Kütleçekimsel Dalga Gözlemi Fiziksel Teorileri Doğruladı

Victor De Schwanberg/Science Photo Library

LIGO dedektörleriyle yapılan gözlemlerde bugüne kadarki en “temiz” kütleçekimsel dalga ölçümü gerçekleştirildi. Sinyal/gürültü oranının yüksekliği detaylı analizlere imkân verdi. Elde edilen sonuçlar hem kara deliklerin civarındaki uzay zamanın yapısı ile ilgili genel görelilik bilgilerini hem de kara deliklerin termodinamiğindeki entropi yasasını doğruladı.

Kütleçekimsel Dalgalar Nasıl Oluşur?

Genel görelilik kuramı kütle çekimini uzayzamanın geometrisi ile ilişkilendirir. Uzay zamanın eğriliği içindeki kütleler tarafından, kütlelerin nasıl hareket edeceği ise uzayzamanın eğriliği tarafından belirlenir. Albert Einstein’ın 1915 yılında geliştirdiği kuramın tahminlerinden biri de ivmelenen kütlelerin uzayda ışık hızıyla yayılan kütleçekimsel dalgalar yayacağı ve bu dalgaların uzayzamanın dokusunda değişimlere sebep olacağıdır.

Uzaydaki iki nesnenin arasından geçen kütleçekimsel dalgalar, nesnelerin arasındaki mesafenin değişmesine yol açar. Ancak bu etki o kadar küçüktür ki tespit edilmesi çok zordur. Örneğin Samanyolu’ndaki bir yıldız patlaması sırasında yayılan kütleçekimsel dalgalar birkaç bin yıl sonra Güneş sistemine vardığında Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin atom boyutları ölçeğinde değişmesine yol açar. Albert Einstein, etkilerinin çok zayıf olması nedeniyle kütleçekimsel dalgaların hiçbir zaman doğrudan gözlemlenemeyeceğini düşünmüştü.

Kütleçekimsel Dalgalar Ne Zaman Keşfedildi?

Doğada kütleçekimsel dalgaların gerçekten de var olduğuna işaret eden ilk bulgular dolaylı olarak elde edildi. 1974 yılında Russell Alan Hulse ve Joseph Hooton Taylor, birbirinin etrafında dolanan ikili bir yıldız sisteminde gözlemlenen yörünge değişimlerinin, kütle çekimsel dalgaların yayılmasının sebep olacağı enerji kaybından beklenen değişimlerle uyumlu olduğunu tespit etti. Bu çalışmaları ile 1993 Nobel Fizik Ödülü’nü aldılar.

Kütle çekimsel dalgaların ilk Livingston, Louisiana’daki LIGO dedektörü kez doğrudan gözlemlenmesi ise genel görelilik kuramının geliştirilmesinden tam yüz yıl sonra, 2015 yılında mümkün oldu. ABD’deki LIGO ikiz dedektörleri henüz test aşamasındayken günümüzden 1,3 milyar yıl önce iki kara deliğin kaynaşması sırasında yayılmış kütleçekimsel dalgaları tespit etmeyi başardı.