Einstein Yine Haklı Çıktı!

Uzayda kütlesi olan her cisim bir çekim kuvveti uygular. Hatta elimizdeki bir top bile Dünya’ya bir çekim kuvveti uygular. Ancak topu elimizden bıraktığımızda top yere düşer. Çünkü Dünya’nın kütlesi topun kütlesinden çok çok daha büyütür. Bu sebeple topun Dünya’ya uyguladığı çekim kuvvetinin esamesi bile okunmaz.

Newton’un kütleçekim yasasıyla beraber artık topun neden yere düştüğünü veya Dünya’nın neden Güneş’in etrafında dolandığını biliyoruz. Ancak gelişen teknolojiyle beraber icat edilen ölçüm aletleri Newton’un kütleçekim yasasının açıklayamadığı şeyler tespit etmeye başladı. Bunlardan biri de Merkür’ün yörüngesiydi. Merkür’ün yörüngesi  ufak sapmalar dolayısıyla bir türlü tam olarak hesaplanamıyordu ve Newton’un yasaları yetersiz kalıyordu.

1915 yılına gelindiğinde Albert Einstein, geliştirdiği kuramla kâinata bakışımızı tamamen değiştiriverdi. Einstein’a kadar 3 boyutlu bir kâinatta yaşadığımızı zannediyorduk. Ancak biz esasında 3 değil 4 boyutlu bir kâinatta yaşıyoruz. Şu anda bulunduğumuz konumu anlatırken üç koordinat kullansak da “şu anda” diyerek zaman koordinatını da eklemiş oluyoruz aslında. Bu şekilde 4 boyutlu uzay-zaman kavramı hayatımıza girmiş oldu.

Einstein bununla da yetinmeyip kütleçekiminin uzay-zamanı büktüğünü söyledi. Bu görüşe göre top aslında Dünya tarafından çekilmiyordu. Dünya, çevresindeki uzay-zamanı büküyor ve top da uzay-zamanda bükülen yere doğru hareket ediyordu.

Newton’un kuramı ışığın kütleçekiminden etkilenmesini açıklayamaz, çünkü ışık kütlesizdir ve dolayısıyla kütleli cisimlerin kütlesiz bir şeyi çekmesi beklenemez. Işığın aşağıdaki şekilde olduğu gibi bükülmesinden dolayı Güneş’in arkasındaki bir yıldızı görebiliriz. Newton’un kuramı bu durumu açıklayamazken Einstein’ın kuramı uzayın bükülmesiyle bunu çok rahat bir şekilde açıklar. Eddington’ın Güneş Tutulması sırasında yaptığı gözlemler bu kuramı ispatlamış ve bugüne kadar  bu kurama ters düşen bir gözlem yapılmamıştır.

Einstein’ın müthiş zekası yine rahat durmamış ve aklına bir soru takılmıştı: Acaba Güneş yok olsa biz bunu anında mı hissederiz yoksa yaklaşık 8 dakika sonra mı hissederiz? (Güneş ışığının Dünya’ya ulaşması süresi yaklaşık 8 dakikadır.)

Einstein’ın bu sorudan yola çıkarak oluşturduğu kuram, kütleçekiminin dalgalar hâlinde uzaya dağıldığını ve bu dalgaların ışık hızında yayıldığını söylüyordu. Kâinattaki en uç hız ışık hızıydı. (Saniyede 300.000 km)

Örneğin birbiri etrafında hızla dönen iki karadelik, çevrelerindeki uzay-zamanda bir dalgalanma meydana getirir ve  bu da kütleçekimsel dalgalar halinde uzaya yayılır. Bu karadeliklere yaklaştıkça dalgaları daha şiddetli hissettiğimiz gibi uzaklaştıkça da bu dalgaların etkisini daha az hissederiz.

Einstein kütleçekimsel dalgaların varlığını 1916 yılında ortaya koysa da bu dalgaların varlığını kanıtlamak o günün teknolojisiyle mümkün değildi. Lazer Girişimölçer Kütleçekimsel Dalga Gözlemevi kurulana kadar. Kısa adı LIGO olan bu yapı biri Livingston’da diğeri de Hanford’da bulunan  iki dedektörden oluşmaktadır. İki dedektör olmasının bir sebebi iki farklı ölçüm yaparak tek bir dedektörün çevresel faktörlerden dolayı yanlış bir şey ölçmesinin önüne geçilmesi, diğeri de ölçülmesi beklenen dalganın nereden geldiğinin belirlenmesidir.

ABD’deki yapımı tamamlanan iki dedektör, 14 Eylül’de test sırasında aşağıdaki grafikte görülen sinyali tespit etti. Eğer grafikte sadece düz bir çizgi olsaydı, bu durum kütleçekimsel dalgaların gözlemlenemediği anlamına gelecekti, ancak grafikteki dalgalanma kütleçekimsel dalgaların varlığını ispat ediyordu.

Einstein’ın kuramına göre Güneş’in 30 katı kütleye sahip iki karadeliği birbiri etrafında döndürecek olursak, bu karadelikler gittikçe hızlanarak birbirlerine yaklaşacak ve sonunda birleşerek daha büyük bir karadelik oluşturacaktır. Bu durum göz önünde bulundurulduğunda yukarıdaki grafikte olduğu gibi başlangıçta dalgaların yüksekliği ve frekansı gittikçe yükselir, daha sonra ise azalmaya başlar.

Hiç şüphesiz bu müthiş keşif gökbilim tarhindeki en önemli keşifler arasında yerini aldı. Bu keşif sayesinde artık kâinatı başka yollardan da gözlemleyip, inceleyebileceğiz.

Çarpışması gözlemlenen iki karadeliğin sesi: