Einstein, 1 Asır Sonra Yine Haklı Çıktı: Büyük Kütleli Cisimler, Işığın Dalga Boyunda Kaymaya Neden Oluyor!

100 yıldan daha fazla bir süre önce Albert Einstein, Genel Görelilik Teorisi’yle, büyük kütleli cisimlerin kütlesinin uzay-zaman yapısını bozmasıyla ışık dalgalarının kırmızıya kaydığını öngördü. Araştırmacılar, kırmızıya kayma olgusunun en kapsamlı kontrolünü, uzayın en güçlü fenomenlerinden biri olan galaksi merkezlerinde bulunan karadelikler üzerinde gerçekleştirdiler.

Bu çalışmaya göre, yörüngesi merkezi karadeliğe çok yakın seyreden bir yıldız tam 24 yıl boyunca ölçüldü ve gözlendi. 24 yıllık çalışmanın en önemli sonucu: Bu yıldızın ışığının, Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi’nin öngördüğü kütleçekimle ilişkili kırmızıya kayma olayının, Genel Görelilik çözümleriyle birebir uyuştuğu belirlendi.

ESO

Albert Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi hala fiziksel evren görüşümüzün temelini oluşturmaktadır. Teori; kütleçekim olgusunu ve bu çekim etkisinin uzay-zamanın kendi doğasının geometrisinin zorunlu sonucu olarak tanımlamıştır.

Sonuç olarak, bir karadeliğin aşırı büyük kütlesi, ortamdaki uzay-zamanı o kadar güçlü bir şekilde büker ki, ışık fenomeni bile bundan etkilenerek uzay-zaman dokusu üzerindeki yönünden sapabilir. Albert Einstein’in öngörüsüne göre, ışık fenomeni bu kütleçekimi etkisinden çıktığında enerji kaybeder ve dalga boyu düşük enerji olan kırmızıya dönmeye başlar. Bu enerji düşüşüne neden olacak uygun kütleye sahip cisim kullanıldığı taktirde bu fenomen kolayca deneysel veriler haline getirilebilir.

Test İçin Kullanılan Yıldız: S0-2

Aslında Albert Einstein’in Genel Göreliliği’nin de tekrar test edilmesi olan bu karadelik deneyi için, kırmızıya kayma olgusunun gözlemleneceği yıldız, bağlı olduğu karadeliğe oldukça yakın bir yörüngeye sahip olan S0-2 yıldızı seçildi.

Bu yıldız, Samanyolu galaksisine ait ve merkez karadelik olan Sagittarius A’ya çok yakın bir yörüngeye sahip. Karadeliğe en yakın konumu en son 2018 Mayıs ayı içerisindeydi ve Sagittarius A'ya yaklaşık 14 milyar kilometre mesafeden geçiş yaptı. Bu, Neptün gezegeninin Güneş yıldızına olan uzaklığının yaklaşık 3 katına denk gelmektedir. Bu mesafe, söz konusu bir karadelik ise, oldukça yakın bir mesafedir. O kadar yakındır ki karadeliğin kütleçekimi yıldızının hareketini hızlandırır ve bu, aynı zamanda yıldız ışığının dalga boyunun genişlemesi demektir.

smithsonianmag.com

Karadelik deneyi aynı zamanda Sagittarius A karadeliğine yakın olan SO-2 yıldızının 16 yıllık yörüngesinin de belirlenmesini sağladı. 16 yıllık belirlenen bu dilim, yıldızın yörüngesinde 1,5 tura karşılık gelmektedir.

Einstein Bir Kez Daha Haklı!

Araştırma verileri, Albert Einstein’in bir kez daha haklı olduğunu gösterdi. Araştırma grubundan Andrea Ghez şöyle diyor:

Gözlemlerimiz, Einstein'ın genel görelilik teorisine uyuyor. Ölçümlere göre S0-2 yıldızı, karadeliğin yanından geçtiğinde karadelik yıldızın ışığında 0.88'lik bir kırmızıya kaymaya yol açtı. Bu, Albert Einstein’in sigma verileriyle denk; ancak Isaac Newton’un kütleçekim teorisinin sigma çıkarımlarından 5 kat fazla. Bu demektir ki Genel Görelilik Teorisi tam yüzyıldan daha fazla bir süreden sonra tekrar deneysel ortamda doğrulandı.

Bu araştırmalar ek olarak bize Einstein’in hayalini de tekrar hatırlattı. Einstein, fiziğin dört temel kuvvetini matematiksel ve deneysel fiziksel olgular içinde uzlaştırmak istemiş, ancak bu isteğini gerçekleştirememişti. Aynı zamanda görelilik içerisinde kuantum fiziğinin birçok olgusunu açıklamakta başarısız olmuştu. Bu nedenle fizikçiler hala Standart Model arayışlarında yeni bir fizik modeli olabileceğini düşünmektedir.