Einstein’ın genel görelilik teorisi zorlu bir sınavda

Bilim insanlarından oluşan bir araştırma grubunun kara deliklerin çarpışmasıyla ilgili çalışması, Albert Einstein’ın anıtsal genel görelilik teorisini “çökertmekle” tehdit ediyor

Sebastian Kettley

1915 yılında Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi yayınlandığında, fizik dünyasında çığır açan bir sıçramaya yol açmıştı. Teori, kara delikler, kütle çekimi ve ağır nesnelerin çevresindeki uzay ve zaman dokusunu nasıl bükebileceği konusundaki anlayışımızı biçimlendirdi. Ve yine de dünyanın dört bir yanındaki fizikçiler, evreni daha iyi anlama umuduyla bu tür delikler ve tutarsızlıklar hakkında teoriyi kurcalamaya devam ediyorlar.

YENİ BULGULAR TEORİYİ ZORA SOKACAK

Geçtiğimiz hafta Physical Review Letters dergisinde yayınlanan benzer bir çalışma, çarpışan kara deliklerin, Einstein’ın en büyük başarısını çökertip çökertmeyeceğini ele alıyor.

Kara delikler çarpıştığında ve daha büyük bir nesneler oluşturmak üzere birleştiğinde, açığa çıkan şok dalgaları uzayda dalgalanmaya neden olur.

Bu dalgalar, bilim insanlarının, LIGO (Laser İnterferometre Kütleçekimi-Dalga Gözlemevi) vasıtasıyla saptayabilecekleri yerçekimi dalgaları şeklinde ortaya çıkar.

Araştırmacılar, çok yakın bir döneme kadar, kütle çekimsel dalgaların algılanabilecek düzeyde sadece tek bir frekans ya da ton yaydığına inanıyorlardı.

Buna karşın, LIGO aracılığıyla toplanan veriler üzerinde yapılan incelemede, ilk defa yeni bir kara delik oluşumu sonucunda uzaya yayılan iki ses tonu keşfedildi.

Yeni tonlar veya yüksek tonlar, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ndeki (Caltech) araştırmacıların, Einstein’ın öngörülerinden birini pratikte sınamalarına olanak sağladı.

Einstein’ın ilkelerine göre, kara delik, kütlesinden ve spin’inden (dönüşünden) başka bir şeye bakmaksızın tam olarak tanımlanabilir.

Diğer yandan, Caltech’te yürütülen çalışmanın ortak yazarı ve yüksek lisans öğrencisi olan Matthew Giesler “Einstein’ın teorisi, eğer oyunda kuantum etkileri varsa çökebilir,” diyor.

KUANTUM ETKİLERİ ANLAYIŞIMIZI DEĞİŞTİRDİ

“Newton’un kütle çekim teorisi, kütle çekiminin zayıf olduğu bir yerde birçok testi geçebilir; fakat tıpkı kara deliklerin birleşmesini tanımlamaya çalışırken olduğu gibi, kütle çekimini en uç noktalarda tasvir etmek söz konusu olduğunda tamamen başarısızlığa uğruyor.”

“Benzer şekilde, nihayet kara deliklerden gelen sinyalleri gittikçe artan bir doğrulukla araştırırken, genel görelilik teorisi bile bir gün testi geçmekte başarısız olabilir.”

Kara delikler, Einstein’ın teorilerini test etmek için mükemmel adaylardır; zira inanılmaz miktarda kütle çekimi içeren aşırı olaylardır.

Araştırmacılar, LIGO Gözlemevi’nin sağladığı veriler sayesinde, genel göreliliğe meydan okumak için gereken orijinal yerçekimi dalgası frekanslarının üstünde olan yeni tonlar tespit ettiler.

Birbiriyle eşleştirilen iki frekans, Einstein’ın tahminleri doğrultusunda kara delikleri betimlemek için yalnızca kütle ve dönüşün yeterli olduğunu öngören “kusursuz” teorisini bir sınamadan geçirdi.

‘ŞİMDİLİK DOĞRU’

Kara deliklerin birleşimleri hakkındaki çalışma, neyse ki Einstein’ın mirasını oluşturan teorilerin doğruluğunu şimdilik kanıtladı.

Caltech’te fizik profesörü olan Alan Weinstein şunları söylüyor: “Bir olay ne kadar büyük ve yüksek sesli gerçekleşirse, LIGO da bu tonları o kadar fazla oranda tespit edebilir.”

“LIGO’nun kütle çekimsel dalgalar hakkındaki ilk tespitiyle, genel görelilik tarafından ifade edilen öngörüleri doğrulamış olduk.”

“Şimdiyse, ‘daha üst düzey modlar’ biçiminde adlandırılan daha yüksek ton ve daha zayıf sinyaller arayarak, teorinin geçeceği daha derin sınamalar ve hatta teorinin çöktüğüne ilişkin potansiyel kanıtlar arayışındayız.”

* Yazının aslı Express sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)