Einstein Bir Kez Daha Doğrulandı: Uzay-Zaman Bükümü, Pulsarı Yuttu!

"Einstein bir kez daha doğrulandı." başlığını atmaktan artık yorulmaya ve kendimizi tekrar ediyor gibi hissetmeye başlamış olsak da, Einstein'ın isabetli öngörüleri, hesapları, bilimi bizi şaşırtmaya devam ediyor.

Daha bu yazımızdan birkaç gün önce, Einstein'ın "ışık hem dalga, hem parçacıktır" öngörüsünün bir arada ilk defa doğrulandığını buradaki yazımızda anlatmıştık. Şimdiyse, uzay-zaman dokusunun bükülmesiyle ilgili artık klasikleşmiş öngörülerinden birisi, çok orijinal bir şekilde, bir kez daha doğrulandı: Dünya'dan 25.000 ışık yılı uzaktaki bir pulsar, uzay-zaman dokusunun bükülmesi nedeniyle gözden kayboldu! Bu, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi'ni yayınlamasından 100 sene sonra gelen bir diğer fiziksel ispat olarak kayıtlara geçmiş oldu.

Devasa kütleli bir yıldızın yakıtı bitince, büyük bir şiddetle patlar ve etrafa gaz ve kalıntı saçar. Süpernova neden bu patlama öylesine şiddetlidir ki, günlerce ve haftalarca yakın galaksileri parlak bir ışıkla aydınlatabilir. Fırtına sonrasında gelen sessizlik ise, yıldızdan geriye neyin kaldığını gözler önüne serer. Bu, kimi zaman aşırı yoğun bir nötron yıldızı olabileceği gibi, kimi durumda bir karadelik bile olabilir.

Ancak bazen, o nötron yıldızı, Dünya'nın manyetik alan kuvvetinden milyon kere milyar defa daha güçlü bir elektromanyetik alana sahip olabilir. Bu gök cisimlerine biz, "pulsar" adını veriyoruz. Yeni araştırmanın yazarlarından olan West Virginia University'den Duncan Lorimer, oldukça neşeli bir şekilde onları şöyle anlatıyor:

Pulsarlarla çalışmak müthiş keyiflidir. Çünkü yoğunluk ve uç düzey fizik söz konusu olduğunda pulsarlar, karadeliklere en yakın gök cisimleridir.

Karadelikler, ne yazık ki doğrudan gözleyemediğimiz nesneler. Çünkü klasik anlatımıyla, "ışık bile onların çekim kuvvetinden kaçamıyor". Işığın kaçamaması, doğrudan gözlem imkanımızı sıfıra indirmese de, epey azaltıyor. Bu sebeple karadeliğe yakın ama karadelik olmayan pulsarlar, bilim insanları için çok kıymetli araçlar. Bu kozmik mıknatıslar, kuzey ve güney kutuplarından etrafa çok güçlü radyoaktif ışınım saçarlar. Aynı zamanda çok büyük bir hızla, kendi etraflarında dönerler. Bu da, tıpkı bir deniz fenerinin ışığı gibi, astronomların kesintili bir ışık atımı görmelerine neden olur. Bu nedenle bunlara "pulsar" (atarca) adı verilir. Çoğu zaman bu atımlar oldukça periyodiktir ve gözlemesi göreli olarak kolaydır. Fakat bu araştırmanın ana kahramanı olan J1906 pulsarı, "periyodiklik" ve "düzen" konusunda tamamen sıradışı özelliklere sahipti.

Bu pulsar, çok nadiren karşılaşılan ikili sistemin bir üyesiydi. İkili sistemlerde nötron yıldızlarından birisine ya bir diğer nötron yıldızı ya da bir beyaz cüce yıldız eşlik eder. Aslında galaksimizdeki yıldızların %66 gibi yaygın bir miktarı ikili sistemler halinde bulunur. Ancak bir pulsarın ikili sistemlerde görülme olasılığı çok ama çok daha düşüktür. Çünkü pulsarı oluşturacak süpernovalar öylesine şiddetlidir ki, patlayan yıldız, sistemin ikinci üyesini müthiş bir hızla, kimi zaman saatte milyonlarca kilometreye varan hızlarla uzaya savurur. Fakat çok nadiren bazı pulsarlar, kardeşlerini yakınlarında tutarlar. Bu da, astronomlara bu çok nadir ve egzotik olayla ilgili gözlem imkanı verir.

2004 yılındaki keşfinden beri bu sistem sürekli olarak, çok güçlü gözlemevlerince araştırılmıştır. Sadece 5 yıllık bir zaman aralığında pulsarın toplamda 1 milyara yakın bir defa atım fırlattığı tespit edilmiştir. 1 milyar sayısı söylendiğinde kulağa çok büyük gelmemektedir; ancak şöyle izah edelim: 5 yılda 1 milyar defa atım göndermek demek, her saniyede 6-7 defa atım göndermek demektir! Üstelik bu ikili sistemdeki kardeş gök cisimleri birbirine çok yakındır. Yazarlardan Ingrid Stairs şöyle söylüyor:

Bu yıldızların ikisi de Güneş'ten ağırdır; ancak buna rağmen ikisi arasındaki mesafe, Dünya ile Güneş arasındaki mesafeden 100 kat daha azdır! Bu da, aşırı yüksek bir kütleçekimine neden olmakta ve sıradışı etkiler yaratmaktadır.

Bu kardeşlik öylesine güçlüdür ki, uzay-zaman dokusunda aşırı fazla bükülme meydana gelir. Tıpkı incecik ve gergin bir çarşaf üzerine ağır bir bovling topu bırakmanız gibi düşünebilirsiniz. Yörüngesi boyunca bu pulsar, her defa 1 kez bu bükülmenin içerisine düşer. Bu nedenle pulsar, hiçbir zaman geçtiği bir noktadan 2. bir defa geçemez. Her seferinde dönüş ekseni çok az da olsa sapar, çalkalanır, yalpalar. Tıpkı dönen bir top gibi... Bu yalpalamaya bilimde "geodezik devinim" adı verilir. Lorimer bunu şöyle anlatıyor:

Bir sahildeki deniz fenerinin geriye doğru eğildiğini ve bu nedenle artık ondan ışık alamadığınızı hayal edin. Çünkü geriye yattığı için artık havaya doğru bakmaktadır. Bu da birazcık böyledir. Pulsarın yönü zaman içerisinde değişmektedir.

Sayısal konuşacak olursak, her Dünya yılında pulsarın yönelimi 2.2 derece sapmaktadır. Bunu tespit eden astronomlar, cisimlerin kütlesinden yola çıkarak pulsarın atımlarının ne zaman gözden kaybolması gerektiğini hesapladılar. Ve tam tahmin ettikleri zamanda, pulsarın atımları söndü! Amsterdam Üniversitesi'nden Joeri van Leeuwen şöyle anlatıyor:

Pulsar şu anda Dünya'daki en güçlü teleskoplar tarafından bile görünemeyecek haldedir. Böylesine genç bir pulsarın devinim nedeniyle yok oluşuna ilk defa rastlıyoruz. Neyse ki, kozmik olarak dönen bu üst kısım tekrar görüş alanımıza girecek. Ancak bu, 160 yıl kadar bir zaman alabilir!

Bu sonuçlar, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi'ni bir kez daha, pratik olarak doğruluyor.