-
ligo'nun artık rahat rahat gözlemlediği dalga. 16 haziran 2016 itibariyle iki tane daha kara deliğin birleşmesi sonucu oluşan kütleçekim dalgasını gözlemlemişler. kütleçekim dalgalarını kara deliklerin yerlerini tespit etmede ve evrenin hareketli haritasını çıkarmada kullanmayı planlıyorlarmış. 16 haziran 2016'da gözlemlenen kara delikler güneşin 36 ve 29 katı büyüklüğündeler ve iç içe geçtiklerinde ouşan yeni kara deliğin kütlesi kabaca 64.2 güneş kütlesi. iç içe geçme sayesinde oluşan en büyük kütleçekim dalgası'na bu enerji harcanıyor diye biliniyor.
şimdi heyecan verici kısıma geçelim;
ligo ekibinin gözlemledikleri, kara deliklerin her ikiside ilkel kara delikler. yani bir yıldızın doğup, süpernova olup, sönmesi ve çökmesi sırasını izlemeyen, evrenin ilk başından beridir belirli bir tekillik üzerine madde toplanmasıyla oluşan kara delik türleri ve ligo bunu karamadde'nin bir kanıtı olarak düşünüyor. yani aslında ligo değil ely kovetz makale'de böyle işlemiş, ve teorisi şu ilkel kara deliklerdeki tekilliğin oluşması, kütlelerin yıldız olmadan oluşması dışında başka türlü pek açıklanamıyor. yani kara delik için bildiğimiz tek yol yıldız olmak, hem de devasa. fakat, atomların direk olarak, tek tek bir araya geldiklerinde kara delik oluşturması için ne yeterince kütleçekim kuvvetine sahipler ne de yeterince enerji var. ligo'dakilere göre bunu başlatan ve tetikleyen şey karamadde olabilir, yani ilkel kara delikler kara madde'lerin eserleri bu nedenle gözümüzün önüne bakmayı ihmal ettik.
eğer doğru çıkarsa yeminle hollywood filmi gibi olur, sabah sabah uykum açıldı. -
Normalde başlık açma işinden hata yapmamak için uzak duruyordum ama keşfe özel bir şey deneyeyim dedim.
Genel göreliliğin, 3 ana fenomeninden üçüncüsü ve en farklısı.
Biraz ingilizce bilenler için david reitze aslında çok güzel özetlemiş nfs’in^:National Science Foundation^ basın konferansında *, diyebilecek bir şey yok. Teknoloji olarak inanılmaz bir ilerlemenin izinde tüm avrupa şuanda ve türkiye’de sadece izliyorsunuz acı verici neyse.
kütleçekim dalgaları'nı anlamanın en güzel yolu 1916'da albert einstein'ın yaptığı gibi elektromanyetik dalgalar üzerinden gitmektir. Einstein’ın yaptığı tek şey zamanında maxwell’in matematiksel olarak ispatladığı şeyi kütle ve uzay-zaman ikilisine uygulamaktan ibarettir.
ivmeli hareket eden yüklü cisimler bir elektrik alana sahiplerdir. bu tip yüklü cisimlere ivmeli bir hareket yaptırırsanız eğer, cisimlerin yaydıkları elektrik alanda ani bir değişim meydana gelir ve bu değişim uzay’da ki elektrik alan dağılımını (çizgilerin simetrisini) değiştirerek bir manyetik alan oluşturur (indükler) oluşan manyetik alandaki değişimde ilerlerdiği yönde bir elektrik alan oluşturur. Bu indüklemelerin sürekli olarak devam etmesi sonucu oluşan dalgalara ise elektromanyetik dalga denir. Bu ivmeli hareket sonucunda elektrik alanda meydana gelen değişiklikler yüklü cisimlerin aynı zamanda enerji kaybetmelerine neden olur.
1916’da einstein aynı şeyi ivmeli hareket eden kütleler için düşünmüştür. Kütlelerin ivmeli bir hareket yapması uzay-zaman üzerinde dalgalanmara yol açacaktır diye tahmin etmiş ve matematiksel olarakda kanıtlanamayan bir ispat yapmıştır. temelde ivmeli hareket eden kütleler ise tıpkı yüklü cisimlerin elektromanyetik dalga yaydıkları gibi kendilerine özgü kütleçekim dalgası yayımlarlar. bu dalgaları yayımlamalarının nedeni ise uzay-zaman üzerinde ki kütlelerin ivmeli hareketlerinin sonucu, uzay-zaman’nın simetrisinin bozulmasıdır.
aynı şeyi su üzerinde ya da basitçe bir çarşaf üzerinde giden objelerde de görebiliriz. Anide bir çarşaf üzerinde birşeyleri çektiğinizde gittiği doğrultuda hareketinde simetrisini bozduğunuzdan bir dalgalanma yaratır.
Oluşan bu dalgalanmalara ise kütleçekim dalgası (gravitational waves) denir.
Aslında ilk gerçek gözlemi 1993 yılında sayko ikili russell hulse ve joseph taylor tarafından pulsar ikili yıldız ^:binary stars^ sisteminin gözleminde yapılmış ve bu ikiliye nobel ödülü kazandırmıştır. Burada nötron yıldızı ya da pulsar başlığında dediğim gibi pulsarlar dönüşlerinin müthiş stabilliği ile bilinirler. Bunun nedeni patlayan yıldızdan geri kalan tüm momentuma sahip olmalarıdır. Sahip oldukları momentum, küçük bir cisim için inanılmaz büyük olduğundan başka bir değişim geçiremezler. Değişim geçiremediklerinden dolayı inanılmaz stabil, güvenilir ve düzgün bir harekete sahip olular. 1993'de hulse ve taylor, pulsar ikili sisteminde birbirleri etrafında dönen yıldızların yörüngelerinin inanılmaz küçükte bir oranda bile olsa gittikçe küçüldüğünü göstermiştir (1 milyon yılda 75 mili saniye).
bu direkt olarak şu demektir, yıldızlar zaman geçtikçe enerji kaybediyorlar ve birbirlerine yaklaşıyorlar, tıpkı yüklü cisimlerin elektromanyetik dalga yaydıklarında ki gibi, tıpkı einstein’ın 1916’da hesapladığı gibi.
nsf ekibinin yapıtığı ise daha da inanılmazdır. 1.3 milyar yıl uzaklıkta ki iki dev kara deliğin, ışık hızının yarısından daha büyük hızlarda birbileri etrafıda dönerek, birbileri üzerine çökmelerek tek bir yıldız konumu almalarını gözlemlemişlerdir. İki kara deliğin birbirlerine yaklaşmalarının, ivmelenmelerinin ve dönüş hızlarının maksimumunda yani tam birbirleri içine girmeden önce ki anda gözlemlenmeye yetecek kadar olan bir kütleçekim dalgasını takip etmişler ve sonunda gözlemleyebilmişlerdi. bu zamana kadar gözlemlenen en görkemli astronomik olaylardan biri olarak kayda geçmiş. Çok daha iyi bir şekilde anlamak için videoya bakabilirsiniz. *
Kütleçekim dalgaları tıpkı elektromanyetik dalgalar gibi ışık hızında hareket ederler, bu yüzden iki kara deliğin birbirlerine geçmeden önce ki görüntülenmeleri fırsatın geldiğine dair işaretleri oluşturmuş ve nfs ekibine hazırlanmaları için süre vermiştir. Gerçekten inanılmaz ve daha da önemlisi nfs’in bize gösterdiği artık hayal edemediğimiz küçüklükteki enerjileri gözlemleyebilecek olmamızdır. Bunun bir diğer anlamı artık evrene farklı bir gözlükten, daha minicik şeyleri gösterecek gözlüklerden bakabileceğimizdir. Yeni keşiflerin gelmesi kaçınılmaz.
Teknolojik olarak’da müthiş bir iş var ortada, gerçekten ellerinde ki ekipmanları müthiş kalibre etmişler. Şöyle düşünün telekopunuz, mars’a kadar ayarlı daha ötesini yapamıyorsunuz çünkü bilmiyorsunuz ama öyle bir ayar yapıp öyle bir zamanlama tutturuyorsunuz ki bir anda satürn’ü gözlemliyorsunuz.
Hem bilim hem de teknoloji dünyasının bayramındayız. -
dönüp dolaşıp bir michelson-morley tipi deney ile gözlenmiştir.
ama mm tipi deney düzeneklerini bundan sonra değiştirecek gibi görünüyor.
fizik kitaplarını yeniden yazdıracak kadar, 5-10 yıl içinde müfredat değiştirecek kadar, bildiğimiz, kesin sandığımız (mesela schrödinger) gibi denklemleri sorgulatacak kadar önemli bir gelişmedir.
çıktılarına göre bazı teoriler tarih olurken bazıları yeniden yazılacak, bilim dünyasının en önemli sorununda önemli gelişmeler katedilmesini sağlayabilecektir.
biraz açalım mı?
bilim dünyasını yeniden şekillendiren ve sarsan olay, modern bilimin başlangıcı newton'un kütleçekim teorisini ortaya atmasıdır. bu elbette modern bilimin ilk teorisi değildir, ama tüm evrenin sırrını tek denkleme sığdırma iddiaasında ilktir. tabi kütleçekim denklemi olmaz, f=ma olur o da olumlu. sonuçta biri diğerinden türeyebilen denklemler, çok bir fark yok aralarında.
bu iddia ve muhteşem gözlemler üzerine newton yasaları yüzlerce yıl tartışmasız bir biçimde hüküm sürdü.
ne zaman ki elektromanyetik dalgalar keşfedildi, iş değişti.
bundan sonra kütlesi olmayan bir cismin davranışlarının f=ma ile açıklanması mümkün olmadığına göre bu denklem bize yetmemeye başladı. sonrasını (umarım) biliyorsunuz; maxwell denklemleri lorentz dönüşümleri ve einstein teoremleri.
burada önümüze farklı bir ufuk açıldı, evrenin nasıl çalıştığına dair daha önce soramadığımız soruların cevapları ardı ardına geldi; neredeyse herşeyi eksik anlamıştık!
sonra kütleçekimde iş değişti; mesele kütleye bağlı olmaktan çıktı. relativistik kütleçekim gibi kavramlar bize öyle çok şey anlattılar ki, bunların diğer fenomenlerle ilgisini anlayana kadar beynimiz sulandı; hala da çok yolumuz var.
şimdi elektromanyetik dalgaları kullanarak kütleçekim dalgalarını gözlüyoruz; bu dalgaların varlığını tahmin ediyorduk ama karakteristiğinin bize ne söyleyeceğini hayal dahi edemiyoruz.
daha şimdiden evrende oluşmadığını sandığımız monopolleri tokat gibi yüzümüze çarptı; bu bile büyük patlama teorisinden başlayarak bütün evren algımızı değiştirebilir...
daha bunun kara madde / anti madde fazı var ki, insana heyecan yüklüyor. bunun ne olduğunu başlıklarında uygun bir zamanda açıklamaya çalışırım.
tanım: kütleçekim dalgası, bir kütleçekim alanının yaydığı dalganın adıdır. ligo deneyinde bu kütleçekim dalgalarındaki büyük değişimler gözleniyor. güneşin 30 katı mertebesi büyüklük evrenin ilk zamanları için o kadar büyük ki, aklınız hayaliniz durur.
o değil de bizim neslimiz de bir bilimsel devrim görecek gibi görünüyor... insanın hakikaten uykusu açılıyor, aksi elde değil... -
Ligo Gözlemevi ve Kütleçekim dalgasını liselerde kullanmak için hazırladığım posteri, öğretmen arkadaşlar buradan indirebilir. Illustrator indirip yapmaya çalıştım, bu işten anlayan pro. arkadaşların fikirlerine ve eleştirilerine açım.