Keşif, astronomide yeni bir çağın başlangıcını oluşturuyor

(Dan Tri) - On yıl önce, bilim insanları evrenin sesini ilk kez duydular. Bu keşif, Einstein'ın önemli bir öngörüsünü kanıtladı ve astronomide yeni bir çağ açtı.

Solda: Fizikçi Albert Einstein, sağda: Bay Carl Knox - Yaratıcı Teknoloji ve Bilimsel Görselleştirme Uzmanı, Swinburne Teknoloji Üniversitesi, Avustralya.

Bu, kütleçekim dalgalarının ilk keşfiydi . Einstein'ın genel görelilik teorisinin temel bir öngörüsünü kanıtladı. Şimdi ise kütleçekim dalgalarının yeni bir keşfi, astronomi alanında bir başka "dev" olan Stephen Hawking'in bir teorisini doğruladı.

Yerçekimi dalgaları nelerdir?

Kütleçekim dalgaları, uzay-zaman dokusunda ışık hızında hareket eden "dalgalanmalardır". Çarpışan kara delikler veya nötron yıldızları adı verilen büyük yıldız kalıntılarının birleşmesi gibi, son derece hızlı ivmelenen büyük kütleli cisimler tarafından oluşturulurlar.

Evrende yayılan bu dalgalanmalar ilk kez 14 Eylül 2015'te ABD'deki Lazer İnterferometre Kütleçekim Dalgası Gözlemevi'nin (LIGO) iki dedektörü tarafından doğrudan gözlendi.

GW150914 adı verilen ilk sinyal, her biri Güneş'in kütlesinin 30 katından fazla kütleye sahip ve Dünya'dan bir milyar ışık yılı uzakta bulunan iki kara deliğin çarpışmasından geldi.

Bu, Einstein'ın görelilik kuramının 100 yıl önce öngördüğü kütleçekim dalgalarının ilk doğrudan kanıtıydı. Bu keşif nedeniyle üç bilim insanı Rainer Weiss, Barry Barish ve Kip Thorne'a 2017 Nobel Fizik Ödülü verildi.

Simülasyon, birbirinin yörüngesinde dönen iki kara deliğin oluşturduğu kütle çekim dalgalarını gösteriyor ( Video : MPI).

On yıldan kısa bir sürede yüzlerce sinyal

2015 yılından bu yana LIGO'nun yanı sıra İtalyan Virgo ve Japon KAGRA dedektörleri tarafından 300'den fazla kütleçekim dalgası gözlemlendi.

Uluslararası LIGO/Virgo/KAGRA işbirliği, birkaç hafta önce dördüncü gözleminden elde ettiği son sonuçları duyurdu ve bilinen kütleçekim dalgalarının sayısını iki katından fazla artırdı.

İlk keşiften on yıl sonra, Avustralya Araştırma Konseyi'nin Yerçekimi Dalgası Keşif Merkezi'nden (OzGrav) Avustralyalı bilim insanlarının da aralarında bulunduğu uluslararası bir işbirliği, yakın zamanda GW250114 adlı yeni bir yerçekimi dalgası sinyali duyurdu.

Bu sinyal, GW150914 kodlu ilk kütleçekim dalgası sinyalinin neredeyse mükemmel bir kopyasıdır.

Gözlemlenen kütleçekim dalgası GW250114 (LVK 2025). Gözlem verileri açık gri renkte gösterilmiştir. Düz mavi eğri, gözlemlenen sinyalle mükemmel uyum gösteren en uygun teorik dalga formu modelini temsil eder.

GW250114'ü oluşturan kara delik çarpışması, GW150914'e çok benzer fiziksel özelliklere sahiptir. Ancak, son on yılda kütleçekim dalgası dedektörlerinde yapılan önemli iyileştirmeler sayesinde yeni sinyal çok daha net bir şekilde görüldü (GW150914'ten neredeyse dört kat daha güçlü).

İlginç olan, bir başka öncü fizikçinin, Stephen Hawking'in fikirlerini test etmemize olanak sağlaması.

Hawking de haklıydı.

Fizikçiler Stephen Hawking ve Jacob Bekenstein, 50 yıldan fazla bir süre önce kara delikleri tanımlayan bir dizi yasa formüle ettiler.

Hawking'in kara delik mekaniğinin ikinci yasası, aynı zamanda Hawking alan teoremi olarak da bilinir ve bir kara deliğin olay ufkunun alanının her zaman artması gerektiğini belirtir. Yani kara delikler çökemez.

Bu arada Bekenstein, bir kara deliğin alanının entropisiyle (veya düzensizliğiyle) doğrudan ilişkili olduğunu gösterdi. Termodinamiğin ikinci yasası, entropinin sürekli artması gerektiğini söyler: evren sürekli daha düzensiz hale gelir. Bir kara deliğin entropisi de zamanla arttığından, bu bize alanının da artması gerektiğini söyler.

Bu fikirleri nasıl test edebiliriz? Görünüşe göre kara delikler arasındaki çarpışmalar mükemmel bir araç. Yeni ölçümün hassasiyeti, bilim insanlarının Hawking'in alan teoreminin bugüne kadarki en hassas testini gerçekleştirmelerine olanak tanıyor.

İlk tespit olan GW15091 kullanılarak yapılan önceki deneyler, sinyalin Hawking yasasıyla uyumlu olduğunu göstermiş ancak bunu kesin olarak doğrulayamamıştır.

Kara delikler şaşırtıcı derecede basit nesnelerdir. Bir kara deliğin ufuk alanı, astronomik bir kara deliği tanımlamak için gereken tek parametreler olan kütlesine ve dönüşüne bağlıdır. Kütle ve dönüş ise kütleçekim dalgalarının şeklini belirler.

Bilim insanları, gelen kara delik çiftinin kütlelerini ve spinlerini ayrı ayrı ölçerek, bunları çarpışmadan sonra kalan son kara deliğin kütlesi ve spiniyle karşılaştırarak, çarpışan iki kara deliğin alanını son kara deliğin alanıyla karşılaştırmayı başardılar.

Veriler, alanın artacağı yönündeki teorik öngörüyle mükemmel bir uyum gösteriyor ve Hawking yasasını güçlü bir şekilde destekliyor.

Gelecekte kütleçekim dalgalarının gözlemlenmesi, daha sıra dışı bilimsel teorileri test etmemize ve hatta evrenin eksik bileşenleri olan karanlık madde ve karanlık enerjinin doğasını araştırmamıza olanak tanıyacak.

Kaynak: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-mo-ra-ky-nguyen-moi-trong-thien-van-hoc-20250930235223429.htm