Ve beklenen oldu demek istiyorum. 2016’nın Şubat ayında LIGO deneyinde çalışan bilim insanlarının iki karadeliğin birleşmesi ile ortaya çıkan kütleçekim dalgalarını tespit etmeleriyle fizik camiasında 2016 Nobel Fizik Ödülü’nün bu keşfi gerçekleştirenlere verileceği konuşuluyordu. Geçtiğimiz yılki ödül maddenin topolojik fazlarının keşfini yapanlara gidince 2017 Nobel Fizik Ödülü’nün kesin bu şekilde olacağını düşünenler vardı. Artık, 10 Aralık’ta Stockholm’deki seremonide Nobel Fizik Ödülü madalyalarını almak üzere Rainer Weiss, Barry C. Barish ve Kip Thorne hazır bulunacaklar.
Yaklaşık 3 milyon 885 bin TL değerindeki ödülün yarısı Rainer Weiss’in ve kalan yarısı da eşit olarak Barry Barish ve Kip Thorne arasında paylaştırılacak. Bu prestijli ve büyük ödülün alınmasının ardında hakikaten tüm dünyada yankı uyandıran bir keşif vardı. 2016’nın Şubat ayında ABD’de yer alan Laser Girişimölçer Kütleçekim Dalga Gözlemevi’nde (İng. LIGO) çalışan Weiss, Barish, Thorne ve çalışma arkadaşları kütleçekim dalgalarını ilk defa tespit ettiklerini duyurmuşlardı. Bu gözlem 2015’in Eylül’ünde yapılmıştı ve gözlenen kütleçekim dalgaları birbirinden uzak iki karadeliğin birleşmesinden oluşmuştu. Bu önemli keşfi ile ilgili gelişmeleri bu dönemde sizlere birkaç haber ile sunmuştuk.
İkinci kez kütleçekim dalgaları Aralık 2015’te gözlenmişti ve 2016’nın Haziran’ında duyurulmuştu. Üçüncüsü ise Ocak 2017’de gözlenirken, sadece bir hafta önce LIGO fizikçileri dördüncü kez karadelik birleşmesini tespit ettiler ve bu kez İtalya’da yer alan Virgo kütleçekim dalga dedektörünün de aynı zamanda bu gözleme katıldı.
Mevcut teknoloji ve bilgi birikimimizle ancak dört kez kütleçekim dalgalarını ayırt edebilme şansını bulabildik. Bu dalgalar yüzyıl önce Albert Einstein tarafından iki karadeliğin arasındaki bir çarpışmanın sonucu olarak öngörülmüştü. ABD’deki LIGO dedektöründe gözlenen ilk dalgaların bu dedektöre ulaşması 1.3 milyar yılı aldı. Böylesine uzun bir yolun ardından alınan sinyal oldukça zayıftı ama astrofizikte bir devrime kapı aralaması için yeterliydi. Çünkü artık kütleçekim dalgaları uzaydaki en şiddetli olaylar hakkında gözlem yapmanın ve bilgimizin sınırlarını test etmenin tamamen yeni bir yolu oldu.
Kütleçekim dalgaları Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinde tanımladığı gibi evreni doldurarak ışık hızında yayılmaktadır. Birbirleri etrafında dönen bir çift karadelik gibi bir kütle ivmelendiğinde kütleçekim dalgaları her zaman oluşur, bu kütleçekim dalgaları ile dört boyutlu uzay-zaman titreşir. Einstein bu kütleçekim dalgalarını ölçmenin asla mümkün olmayacağına ikna olmuştu ama LIGO projesinin başarısı bir atom çekirdeğinden binlerce kez daha küçük bir değişimi ölçmek için devasa laser girişimölçerini kullanılması ile geldi ve kütleçekim dalgası Dünya üzerinden geçtikçe onu algılamak için hazırdı.
Günümüze kadar evreni keşfetmek amacıyla kozmik ışınlar ya da nötrinolar gibi elektromanyetik ışımanın ve parçacıkların her çeşidi kullanılmıştır. Ancak, kütleçekim dalgaları uzay-zamanın kendisinde meydana gelen bozulmaların doğrudan bir ifadesidir. Bu görünmeyen dünyaları açan tamamen farklı ve yeni bir şeydir. Kütleçekim dalgalarını yakalamayı ve onların getirdiği mesajı yorumlamayı başaranları evrenin işleyişini açıklama fırsatı verecek zenginlikte keşifler bekliyor.
Bu keşif bolluğun ilki 11 Şubat 2016’da LIGO fizikçileri tarafından duyurulmuştu. Bu keşif sırasında, kütleçekim dalgalarının şimdiye kadar ki ilk kez gözlemlenmesinin yanı sıra uzayın 30 ve 60 güneş kütlesi arasındaki orta büyüklükteki karadelikleri içerdiği ve bunların birleşebildiklerinin ilk işaretini bize göstermişti. Kısa bir anlığına, çarpışan karadeliklerden gelen kütleçekimsel ışıma görünür evrendeki tüm yıldızların toplam ışığından çok daha fazla güçlüydü.
1950’li yılların sonuna kadar kütleçekim dalgalarının var olduğu düşüncesi henüz yaygın olarak kabul edilmiyordu. Ancak yapılan yeni hesaplamalarda kütleçekim dalgalarının enerji taşıyabileceği ve dolayısıyla ölçülebileceği gösterilmişti. Bu hesaplamalara dolaylı ilk kanıt 1970’li yıllarda Amerikalı gökbilimciler Joseph Taylor ve Russell Hulse bir çift pulsar yani aşırı yoğun yıldızlardan bir çifti gözlemlemek için büyük bir radyo teleskobu kullandıklarında gelmişti. Onlar yıldızların birbiri etrafında artan hızla döndüklerini, bu sırada birbirlerine yaklaştıkları ve enerji kaybettiklerini gösterdiler. Enerji kaybının miktarı ise kütleçekim dalgaları için yapılan teorik hesaplamalara karşılık geliyordu. Bu keşifleri ile Joseph Taylor ve Russell Hulse 1993 yılı Nobel Fizik Ödülü’nü almaya hak kazanmışlardı. Şimdi artık biliyoruz ki, enerji taşıyan bu dalgalar evrenin çok uzaklarından bize yeni haberler getirecek. Bu da yeni keşiflerin eli kulağında olduğu anlamına geliyor. Kütleçekim dalgalarının keşfinin bu uzun serüvenin ardından görünen o ki Nobel Ödülü komitesi bu yıl ki fizik ödülünü kütleçekim dalgalarının keşfini gerçekleştirenlere ve bu keşifle umulmadık keşiflerin önünü açanlara vermeye karar kıldı.
Bu keşif bolluğu yakın gelecekte bize evrenin çok uzak geçmişi hakkında yeni bilgiler getirecek ve evrene olan bakış açımız gün geçtikçe değişecek. Milyonlarca yıldır birbiri etrafında adeta dans edercesine ivmelenerek dönen karadeliklerin bu dansı sona erdiğinde, saniyeden kısa bir anlığına karadeliklerin ufku birbirine dokunur ve ortaya çıkan yüksek enerjili kütleçekim dalgaları neredeyse ışık hızında yayılmaya başlarlar. Bu uzay-zamandaki dalgalanmalar birleşen iki karadeliğin kalıntılarını ve onların tarihini taşırlar. Bu tarih kütleçekim dalgalarının içinde saklı olarak evren boyunca yol kat eder, bir gün keşfedilene kadar.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Referanslar:
Tushna Commissariat ve Hamish Johnston; Rainer Weiss, Barry Barish and Kip Thorne win 2017 Nobel Prize for Physics, Physics World, 3 Ekim 2017
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/press.html
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/popular-physicsprize2017.pdf
