Albert Einstein’ın uzay ve zamanı yöneten güç için bir teori önermesinden bir asırdan fazla bir süre sonra bilim insanları hala kara deliklerin ve kuantum dünyasının gizemlerini anlamaya çalışıyor.
Fizik araştırmalarının büyük bir kısmı, parçacıkların çarpıştırılması ve süper kütleli bir kara deliğin özelliklerinin incelenmesi gibi sıradan deneyimlerimizden çok uzak faaliyetleri içeriyor. Ancak yerçekimi, fizikte dört ayak üzerinde yürüyen bir çocuğun bile anlayabileceği temel bir kavramdır.
Bu kuvvetin hem çok küçük hem de çok büyük etkileri vardır. Kendi deneyimlerimiz haricinde, Newton’un bakış açısı genellikle her ikisi de olarak tanımlanan yerçekimine ilk resmi maruziyetimiz olarak hizmet eder:
- Dünya üzerindeki sabit bir kuvvet olan küçük g, 9,8 m/s² .
- Newton’un yerçekimi sabiti göz önüne alındığında, yerçekimi Dünya’nın atmosferinin ötesine uzanır (büyük G).
Bu bakış açısı çoğu insana günlük hayatta iyi hizmet etse de, hiçbir şekilde resmin tamamı değildir. Genel görelilik teorisi olarak adlandırılan yeni bir yerçekimi teorisi, Newton’un ölümünden 200 yıl sonra, 1915 yılında Einstein tarafından yayınlandı. Bu teori fizik hakkındaki düşüncelerimizi temelden değiştirecekti.
Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi’nde astrofizik ve görelilik profesörü olan Nicolas Yunes’e göre genel görelilik, yerçekiminin bir kuvvet bile olmayabileceğini öne sürüyor.
Einstein’a göre yerçekimi, Newton’un öne sürdüğü gibi “anlık bir kuvvet” olmaktan ziyade uzay-zaman eğriliğinin bir tezahürüdür.
Genel göreliliğin ayrıntılarına girmeden önce, Einstein’ın gerçekten de iyi bilinen iki görelilik teorisi ortaya koyduğunu anlamak çok önemlidir. Genel görelilik kavramlarını formüle etmeden on yıl önce özel görelilik adı verilen bir teori yazmıştır.
Einstein’a göre, gezegenler ve hatta kara delikler gibi büyük gök cisimleri kozmik bowling topları görevi görerek uzay-zamanı büker ve yerçekimsel basınç uygular.
Genel görelilik Elena Giorgi’nin uzmanlaştığı bir konu. Yazar, özel göreliliğin “sadece boş bir uzayzamanda hareket eden küçük şeyleri dikkate aldığını, genel görelilikte ise yıldızlar veya galaksiler gibi devasa nesnelere izin verildiğini” yazıyor. Bu, iki teori arasındaki önemli bir ayrımdır.
Başka bir deyişle, özel görelilik ışığın tüm gözlemciler için aynı hızda hareket etmesi ve fiziksel yasaların evrenselliği gibi temel kavramları ortaya koyar.
Bunu hızlıca gözünüzde canlandırmak için düz bir şiltenin üzerine bir bowling topu koyarsanız ne olacağını hayal edin. Büyük, ağır nesnenin yatağa baskı yaparak etrafındaki bölgeyi aşağıya doğru eğmesi sezgisel olarak mantıklıdır. Einstein, büyük gök cisimlerinin kozmik bowling topları gibi davranacağını ve gezegenler ve hatta kara delikler de dahil olmak üzere uzay-zaman dokusunu çekeceğini öngörmüştür.
Genel görelilik teorisi, yerçekiminin aslında bir dış kuvvetten ziyade bu eğrilikten kaynaklandığını göstermektedir. Yerçekimiyle ilgili kendi deneyimlerimiz göz önüne alındığında, bu kavram saçma görünebilir, ancak bir asırdan fazla bir süredir bilim insanları uzaydaki etkilerini gözlemliyor.
Yunes, tutulma sırasında ışık sapmasının ilk gözlemlerinden yerçekimsel dalgaların en son tespitine kadar yaptığımız her gözlemin “genel göreliliğin öngörüleriyle tutarlı göründüğünü” ekliyor. En azından şu ana kadar.
Kütleçekimsel mercekleme olarak bilinen bir süreç sayesinde, genel göreliliğin etkileri, bilim insanlarının kütleçekimsel dalgaları tespit etmelerine yardımcı olmanın yanı sıra uzayın daha uzaklarını görmelerine yardımcı olmak için de kullanılabilir.
Kısacası, bir yıldızın kütleçekim kuyusu uzaktaki nesnelerden gelen ışığın etrafına savrulmasına neden olarak gökbilimcilerin daha önce çok uzakta olan ışığı tespit etmelerini sağlar.
Genel göreliliğin yanlışlığı henüz kanıtlanmamış olsa da, teoriyle ilgili hala ele alınması gereken konular vardır. Örneğin, Yunes kara deliklerin merkezlerinde gerçekten tekillik olup olmadığını sorgularken, Giorgi genel göreliliğin erken kozmosu incelemek için kullanılıp kullanılamayacağını sorguluyor. Tekillikler, şu anda anladığımız fiziksel yasaların başarısız olduğu durumlardır.
Örneğin, bir kara deliğin merkezindeki yerçekimi o kadar yoğundur ki, madde sıfır hacme sahipmiş gibi görünür ki bu mümkün değildir. Dolayısıyla hala bir şeyi tam olarak kavrayabilmiş değiliz.
Einstein’ın genel görelilik teorisi de, son derece büyük nesnelerin yerçekimini oldukça iyi açıklıyor gibi görünmesine rağmen, kuantum dünyasının son derece küçük alanını açıklayamamak gibi bir dezavantaja sahiptir. Elektromanyetizma, zayıf nükleer kuvvetler ve güçlü nükleer kuvvetler gibi diğer kuvvetlerle karşılaştırıldığında, kütleçekiminin atom altı parçacıklar seviyesindeki etkisi esasen mevcut değildir.
Fizik araştırmacıları uzun zamandır bu iki evreni uzlaştırabilecek bir teoriyi ortaya çıkarmayı umuyorlardı, ancak bugüne kadar hiçbiri keşfedilmedi.
Giorgi, genel göreliliğin sınırlarını zorlamaya devam etmek için kütleçekim dalgalarını ve kara delikleri sürekli artan bir hassasiyetle incelemeye devam etmenin önemli olduğunu iddia ediyor.
Yazara göre, iki kara deliğin birleşmesi sonucu ortaya çıkan kütleçekim dalgalarının tespitine ilişkin pek çok açıdan hâlâ geliştirilecek yönler var. “Gelecekte uzayda çok daha hassas [LIGO benzeri] interferometrelere sahip olma planı da buna dahil.”
Dünyanın en büyük yerçekimsel dalga gözlemevi olan LIGO, aralarında birleşen on çift kara delik ve iki çift nötron yıldızı çarpışmasının da bulunduğu düzinelerce yerçekimsel dalga kaynağı keşfetti.
Kaynak: popularmechanics
