Astrofizik dünyasından art arda yeni buluşlar geliyor. Einstein’ın 100 yıllık teorisinin doğrulandığını duymuşsunuzdur. Einstein ne diyordu? “Kütle şekil değişimine veya ivmeye uğrarsa uzayda kütleçekim dalgaları yayılacaktır.”
Astrofizik dünyasından art arda yeni buluşlar geliyor. Einstein’ın 100 yıllık teorisinin doğrulandığını duymuşsunuzdur. Einstein ne diyordu? “Kütle şekil değişimine veya ivmeye uğrarsa uzayda kütleçekim dalgaları yayılacaktır.”
Ne demek istediğini resmetmek zor. Şu benzetmeyle imdadınıza yetişiyorum. Bir yatak örtüsü düşünün, üzerine bir valiz bıraktığınızı hayal edin. Örtüde bir çukur oluşur. Hatta yakınına bir bilye atsanız, bilye valize doğru gidecektir. Tanıştırayım: kütleçekimi. Valizin özel güçleri yok, sadece yatağı büktüğünden bilye oraya doğru çekilmek zorunda kaldı. Güneş ve Dünyamızda durum aynı. Valizin üzerinde zıplarsanız yatak örtüsünde dalgalanmalar oluşur. Bu dalgalar kütleçekim dalgalarıdır. Evrenin Büyük Patlamasından beri sürekli oluşan, kesinlikle kaybolmayan, bozulmayan, ışık hızında hareket eden dalgalar!
Bir kas hareketiyle havaya zıplayabildiğimiz düşünülürse, kütleçekiminin kuvveti o kadar azdır ki dalgaları da hissedilemeyecek kadar hafiftir. Demek ki bu dalgaları gözlemlememiz için hareket eden devasa bir cismin yolladığı dalgalara ihtiyacımız var, tabi bir de ince ayar detektörlere. İkincisi hazırdı, ismi LIGO1. Birincisi için ise piyango vurdu. Birbiri etrafında dönen, güneşten 30 kat kütleli, iki kara delik. Pasuk şöyle der, pardon fizik şöyle der: iki kara delik döndükçe kütleçekimsel dalga yayar, yaydıkça enerjilerinden kaybederler. Enerjilerini kaybettiklerinde ise birbirlerine yaklaşırlar. Ve bum! Sonunda birleşirler. O anda en büyük dalgayı da göndermiş olurlar. Dalgalar uzay örtüsünü genişletir ve daraltır.
Şimdi nefesinizi tutun. Tam 1,3 milyar yıl önce iki devasa kara delik birleşti, Louisiana ve Washington’da olan LIGO’nun detektörleri, o andan itibaren ışık hızıyla hareket eden kütleçekim dalgalarını dünyamıza varınca gözlemledi. 4 kilometrelik L şeklindeki kollara gönderilen lazer ışınları normalde uçlardaki aynaya çarpıp aynı anda geri dönerdi. Fakat 14 Eylül 2015 saat 12.51’de ışık aynı anda geri dönmedi çünkü kollardan biri uzamış, dikine olanı ise kısalmıştı; fazla değil bir protonunun binde biri kadar! Sorumlusu kütleçekim dalgasıydı. Voila!
Kütleçekim dalgaları avında LIGO’dan ayrı çalışan bir kurum daha var: IPTA. Oscar gecesinde En İyi Oyuncudan söz etmek varken neden kazanamamış bir adaydan bahsediyor diyeceksiniz. Çünkü IPTA için çok önemli bir bilim insanını, iki hafta önce Boğaziçi Üniversitesinde bizzat dinlemeye nail oldum. Üstelik kendisi önceden LIGO’ya kulak kabartmamızı söylemişti.
‘Contact’ filminde dev çanaklarla yıldızları dinleyen Jodie Foster’ın gerçek hali diyebileceğim Jocelyn Bell Brunell, henüz doktora öğrencisiyken hocasıyla, kütleçekim dalgalarını dolaylı yönden kanıtlayan ‘pulsarları’ keşfetti. (Kadın olduğu için hocası 1973 Nobel Ödülünü onunla paylaşmadı.)
Brunell, 1967 yılının soğuk bir gecesinde, nabız (pulse) sesine benzer, düzenli sesler duydu. Bu ses bizim güneşimizden iki kat daha fazla kütleli, fakat yalnızca 20 kilometrelik çapa (Güneşinki 1,4 milyon km) sahip, miadını doldurup çökmüş bir yıldızdan geliyordu. Bu özelliği ile yıldız, kolları açık dönmeye başlayan, sonra kapanıp çömeldiği için (şeklen küçülmüş/ağırlığı aynı kalmış) dönüşü daha hızlanan bir buz patencisine benziyordu. Etrafında saniyede 11 kez dönüyordu. Böylece ilk ‘pulsar’ın keşfi tarihe geçti. Kodu LGM idi; ‘Little Green Man’ın başharfleri. Siz de uzaydan gelen sesler duysanız başta küçük yeşil adamlardan şüphelenirdiniz. Ardından ikinci pulsar bulundu, kod PSR olarak düzeltildi. Brunell’in duyduğu, yıldızın manyetik kutuplarından gelen radyo dalgalarıydı, bir deniz feneri gibi her dönüşünde muntazam aralıklarla Dünya’mızı tarıyordu. Doğa evrene inanılmaz dakik saatler yerleştirmişti. Einstein’ın teorisini test edebilecek adeta evrenin saatleri.
Pulsarların kütleçekimi tam da kütleçekim dalgalarını ölçebilecek kadar kuvvetliydi. Bir pulsarın üzerinde bir milimetrenin binde biri mesafe kat etmek için harcayacağınız enerji Everest’e tırmanmak için harcayacağınız enerjiyle eşit. 1974’te Joseph Taylor ve Russell Hulse, daha iyisini, ikili pulsarları bulup, Einstein’ın teorisine uygun biçimde kütleçekim dalgaları oluşturarak enerjilerini kaybettiklerini, ikilinin birbirlerine yakınlaştıklarını gözlemledi; 1993 Nobel’ini kapmışlardı. Dalgalar hâlâ doğrudan gözlemlenmiş değildi. Pulsar astronomlarının kendi kanıtlarını bulmaları da Brunell’e göre oldukça yakın. Ne de olsa ellerinde evrenin en gelişmiş atomik saatleri yani pulsar topluluğu var; birinden birinin kütleçekim dalgaları sebebiyle düzeninden sapmasına bakar.
Kütleçekim dalgaları bizzat evrenin titreşimleri, onun sesi. Evrenin sırlarını çözmek için yepyeni bir aracımız oldu. Bu yeni araçla neler keşfedebileceğimizin sınırı yok ve bu uğurda yetişecek STEM2 beyinlerinin de.
Umarım hâlâ nefesinizi tutmuyorsunuzdur.
1 Kurucularından Kip Thorne, Interstellar filminin danışmanıydı, muhtemelen Fizik Nobel’i kapacak.
2 Science Technology Engineering Maths – Bilim Teknoloji Mühendislik Matematik
