NASA’nın anlatımıyla: Yerçekimsel dalgalar ‘gündelik dilde’ ne anlama geliyor?

HABER MERKEZİ – NASA, ‘yerçekimsel dalgaları’, daha gündelik bir dille anlattı. İşte ilk kez gözlemlenen, İzafiyet Teorisi’nin odağı, Büyük Patlama’nın izleri olan dalgaların oluşma hikayesi ve gökbilime açtığı pencere.

Çeviri: Ezgi Gül

Yerçekimi dalgalar yaratıyormuş, gerçekten. Bu ayın başlarında, Nobel Fizik Ödülü iki yıl önce yerçekimsel dalgaların ilk kez tespit edilmesine verildi. Fakat gökbilimciler, yerçekimsel dalgalar alanında devasa bir şey daha keşfetti: İlk kez, ışığı ve yerçekimsel dalgaları aynı kaynaktan gözlemleyebildik.

NGC 4993 diye adlandırılan bir galakside, bir çift nötron yıldızı vardı. Nötron yıldızları, Güneş’in sekiz katından büyük, devasa yıldızların çarpışması yani süpernovalar sonrası kalan artıklardır. Bu galakside ve görebildiğimiz her galakside, birçok böyle çiftler var. Fakat bu spesifik çiftte, başka bir şey oldu.

Bu nötron yıldızları her yörüngeye girişinde ve birbirleri etrafında dönüşünde, çok çok küçük bir yerçekimsel enerjiyi kaybederek yerçekimsel dalgalara verirler. Yerçekimsel dalgalar, uzay-zamanda yani evrenin kumaşındaki, ışık hızında hareket eden ‘parazitler’dir. Bu dalgalar, aynı bu nötron yıldızları gibi uzayda hız ve yön değiştiren her kütle tarafından oluşturulur. Fakat, eğer nötron yıldızları birbirine çok yakın değilse ve yan yana çok hızlı geçmezlerse, yerçekimsel dalgalar çok cılız olur.

Şans eseri, küçük enerji kaybı nötronların biraz daha birbirine yaklaşmasını ve daha hızlı hareket etmelerini sağladı. Yüz milyonlarca yıl sonra, bütün bu ‘çok küçük’ler birbirine eklendi ve nötron yıldızları ‘çok’ yakınlaştı. O kadar yakınlaştı ki: Bom! Çarpıştılar. Ve biz buna Dünya’dan, 17 Ağustos 2017’de tanıklık ettik.

Birçok mükemmel şey o çarpışma ile gerçekleşti ve bunların bütün nötron yıldızı çarpışmalarında olacağını düşünüyoruz. Nötron yıldızları çarpışmadan biraz önce, yerçekimsel dalgalar Ulusal Bilim Kurumu’nun (NFS) Yerçekimi Dalga Gözlemevi Lazer İnterferometre’sine (LIGO) ve Avrupa Yerçekimi Gözlemevi’nin Virgo’suna onları gözlemleyebileceğimiz doğru frekansı verecek kadar güçlendi. Çarpışmadan hemen sonra ise bu dalgalar hızlıca kayboldu çünkü artık birbiri etrafında dönen iki nötron yıldızı yoktu!

LIGO, yere konuşlandırılmış, yerçekimsel dalgaların Dünya’ya yansımalarını inceleyen bir dedektör. Açıkken, nerdeyse uzayın her yerindeki yerçekimsel dalgaları görebilir.

İzafiyet teorisinin odağı, ‘Büyük Patlama’nın izleriydi: Yerçekimsel dalgalar ilk kez gözlemlendi

O gün gözlemlediğimiz başka bir şey de gamma-ışıkları. Birbirlerine çok yakınlaştıklarında nötron yıldızları parçalara ayrılır ve çok kısa bir patlama gerçekleşir. Birkaç saniyelik bu olayda, Fermi Gamma Işığı Teleskopu, çarpışmadan doğan gama ışınlarını gördü. Bu teleskop da, bilim insanlarının yakalamak istediği gama ışığı patlamalarını yakalayan uzaydaki başka bir gözümüz.

Ve bu gama ışıkları, yerçekimsel dalgaların sinyali geldikten yalnızca 1.7 saniye sonra geldi. Bu galaksi bizden 130 milyon ışık yılı ötede, dolayısıyla aslında yerçekimsel dalgalar ve ışık, biz onları gözlemlemeden 130 milyon yıl önce yola çıkmıştı.

Gama ışıklarının bu patlamasından sonra, çarpışmadan dolayı ortaya çıkan enkaz parlamaya devam etti, etrafa dağıldıkça yok oldu. Swift, Hubble, Chandra ve Spitzer teleskoplarımız ve birkaç zemine yerleştirilmiş gözlem aracı, bu çarpışma sonrası ultraviole, optik, x-ray ve kızılötesi ışıklardan dolayı oluşan parlamayı gözlemlemek üzere konumlandırılmıştı. Uydular ve araçlar arasındaki bu uyumu uluslararası ortaklarımızla beraber çalışarak, mümkün mertebe hızlı çalışmak için on yıllardır kullanıyoruz.

Gökbilimciler, nötron yıldızı birleşmelerinin 17 Ağustos’ta bir çeşit kısa gamma ışığı parlamasına sebep olduğunu düşündü. Fakat bu da uydu verileri ve LIGO’dan aldığımız bilgileri karşılaştırana kadar kesin değildi.

Bu olay, astronomide çağ açtı. Yüz yıllardır, ışık bizim evreni öğrenmemizin tek yoluydu. Şimdi, nötron yıldızları ve kara deliklerle tamamen yepyeni bir çalışma alanı penceresi açıldı. Bu da artık keşfedemediğimiz şeyleri bile görebileceğimiz anlamına geliyor.

İlk LIGO keşfi, iki birleşen kara delikti. Evren genelinde bu birleşmeler yaklaşık ayda bir olur, fakar çok fazla ışık üretmez çünkü bir kara deliğin etrafında ışık emebileceği bir şey kalmamıştır. Bu durumda yerçekimsel dalgalar bu birleşmeleri fark edebilmemizin tek yolu.

Nötron yıldızı birleşmesi sırasında ise epey ışık emilebilecek materyal vardı. Değişik ışık türlerini yerçekimsel dalgalar ile birleştirince, en aşırı koşullarda maddenin nasıl davrandığını görebiliyoruz. Şimdi ışıkla ilgili şu ana kadar bildiklerimizle, yerçekimsel dalgalardan öğrendiklerimizi birleştiriyoruz: Evrenin en eski gizemlerinden biri çözülmek üzere!

NASA’nın anlatımıyla: Yerçekimsel dalgalar ‘gündelik dilde’ ne anlama geliyor?https://t.co/fyNTdtpgW7 pic.twitter.com/pVSgdDREG9

— Gazete Karınca (@GazeteKarinca) 18 Ekim 2017

Kaynak: NASA