Bir yerçekimi dalgası bir galaksinin yakınından geçerken rotası değişebilir ve bu da Evren’in genişlemesini ölçmek için yeni nesil dedektörler tarafından kullanılabilecek çeşitli sinyallerle sonuçlanabilir.
Kozmik genişleme oranını tanımlayan Hubble sabiti, farklı ölçüm tekniklerinin farklı sonuçlar üretmesi nedeniyle tartışmalı hale gelmiştir. Yeni bir yönteme göre, yerçekimsel dalga olayları Hubble sabitini ve diğer kozmolojik sabitleri hesaplamak için kullanılabilir. Bu istatistiksel yöntem ancak yeni yerçekimsel dalga dedektörleri faaliyete geçtikten sonra uygulanabilir hale gelecektir ki bu da binlerce yerçekimsel dalga olayına ihtiyaç duyacaktır. Yöntem, diğer tekniklerin ilgilendiği zaman dilimleri arasında kalan erken döneme bakacaktır.
Işık dalgaları için kütleçekimsel merceklenme sıklıkla fark edilir. Gökyüzünde farklı yerlerde görünen bazı kuasarlar en çarpıcı örneklerdir; ışıkları ön plandaki bir galaksinin etrafında bir dizi yol boyunca ilerler. Kütleçekim dalgaları da bükülmelidir, ancak bu fenomen henüz görülmemiştir. Hindistan’daki Uluslararası Teorik Bilimler Merkezi Tata Temel Araştırmalar Enstitüsü’nden Parameswaran Ajith’e göre, “bu önümüzdeki birkaç yıl içinde gerçekleşecek.” Parameswaran Ajith’in bu konudaki güveni, mevcut dedektörler tarafından her yıl yüzlerce kütleçekimsel dalga olayının kataloglanacak olması ve bu olaylardan bazılarının mercek görevi görecek bir ön plan galaksisinin arkasında yer alacak olmasından kaynaklanıyor.
Gökyüzünün aynı bölgesinden yayılan, ancak ikincisi ilkinden birkaç dakika ila birkaç hafta sonra gelen iki yerçekimsel dalga sinyali, merceklenmiş bir olayın varlığına işaret edecektir. Ön plandaki galaksinin etrafındaki sinyal yol uzunluklarındaki mütevazı farklılık, bu beklenen zaman gecikmesine yansır. Merceklenmiş kütleçekim dalgası sinyallerindeki zaman gecikmeleri geçmişte kozmik bir sonda olarak önerilmişti, ancak bu fikirler altta yatan olayın kütleçekim dalgaları ve ışıkta eşzamanlı olarak gözlemlenmesini gerektiriyordu ki bu son derece sıra dışı bir durumdur.
Ajith ve çalışma arkadaşları tarafından geliştirilen yenilikçi bir teknik, ışık temelli gözlemlere dayanmak yerine mercekli kütleçekim dalgası olaylarının istatistiklerinde kozmik bir parmak izi arıyor.
Teoriye göre, yerçekimi olaylarının, özellikle de kara delik birleşmelerinin kökenlerinin mercek görevi gören galaksilere göre konumu, evrenin ne kadar hızlı genişlediğine bağlıdır. Zaman gecikmeleri, Dünya ile merceklenen olaylar arasındaki mesafelerin yanı sıra genişleme hızından da etkileniyor. Araştırmacılar, Hubble sabitinin ve evrenin ortalama madde yoğunluğu gibi diğer faktörlerin, merceklenen kütleçekimsel dalga olaylarının oranını etkilediğini gösteriyor. Bunu galaksilerin uzaysal dağılımı için bir model varsayarak yapıyorlar. Bu kozmik parametrelerin zaman gecikmelerinin olasılık dağılımını etkilediğini keşfettiler.
Örneğin, daha küçük bir Hubble sabiti durumunun aksine, daha büyük bir Hubble sabitinin daha yüksek oranda merceklenmiş olay üreteceği ve zaman gecikmesi dağılımının daha küçük değerlere değişeceği ortaya çıkmıştır.
Böyle bir istatistiksel analizin yapılabilmesi için öncelikle çok sayıda kütleçekimsel dalga olayının toplanması gerekmektedir ki bu da bir süre daha mümkün olmayacaktır. 2030’lu yılların ortalarında yapılması planlanan bir yeraltı projesi olan Einstein Teleskobu, araştırmacıların gelecekte güvenecekleri dedektörlerden biri. Mevcut gözlemevlerinden 10 kat daha hassas olması beklenen bu “üçüncü nesil” tesisler tarafından yılda 100.000 kadar olay toplanabilir.
Araştırmacılara göre beklemeye değecek çünkü yerçekimsel dalga mercekleme, kozmolojiyi araştırmak için şu anda kullanılan yöntemlere göre bir dizi avantaj sunuyor. Bunun nedenlerinden biri, yerçekimi dalgalarının ışık dalgalarını zayıflatan gaz ve tozdan etkilenmemesi ve bu sayede Evren’in geçmişine çok daha geriden bakabilme potansiyeline sahip olmasıdır. Örneğin, yerçekimsel dalga mercekleme, galaksilerin yeni oluşmaya başladığı “yüksek kırmızıya kayma” olarak bilinen genç bir zaman diliminde kozmik genişlemenin bir ölçüsünü sağlayabilir. Hubble sabitinin erken ölçümleri kozmik mikrodalga arka plan gözlemlerine dayanırken, geç ölçümler süpernova gözlemlerine dayanmaktadır. Bu zaman dilimi, birbiriyle çelişen Hubble sabiti ölçümleriyle ilişkili olan erken ve geç dönemlerin arasına düşmektedir.
Almanya’daki Max Planck Kütleçekim Fiziği Enstitüsü’nden kütleçekim dalgası uzmanı Jonathan Gair’e göre, yüksek kırmızıya kayma evrenine gözlemlenebilir erişim, güçlü merceklenmiş kütleçekim dalgalarının tespitiyle mümkün olabilir. Ancak bu istatistiksel metodolojinin uzun zaman ufkunun, onu her zaman ilerleyen diğer yöntemlerle daha az rekabetçi hale getirip getirmeyeceğini sorguluyor. Bununla birlikte, Hollanda’daki Utrecht Üniversitesi’nden yerçekimsel dalga fizikçisi Chris Van Den Broeck, bu yöntemin kozmik çalışmalar üzerinde önemli bir etkisi olabileceğine inanıyor çünkü birçok varsayım ve belirsizlikle birlikte “tamamen yeni bir ölçüm yöntemi ekliyor”.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/117
