Kütleçekimsel Dalga Nedir? Kütleçekimsel Dalgaların Kaynağı Nasıl Biliniyor?

Genel görelilik kuramı, ışık hızıyla yol alan ve uzayzamanın dokusunda değişikliklere sebep olan kütleçekimsel dalgaların varlığını tahmin eder. Ancak bu dalgaları doğrudan gözlemlemek çok zordur. Çünkü uzayzamandaki etkileri çok zayıftır. Örneğin Dünya ile Güneş’in arasından geçen kütleçekimsel dalgalar iki gök cismi arasındaki mesafenin atom çekirdeği ölçeğinde değişmesine sebep olur. Bu yüzden Einstein, genel görelilik kuramını ilk geliştirdiğinde kütleçekimsel dalgaların hiçbir zaman gözlemlenemeyeceğini düşünmüştü.

Yıllar içerisinde kütleçekimsel dalgalarla ilgili pek çok çalışma yapıldı. Dalgaların varlığına işaret eden ilk veriler doğrudan değil dolaylıydı. Russell Huse ve Joe Taylor bir yıldız çiftinde kütleçekimsel dalgalar yayılması sonucunda meydana gelecek değişiklikler hakkında ayrıntılı hesaplar yaptı ve sonuçların gözlemlerle uyum içinde olduğunu gösterdi. Araştırmacılar bu başarıları için 1993 yılında Nobel Fizik Ödülü’yle onurlandırıldı.

Kütleçekimsel Dalgalar Ne Zaman Gözlemlendi?

Kütleçekimsel dalgaların doğrudan gözlemlenmesiyse ancak yakın zamanlarda mümkün oldu. LIGO detektörlerinde çalışan araştırmacılar 2016’nın Şubat ayında iki kara deliğin birleşmesi sırasında yayılan kütleçekimsel dalgaları doğrudan gözlemlediklerini açıkladı. Ayrıca açıklamada birleşmenin 1,3 milyar ışık yılı uzaklıkta gerçekleştiği, birleşen kara deliklerin kütlesinin Güneş’inkinin 36 ve 29 katı, oluşan yeni kara deliğin kütlesininse Güneş’inkinin 62 katı olduğu belirtildi. Kütleçekimsel dalgaların doğrudan gözlemlenmesi hiç şüphesiz 2016’nın en önemli bilimsel gelişmelerinden biri oldu. Ancak bu gelişme zihinlere bazı sorular da getirdi. Kütleçekimsel dalgaları elektromanyetik dalgaların (ışığın) aksine doğrudan “göremiyoruz”. Peki öyleyse gözlemlenen dalgaların kaynağı nasıl biliniyor?

Kütleçekimsel Dalgaların Kaynağı Nasıl Biliniyor?

Kütleçekimsel dalgaların kaynağının belirlenmesini sağlayan kuramsal hesaplardır. Araştırmacılar uzun zamandır Einstein alan denklemlerini kullanarak çeşitli fiziksel süreçler sırasında yayılacak kütleçekimsel dalgalarla ilgili benzetimler yapıyordu. LIGO detektörlerinde gözlemlenen dalga örüntüsünün iki kara deliğin birleşmesinden kaynaklandığı da daha önceleri yapılan bu benzetimlerin sonuçlarından yararlanarak belirlendi. Kütleçekimsel dalgaların uzayın hangi bölgesinden geldiğinin belirlenmesini sağlayan şeyse farklı konumlarda iki ayrı detektör bulunması. Farklı detektörler tarafından kaydedilen sinyalleri karşılaştırarak dalgaların kaynağı olan fiziksel olayın uzayın hangi bölgesinde gerçekleştiği belirlenebiliyor.