LIGO Kütle Çekim Dalgalarını Gözlemlemekle Kalmıyor, Onları Yaratabiliyor da!

Yaklaşık 1 yıl önce LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) 2016'nın en büyük bilimsel keşiflerinden birini açıklamıştı. 2015 Eylül'ünde keşfedilen dalgaların kütleçekim dalgaları olduğu, ancak Haziran 2016'da doğrulanabilmişti ve bu keşif Einstein'ın görelilikle ilgili en önemli tahminini doğruluyordu.

Uzay-zamandaki dalgalanmaları ölçebilen en hassas detektörün, aynı zamanda en iyi kütle çekim dalgası üreteci olduğu da anlaşıldı. Caltech'ten Belinda Pang, LIGO'da dalgaları algılamak için yapılan iyileştirmenin dalga yaymaya da yaradığını belirtti.

NBC News

Kütleçekim dalgaları, devasa nesnelerin uzay-zamanı bükmesi sonucu oluşan dalgalanmalardır. Einstein'a göre bu dalgalar birbirleri etrafında dönen, özellikle karadelik gibi büyük kütleli kompakt cisimler tarafından yayılır ve uzayı gerip esnetirler. Bu dalgalar Washington ve Louisiana'da bulunan çok duyarlı detektörler tarafından saptanabiliyor.

Beijing Üniversitesi'nden Fan Zhang, detektörlerin aslında yaptığı şeyin kütleçekim dalgaları ile eşlenmek olduğunu söylüyor. Bu eşleme sağlandıktan sonra ise dalgaları saptayabilir veya yaratabilirsiniz.

Ölçümlerini olabildiğince duyarlı hale getirmek için LIGO fizikçileri, her ışık dalgasında tepelerin ve çukurların konumlarının (fazlarının) sabit ve istikrarlı kalmasını sağlamalıdır. Ancak kuantum belirsizliği, genlik olarak bilinen dalganın boyutunun daha az kesin olmasını gerektirir. Pang, kaçınılmaz genlik dalgalanmalarının aynalara rasgele itmeler yaşattığını ve ayna hareketinin uzay-zamanda küçük dalgalanmalara neden olduğunu söylüyor.

Tabii ki, LIGO büyük kütleçekim dalgaları üretemez; muhtemelen LIGO'nun ürettiklerinden daha büyük dalgaları bowling toplarını döndürerek kendiniz de üretebilirdiniz, ancak LIGO optimum verimlilikle dalga üretimi yapabiliyor.

Pang'a göre dalgaları doğrudan algılamak çok zor olsa da dalgalar makroskobik nesneler arasındaki kuantum etkilerini incelemek için kullanılabilir. Kuantum mekaniği, elektron gibi son derece küçük bir cismin kelimenin tam anlamıyla aynı anda iki yerde bulunabileceğini söylüyor. Birçok fizikçi, LIGO'nun aynalarından biri gibi makroskobik bir nesneyi, kuantum hareketi benzeri bir duruma getirmenin mümkün olabileceğini düşünüyor.

Ancak dış dünya ile olan etkileşimler aynayı belirli bir konuma getireceği için bu hassas durum uzun sürmeyecektir. Yine de kütleçekim dalgalarının yayılımından beklenen oranın, belirlenmiş konumda ölçülen oranla eşleşip eşleşmediğini görmek önemli olabilir. Bazı fizikçiler, kütle çekimin makroskobik cisimlerde kuantum durumlarını bastırmada özel bir rol oynadığını öne sürüyor. Caltech fizikçisi Yiqui Ma konu hakkında şunları söylüyor:

Bu fikir oldukça ilginç ve deneysel olarak bir o kadar da zorlayıcı.

Fakat eğer kütle çekim dalgaları yaratılacaksa, LIGO tam da olması gereken yerde. LIGO şimdiden iyileştirmeler geçiriyor ve uzaya yerleştirilecek eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna) ile daha zayıf dalgalar dahi yakalanabilecek. Önümüzdeki on yıl içinde LIGO, kütleçekim dalgalarını düzenli olarak bulabilir, aynı zamanda onları yaratmak için daha gelişmiş yollar da keşfedilebilir ve bu, kuantum dünyası konusundaki anlayışımızı inanılmaz derecede değiştirebilir.