Kütleçekim Dalgalarının Peşinde...

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Dilerseniz, yazımızın konusu olan “Kütleçekim Dalgaları”nı iki parçaya bölelim ve önce “Kütleçekim nedir?” sorusuyla başlayalım. Bunun için, Einstein’ın 1915’te ortaya attığı Genel Görelilik Kuramı’ndan 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. 

Şimdi gelelim esas sorumuz olan “Kütleçekim Dalgası nedir?” sorusunun cevabına. 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. 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. 

Kütleçekim Dalgalarının Keşfi Neden Önemlidir?

Kütleçekim dalgaları, evrenin doğum anına ait izler taşıdığı için, kütleçekimin diğer üç kuvvetin, yani Zayıf Çekirdek Kuvveti, Elektromanyetik Kuvvet ve Güçlü Çekirdek Kuvveti arasında neden en zayıf kuvvet olduğunu anlamamızı sağlayarak, Kuantum Fiziği ile Genel Göreliliği “Her Şeyin Teorisi” adı altında birleştirebilir. Yazımızın başında saydığımız nedenlerden dolayı, kütleçekim dalgalarını saptamak çok zor olsa da, bilim insanları “Her Şeyin Teorisi"ni elde etmenin ne denli büyük bir başarı olacağını bildiklerinden, BICEP2, Planck Teleskobu ve LISA gibi hassas incelemeler yapan araçlarla bu yöndeki çalışmalarına halen devam etmektedirler.

Kaynaklar ve İleri Okuma:

  1. Physics
  2. ESA
  3. BBC
  4. Space - 1 
  5. Space - 2

Bir Kadının Değerini, Kıyafetleriyle Ölçmeyin!

Mil Birimini Kilometreye Çevirmenin Basit Yolu: Fibonacci Dizisi

Yazar

Ayşegül Şenyiğit

Ayşegül Şenyiğit

Yazar

Evrim Ağacı'nın genel editörü, popüler bilim yazarı ve çevirmenidir. İstanbul Üni. İngiliz Dili ve Edebiyatı mezunudur. Yıldız Teknik Üni. Yabancı Diller Yüksek Okulunda İngilizce öğretim görevlisi olarak çalışmaktadır

Katkı Sağlayanlar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Editör

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler
  • Anasayfa
  • Gece Modu

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim