Yerçekimi Dalgalarının şifresini Çözmek
İki kara delik çarpıştığında, etkileri o kadar büyüktür ki Dünya’da bile tespit edilebilirler. Bu nesneler çok büyük oldukları için çarpışma uzay-zamanda dalgalanmalar yaratır. Bilim insanları bu dalgalanmaları kütleçekim dalgaları olarak adlandırıyor. Albert Einstein yerçekimi dalgaları fikrini 1916 yılında öngörmüştü, ancak fizikçiler 2015 yılında LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) ile bunları doğrudan tespit edemediler.
Şimdi, Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi ve diğer federal kurumlar tarafından desteklenen bilim insanları, bu yerçekimi dalgalarını ve bize kara delikler hakkında neler söyleyebileceklerini daha iyi anlamak için çalışıyorlar.
Son derece güçlü olmalarının yanı sıra, bu çarpışmalar inanılmaz derecede karmaşık bir fiziğe sahiptir. Doğru olması için bilgisayar simülasyonlarının da karmaşık olması gerekir. Simülasyon sürecin tüm aşamalarını içermelidir: kara delikler birbirleriyle çarpışır, birleşir, yok olan kara deliklere dönüşür ve sonra tek bir kara deliğe yerleşir. Bu süreç o kadar karmaşıktır ki bilim insanları simülasyonları çalıştırmak için süper bilgisayarlara ihtiyaç duyarlar.
Fizikçiler bu simülasyonlardan elde ettikleri sayısal verileri sürecin modelleriyle karşılaştırıyor. Modelin eski versiyonunda kütleçekim dalgalarının birbirlerini etkilemediği ya da birbirleriyle etkileşime girmediği varsayılıyordu. Ancak bilim insanları bunun doğru olmadığından şüpheleniyordu. İki kişinin bir havuzda yan yana durduğunu ve bir dalga yarattığını varsayalım. Eğer her ikisi de çok küçük dalgalar yaratırsa, dalgalar birbirleriyle etkileşime girmeyebilir. Bunun nedeni, etkileşime giremeden yok olacak olmalarıdır. Ancak her ikisi de büyük dalgalar yaratırsa, dalgalar birbiriyle çarpışacak ve yeni dalgalar yaratacaktır. Çarpışmaların güçlü kütleçekim dalgaları üretebileceğini bilen bilim insanları, kütleçekim dalgalarının birbirleriyle etkileşime girebileceğini düşündüler, ancak böyle bir dalga ortaya çıkmadı.
California Teknoloji Enstitüsü, Columbia Üniversitesi, Mississippi Üniversitesi, Cornell Üniversitesi ve Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nden araştırmacılardan oluşan bir ekip bu sayısal çıktıyı yeni ve daha ayrıntılı bir şekilde analiz etti. Beklendiği gibi, analiz kütleçekim dalgalarının birbirleriyle etkileşime girdiğine dair kanıtlar gösterdi. Her dalga diğerlerini biraz değiştiriyor. Bu etkileşim, her biri kendi bağımsız frekansına sahip yeni bir dalga türü yaratıyor. Bu yeni dalgalar orijinal dalgalara göre daha küçük, daha düzensiz ve öngörülemezdir. Bilim insanları bu özelliği modellerine dahil ederek, sayısal çıktıların onlara ne söylediğini daha doğru bir şekilde açıklayabilirler.
Bu tür etkileşimleri çarpışan kara delik modellerine eklemek, modelleri daha doğru hale getirir. Buna karşılık, bu tür modeller gerçeklik gözlemlerinin daha iyi yorumlanmasına yardımcı olacaktır. Model ne kadar doğru olursa, LIGO verilerinin yorumlanması da o kadar doğru olur.
Daha iyi modeller, bilim insanlarının genel göreliliğin kara deliklerde gerçekte neler olduğunu açıklamak için uygun bir teori olup olmadığını anlamalarına da yardımcı olabilir. Einstein tarafından geliştirilen ünlü teori genel görelilik, yerçekiminin uzay-zamanı nasıl etkilediğini geniş bir şekilde açıklıyor, ancak bu teorinin kara deliklerin garip özelliklerine ne ölçüde uygulandığı hala belirsiz.
Kara delik çarpışmaları Dünya’dan ve günlük yaşamımızdan hayal edilemeyecek kadar uzaktır. Kütleçekim dalgalarını kendimiz hissedemiyoruz, ancak bilim insanları tarafından üretilen veriler ve modeller sayesinde bu şaşırtıcı fenomen hakkındaki bilgilerimiz her geçen gün artıyor.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Yerçekimi Dalgalarının şifresini Çözmek