi bir ipucu bulunmamaktaydı; çünkü bu dönemde kütleçekiminin bir noktadan diğerine anlık olarak etki eden bir kuvvet olduğu düşünülmekteydi. Dolayısıyla kütleçekimine yönelik teorilerin tarihi asırlar öncesine gitmesine rağmen, kütleçekim dalgalarının varlığı ilk olarak 1905 yılında Henri Poincaré tarafından ileri sürülmüştür; sonrasındaysa 1916 yılında Albert Einstein'ın geliştirdiği Genel Görelilik Teorisi çerçevesinde öngörülmüştür.

Kütleçekim dalgalarının varlığına ilişkin ilk dolaylı kanıt, Hulse-Taylor ikili pulsarının yörüngesel bozunmasından gelmiştir: Yıldızın yörüngesel bozunması, enerjinin kütleçekimsel radyasyonla kaybolması nedeniyle Genel Görelilik Teorisi'nin öngördüğü bozunmayla birebir eşleşmiştir. 1993 yılında Russell A. Hulse ve Joseph Hooton Taylor Jr. bu keşiflerinden dolayı Nobel Fizik Ödülü'ne lâyık görülmüşlerdir. Kütleçekimi dalgalarının ilk doğrudan gözlemiyse, Livingston ve Hanford'da bulunan LIGO kütleçekim dalgası dedektörleri tarafından, iki kara deliğin birleşmesiyle üretilen bir sinyalin tespitiyle yapılmıştır. 2017 Nobel Fizik Ödülü, kütleçekim dalgalarının doğrudan tespitindeki rollerinden dolayı Rainer Weiss, Kip Thorne ve Barry Barish'e verilmiştir.

Kütleçekim dalga astronomisinde, kütleçekim dalgalarına yönelik gözlemler, bu dalgaların kaynaklarına dair bilgiler edinmekte kullanılabilir. Örneğin beyaz cüce, nötron yıldızı ve kara delikler gibi dev kütleli cisimlerden oluşan ikili sistemler, süpernovalar gibi şiddetli gök olayları ve Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra, yani Evren'in ilk ânları, kütleçekim dalgaları sayesinde araştırılabilir.

Kütleçekimi Nedir?

Kütleçekim dalgalarını anlayabilmek için, kütleçekiminin ne olduğunu anlamak gerekir. “Kütleçekim nedir?” sorusunu yanıtlayabilmek içinse, Einstein’ın 1915’te ortaya attığı “Genel Görelilik Teorisi”nden biraz bahsetmemiz gerekiyor.

Einstein, bu kuramında, uzay-zamanı bir kumaşa benzetir. Nasıl ki dört tarafından tutularak gerilmiş bir kumaşın ya da bir örtünün üzerine ağır bir cisim bırakırsanız kumaş ağırlıktan dolayı eğilir, işte kütle de uzay-zaman dokusunu benzer şekilde eğer. Buna “kütleçekimi” denir. Daha doğrusu, cisimlerin bu bükülmüş uzay-zaman dokusu içerisinden geçerken birbirlerine doğru hareket etme meyilliliğine "kütleçekim" denir. Bir diğer deyişle kütleçekim, Newton'un sandığı gibi iki cisim arasındaki hayali bir ip benzeri "kuvvetlerle" cisimlerin birbirini "çekmesinden" kaynaklı bir olgu değildir. Cisimlerin uzay-zaman dokusunu bükmesi olayıdır. 

Bu fenomenin ispatı 29 Mayıs 1919 tarihindeki güneş tutulmasında gerçekleşti. 410 saniye süren bu tutulmanın 400 saniyesi bulutlar sebebiyle gözlemlenemiyordu. Neyse ki Arthur Eddington (Cambridge Üniversitesi) geri kalan 10 saniyede bu ispatı elde etmesini sağlayan görüntüleri kayıt altına alabilmişti. Bu görüntüde güneşin gelme açısı 1.61 saniye açı ile değişmişti ve bu Einstein’ın Genel Görelilik tezini doğrulayan ilk kanıt oldu.

Diğer bir kanıt ise Einstein halkasıdır (Einstein Ring veya Einstein-Chwolson Ring). Bu fenomende ise (genel göreliliğe dayanarak) kütle-çekim ışığın sapmasına sebep olmaktadır. Örnek olarak, bir galaksinin ($G_1$) arkasında büyük bir galaksi ($G_2$) olsun. Bizim bakış açımıza göre bu galaksi ($G_2$) o galaksiyi ($G_1$) kaplar şekilde bir halka çizer. Bu hesaplama da aşağıda belirtilen formül ile yapılır. Bu şekilde çapı hesaplayabiliyoruz:

${\theta }_E=\sqrt{\frac{4GM}{c^2}\frac{d_{LS}}{d_L{d}_S}}$

Burada $G$, kütleçekim sabiti; $M$, merceğin kütlesi (yazıdaki galaksileri ele alırsak, $G_1$); $c$, ışık hızı; $d_L$, açısal çapın lenslere mesafesi; $d_S$, açısal çapın kaynağa mesafesi; $d_{LS}$ lensler ($G_1$) ve kaynak ($G_2$) arasındaki açısal çapın mesafesi olarak alınır.

Einstein, uzaydaki nesnelerin sabit olmayıp hareket halinde olduklarını biliyordu. Tıpkı hızlandıkça suda dalgalar yaratan bir gemi gibi, ivme kazanan kütlelerin de uzay-zaman dokusunda “dalgalanmalar” oluşturduğunu ve bu dalgalanmaların kaynaktan dış uzaya doğru enerji (radyasyon) taşıdığını ileri sürmüştü. Yalnız, Einstein’a göre, bu dalgaları saptamak neredeyse imkansızdı çünkü dalgalar kaynaktan ne kadar uzaklaşırsa etkisi o kadar küçülüyor, hatta atom altı seviyeye (kuantum seviyesine) kadar düşüyordu. Diğer taraftan, dalganın büyüklüğü, aynı zamanda, hareket eden cismin büyüklüğü ile de alakalı olduğundan, kütle ne kadar büyükse, yarattığı dalgalar da o denli büyük olmalıydı.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

İşte bu noktadan hareketle, gözler, birbirine çarpan pulsarlar gibi devasa kütleye sahip gök cisimlerine çevrildi. Joseph Taylor ve Joel M. Weisberg’in PSR B1913+16 adlı ikili pulsar sisteminden elde ettikleri veriler sayesinde, kütleçekim dalgalarının varlığı ilk kez “dolaylı olarak” ortaya konmuş oldu. Birbiri etrafında dönen bu iki yoğun nötron yıldızı, döndükçe uzay-zamanı eğerek kütleçekim dalgası olarak dış uzaya enerji yayıyorlardı ve yıldızların azalan bu enerjisi, kütleçekim dalgalarının varlığına “dolaylı bir kanıt” oluşturuyordu.

Kütleçekim dalgalarının “doğrudan” keşfi, erken dönem evreni anlayabilmek için müthiş bir fırsat sunması bakımından önemlidir. Büyük Patlama’dan sonra yaklaşık 380 bin yaşına kadar evren, opak (ışık geçirmez) durumdadır, yani herhangi bir ışıma yoktur. Işıması olmayan bir evreni ölçümlemek için, geleneksel elektromanyetik ölçüm araçları kullanmak yersiz olur. Ancak, kütleçekim dalgalarının tespiti sayesinde, Büyük Patlama’dan itibaren 380 bin yıla kadarki döneme ait bilgiler elde etmeniz mümkün olabilir. Evren 380 bininci yaşına bastıktan sonradır ki, Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması (CMB: Cosmic Microwave Background Radiation) denilen bir ışımayla bu “opak” dönem kapanır ve artık elektromanyetik ölçümler yapmamız mümkün hale gelir.

Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması

Evren yaklaşık 380.000 yıl yaşındayken, sıcaklığı epey azaldı ve opak halden çıkıp ışınım (radyasyon) yaymaya başladı. Büyük Patlama’dan kalma bu elektromanyetik ışımaya “Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması” denir ve evrenin 380.000 yıl yaşındaki halinin bir resmini ortaya koymaktadır. “Şişme evresi” olarak bilinen ve evrenin hızlı bir şekilde balon gibi genişlemeye başladığı bu dönemde, galaksilerin ve galaksi kümelerinin oluşmaya başladığını görürüz.

Kozmologlara göre, şu anda madde ve enerjiyi evrenin her tarafına düzenli bir şekilde yayılmış (homojen) olarak görüyorsak, bunun sebebi “şişme” olgusudur. Şişme olgusu, kütleçekim dalgalarına da yol açmış olmalıdır çünkü bu dalgalar Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması’nın polarizasyonuna, yani bu ışımaya ait dalgaların belli bir yönde salınımına sebep olur. Bu polarizasyon, belirli koşullar altında, ya dairesel (E-Modu) ya da kıvrımlı (B-Modu) bir “desen” sergiler. Şişme evresi esnasında ne kadar enerji olduğunu ve şişmenin ne zaman başladığını anlamak için bilim insanları, B-Modu deseninin peşindeler. Bunu ortaya çıkarmak ise çok hassas ölçümler gerektiriyor. 

Evren: Görebildiklerimizden Çok Daha Fazlası!

Evren aslında sadece gördüklerimizden, duyduklarımızdan ibaret değil. Çünkü ışığın belli bir dalga boyunu görebilirken, kızılötesi, x-ray ışınlarını göremiyoruz. Duyabildiğimiz ses frekansı aralığı da malum. Aslında biz gökyüzüne baktığımızda orada olup bitenlerin, güneşten gelen radyasyonun, çeşitli galaksilerden gelen ışınların atmosferimize çarpıp yok olmasının hiçbirini göremiyoruz. Yani gözlemleme açısından biyolojimiz oldukça sınırlı.

Şu anda bu yazıyı okurken içinizden geçip giden Wi-Fi ışınlarını, radyo dalgalarını görebiliyor, koklayabiliyor ya da hissedebiliyor musunuz?

Hayır.

İşte tam da bu yüzden insanoğlu teknolojiyle birlikte yıllardır gördüğümüzü sandığımız evreni gözlemlemenin çeşitli yollarını geliştirdiler. Çünkü aslında bizim görmediğimiz o kadar çok şey dönüyor ki etrafımızda! İşte LIGO adı verilen bu detektör de, bizim bırakın görmeyi, varlığını çeşitli denklemlerle fark etsek de, kesin olarak anca kanıtladığımız bu kütleçekimi dalgalarını gözlemliyor.

Kütleçekim Dalgası Nedir?

Kütleçekim dalgaları, uzay-zaman dokusundaki bir dalgalanmadır. Uzayın devasa kauçuk bir tabaka olduğunu hayal edin: Kütlesi olan şeyler bu kauçuk tabakayı trambolini büken bir bovling topu gibi büker. Kütle ne kadar çok olursa uzay da kütleçekimi tarafından o kadar fazla bükülür ve bozulur. Örneğin Dünya'nın Güneş etrafında dönmesinin nedeni, devasa kütlesinden ötürü Güneş'in etrafındaki uzayda büyükçe bir bozulmaya neden olmasıdır. Böylesi büyük bir bozulmada düz bir çizgide hareket etmeye çalışırsanız kendinizi çembersel bir yörüngede hareket ederken bulursunuz.

İşte yörüngeler de böyle çalışır: Gezegenleri çeken fiili bir kuvvet yoktur, sadece uzayın bükülmesi vardır. Kütleçekim dalgaları kütleler ivmelenince oluşur ve böylelikle uzayın dokusunu değiştirirler. Kütleye ve/veya enerjiye sahip her şey kütleçekimsel dalgalar oluşturabilir. Eğer siz ve ben dans etmeye başlarsak, uzay zaman dokusunda dalgalanmalara sebep oluruz. Fakat bu dalgalar son derece küçük olurdu. Pratikte saptanamayacak derecede.

Kütleçekimi Evren'deki diğer güçlerle karşılaştırıldığında çok zayıftır, yani saptayabileceğimiz büyüklükte dalgalanmalar yaratmak için gerçekten büyük ve hızlı şeylere ihtiyacımız var.

Peki, uzaydaki bir dalgalanmayı nasıl gözlemlerdik? Eğer sizin ve benim aramdaki boşluk çekip uzatılsaydı ya da sıkıştırılsaydı bunu fark edemezdik. Eğer metaforik kauçuk tabakamız üzerine işaretler koysaydık, mesela eşit aralıklı kayalar gibi, bu işaretler de birbirinden uzaklaşırdı.

Ancak uzamayan bir cetvel var... Işık hızını kullanarak yapılan bir cetvel. Eğer iki nokta arasındaki uzay uzarsa, o zaman ışığın bir noktadan diğerine gitmesi daha uzun sürer. Sıkıştırılırsa da ışığın bir noktadan diğerine geçmesi daha az zaman alır.

Agora Bilim Pazarı

7-70 Leonardo da Vinci Seti

Artık her yaşa bir Leonardo’muz var.

Setin içerisindeki kitaplar:

1-Leonardo da Vinci
2-Dâhiler Sınıfı – Leonardo da Vinci: Zamanın Ötesinde Bir Beyin

Bilgiler ve Uyarılar:

1. Bu ürün sipariş alındıktan 1-3 gün içinde postalanacaktır.
2. Lütfen sipariş vermeden önce iade ve ürün değişikliği ile ilgili bilgilendirmemizi okuyunuz.
3. Bu kampanya, Domingo Yayınevi tarafından Evrim Ağacı okurlarına sunulan fırsatlardan birisidir.

Devamını Göster

₺501.00

Satın Al Tüm Ürünler

İşte burada LIGO deneyi devreye giriyor. Deney, dört kilometrelik uzun tünellere sahip ve tünellerin sonları arasındaki uzaklık değişimlerini ölçmek için lazerler kullanılıyor. Bir kütleçekim dalgası geldiğinde uzayı bir yönde uzatırken diğer yönde sıkıştırır. Farklı noktalar arasında seken lazerlerin girişimini ölçerek fizikçiler, aradaki uzayın uzadığını mı yoksa sıkıştığını mı çok net olarak ölçebilirler. Bu iş inanılmaz derecede hassasiyet gerektiriyor. Bir kütleçekim dalgasını tespit etmek için, bir şeyin uzunlukça $\frac{1}{10^{23}}$ oranında değiştiğini söyleyebilmelisiniz. Bu, bir sekstilyon (10²¹) metre uzunluğundaki bir çubuğun 5 mm kadar kısaldığını ayırt edebilmeye benzer.

Kütleçekim dalgasının etkisi o kadar küçüktür ki herhangi bir gürültüyle karıştırılabileceğinden iyi bir data analiz tekniği gerektirir. Biliminsanları, deneylerde ölçtükleri kıpırtılar ile kütleçekim dalgalarından bekledikleri kıpırtıları karşılaştırarak kütleçekim dalgalarının örüntülerini tanımlamayı umuyorlar. Bu iş, mırıldanarak söylenen bir şarkıyı bangır bangır gürültülü bir parti ortamında ayırt etme çabasına benzer. 

Duyma yetinizi tekrar kazandığınız güne kadar tüm hayatınız boyunca sağır olduğunuzu hayal edin. Evren'i tamamıyla yeni bir yolla keşfedebilirdiniz. İşte bu yüzden kütleçekim dalgalarını tespit etmek çok önemli. Bu, Evren'i incelemek için tamamen yeni bir yol.

Evren'i gözlemlemek için yeni bir yolun olduğunu gördüğümüzde, bulmayı ummadığımız şeyler keşfediyoruz. Bu; gerçekten var olduğunu bilmediğimiz yeni şeyler aramakla, fizik bilgimizin en uç sınırlarını sınayıp Evren'in nasıl çalıştığına dair teorilerimizi test etmekle ilgili.

Uzun lafın kısası kütleçekim dalgaları, uzayda hareket eden ya da birleşen devasa objelerin uzay-zaman kumaşında yarattığı dalgalanmalardan başka bir şey değildir. Örneğin meşhur LIGO deneyinde gözlenen, iki devasa karadeliğin birleşmesi sonucu, halihazırda Dünya’nın 332.000 katı kütleye sahip Güneş’in 3 katı büyüklükte bir kütleyi kaybetmelerine neden oldu. İşte bu büyüklükteki bir enerji, uzay-zaman dokusunda bir dalgalanmaya neden oldu. Bu dalgalanmaya kütleçekim dalgası diyoruz.

Kütleçekim dalgaları ne kadar hızlı hareket ediyorlar?

Her ne kadar daha ileri ölçümler gerekse bile, şimdilik iki dedektör’ün bu enerji dalgasını algılamaları arasındaki zaman farkı (7 milisaniye), bu dalgaların ışık hızında hareket ettiklerini gösteriyor. Bu da, söz konusu dalgaların kütlesinin olmadığını gösteriyor. Çünkü kütlesi olan bir ‘şey’ ışık hızında hareket edemez. Işık hızında hareket etmesi için enerji haline geçmiş olması gerekmektedir.

Dolayısıyla 1.3 milyar ışık yılı uzaktaki bir birleşmenin etkileri de Dünya'ya tam 1.3 milyar yıl sonra ulaştı. Spesifik olarak, 14 Eylül 2015'te...

LIGO’nun gözlemlediği bu dalgaların kaynağı neydi? 

Biri Güneş’in kütlesinin 36 katı, diğeri 29 katı olan ve 1.3 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan iki karadeliğin birleşmesi, detektörler tarafından tespit edilebilen bir sinyal yarattı.

İki karadeliğin çarpışmanın sonlarına doğru birbirlerine çok hızlı bir biçimde yaklaşırlar ve dalga yayarken enerji kaybederler. Bu iki karadelik daha sonra yaklaşık olarak ışık hızının yarısı kadar bir hız ile çarpışıp yeni bir karadelik oluşturur. LIGO’nun dedektörlerine gelen girişim modeli de bu 3 Güneş kütleli enerjinin kaybolmuş kısmıydı. Bu girişimi iki LIGO laboratuvarı da (Livingston, Louisana ve Hanford, Washington) görüntüledi ve aynı sonuca ulaşıp birbirlerini doğruladılar.

Dalgalar sonsuza kadar hareket mi edecek?

Aynı ışık gibi, bildiğimiz kadarıyla evet. Kütleçekim dalgaları da sonsuza kadar hareket ediyorlar. Yani bu birleşmenin uzay-zaman’da yarattığı dalgalanma, muhtemelen sonsuza (ya da Evren'in bir sınırı varsa oraya kadar) yayılmaya devam edecek.

Ancak merkezden uzaklaştıkça, bu dalgaların hızı ve gücü azalıyor. Dolayısıyla bir noktadan sonra tespit etmesi mümkün olmayan düzeylere inebilir.

LIGO Gözlemi Neyin İspatıydı?

Eylül 2015'te yapıldıktan sonra 11 Şubat 2016'da ilan edilen LIGO gözlemi, bilim camiasında epey bir heyecan uyandırdı. Peki bu neyi ispatlıyordu?

1916 yılında Albert Einstein, kütle-çekiminin uzay-zamanda dalgalar şeklinde yayıldığını ve bu dalgaların ışık hızında ilerlediğini iddia etti. Bu dalgalanmalar evrendeki uzay-zamanı şekillendirdiğinden dolayı dalgaların etki alanındaki bölgelerde (uzay-zamanda) zamanın akışında değişim meydana geldiğini iddia ediyordu. Bu değişim de farklı açıdaki uzunluklarda birbirlerine göre değişim meydana getirmeliydi.

LIGO tam da bunu prensip alarak kütleçekimsel dalgaları keşfetti. Aslında kütleçekimsel dalgaların varlığı daha önceden biliniyordu; ancak doğrudan bir ispat LIGO verilerine kadar yapılamamıştı Kütleçekimsel dalgalar ilk kez 1970-80 yıllarında Joseph Taylor ve ekibi tarafından keşfedilmişti. Taylor ve Hulse bir nötron yıldızı etrafında dönen bir pulsar keşfetti. Daha sonra Taylor ve Weisberg pulsarın yörüngesinin yavaş bir şekilde küçüldüğünü fark etti. Pulsarın yörüngesinin küçülmesinin keşfi kütleçekimsel dalgaları hesaplanabilir kıldığından 1993’te Taylor ve Hulse Nobel Fizik Ödülü’nü aldı. 

LIGO’da bu keşfi birbirine dik iki silindirin uzunluklarını ölçerek yaptılar. Bu uzunluklar o derece birbirlerine eşitti ki (4 km) protonun çapının 10,000 de 1’i hata payını bile kabul etmiyordu. Ayrıca LIGO, bilgisayar teknolojisi açısından da gelişmiş bir kurum. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech), bu laboratuvardan gelen verilerin 4.5 Petabyte'lık (4500 Terabyte) kısmını depolamış durumda. Her yıl yaklaşık 0.8 Petabyte yeni veriyi LIGO için depolamayı sürdürmektedir. Saniye başına 1 Byte sayacak olursak, 1 Petabyte a ulaşabilmemiz için 35.7 yıl beklememiz gerekirdi! Bu örnek, Petabyte’ın ne derece büyük bir boyut olduğunu göstermiş olacaktır - ki protonun çapının 10,000 de 1’i kadar aynı ölçeğe sahip uzunlukları ölçebilen bir kurum, hem de Petabyte’larca veriyi kucaklayıp ayıklayabilen bir kurum LIGO. Bu laboratuvarlar tamamiyle bir mühendislik ve temel bilim harikasıdır. 

İnterferometre Nedir ve Nasıl Çalışır?

Bu mühendislik harikası nasıl çalışıyor ona bir göz atalım isterseniz.

Bir önceki paragrafta "silindirler" diye anlattığımız şeyler aslında interferometredir. Bu interferometre 1887’de Michelson ve Morley’in yaptığı deneyin benzeridir. Michelson ve Morley bu aleti kullanarak Esir’in (Ether veya Aether) varlığını kanıtlamaya çalıştılar; ancak başarısız oldular. Bu da, bu teorinin terk edilmesine sebep oldu. Bu sebeple fizik tarihinin en önemli deneylerinden biriydi bu. Bu iki fizikçi aslında bu taslak ile farkında olmadan kütleçekimsel dalgaların resmi olan keşfine 125 yıl önce katkıda bulunmuş oldu.

Bu düzenekte lazer demet ayrıştırıcısı (lazeri 90 derece yansıtabilecek ve aynı zamanda karşı tarafa da bölüştüren bir düzenek) tarafından iki farklı yöne ışınlar oluşturmakta. Her bir koldan geçen ışın aynalardan geri dönerek beam splitter tarafından birleştirilmekte ve fotodedöktöre gelmekte. Fotodedektör de bu birleşimin parlaklığını ölçmekte. 

Eğer bu birleşimden hiç ışık çıkmıyorsa veya iki kat parlaklıkta ışık çıkıyorsa, ışığın dalga özelliğinden ötürü sönümlenme (destructive) veya katarlanma (constructive) gerçekleşmiştir ki bu da iki kolun aynı uzunlukta olduğunu gösterir. İki tüp birbirine eşit olmadığı durumda ise kollardan giden ışınlardan biri diğerine göre demet ayrıştırıcısında daha geç birleşmiş olur. Bu da girişim modelinde daha farklı bir sonuç oluşturur. Eğer parlaklık hiç yok ile iki kat parlaklık arasındaysa bu kütle çekimsel dalgaları göstermiş olur. LIGO’da tüplerden birinin diğerine göre uzay-zamandaki uzunluğu 10-18 metre değişmişti bu da girişim modelinde anlaşılmıştı

Girişim modelinin sesini aşağıdaki videodan dinleyebilirsiniz:

Kütleçekim Dalgaları Ne İşimize Yarayacak?

Aynı radyo dalgaları gibi, kütleçekimi dalgaları da aslında bilginin bir formu. Yani bu bilgi formlarını, evrenin gözlemlememizin mümkün olmadığı uzaklıklarında milyonlarca yıl önce olmuş olan, olaylar hakkında bilgi sahibi olmak için kullanabiliriz.

Örneğin bu iki karadeliği göz önüne alalım. İkisinin çapı da 150 kilometreden küçük! Şimdi kütlelerini göz önünde bulundurarak yoğunluklarını tekrar hayal etmeye çalışın! Ve iki karadelik de bizden 1.3 milyar ışık yılı uzakta. Işık dalgalarını kullanarak bu iki cismi görmeyi bi kenara bırakalım, bize bu uzaklıkta olan milyonlarca kilometre çapındaki koca bir galaksiyi bile görmemiz zor. Ama yerçekimi dalgaları işe bize bu hayal edilemez uzaklıkta olan olaylar hakkında bilgi veriyorlar.

En ilginci ise, bu tarz karadelik birleşmelerinden daha fazlasını gözlemlememiz, bize evrenin tarihi hakkında, muhtemelen Big Bang’in gerçekleştiği o ana en yakın zamanlar hakkında dahi bilgi verecek. BBC’ye konuşan Stephen Hawking; bu yöntem sayesinde Big Bang sırasında, evrenin çok çok önceki zamanlarında oluşan enerjilerin kalıntılarını dahi gözlemleme şansımız olduğunu belirtti.