Uzaydaki Titreşimleri Tespit Eden Dedektörler: LIGO ve Virgo
"Evren genişliyor" dediğimizde aklımıza evrenin en uç noktasının hiçliğe doğru gittiği gibi bir düşünce gelebilir. Oysa evrenin genişlemesini bir balonun şişmesine benzetmek daha doğru olabilir.
R. Hurt/Caltech-JPL - Nötron yıldızlarının birleşmesi sırasında yayılan kütleçekimsel dalgaların benzetimi
"Evren genişliyor" dediğimizde aklımıza evrenin en uç noktasının hiçliğe doğru gittiği gibi bir düşünce gelebilir. Oysa evrenin genişlemesini bir balonun şişmesine benzetmek daha doğru olabilir. Dört boyutlu (üç uzay ve bir zaman) evren başlangıçta bir nokta büyüklüğündeydi, sonrasında ise giderek genişlemeye ve daha fazla hacim kaplamaya başladı. Tıpkı iki boyutlu bir balonun şişerken yüzey alanının giderek artması gibi. Şişen bir balonun üzerinde duran bir karınca uzaktaki başka bir karıncanın kendisinden uzaklaştığını görüp o karıncanın hareket ettiğini düşünebilir. Ancak diğer karınca balonun üzerinde yer değiştirmiyor olsa bile şişme sebebiyle aralarındaki mesafe zaten artmaktadır. Evrendeki iki gökcisminin birbirlerine göre konumlarının değişmesinin iki nedeni vardır: birincisi gökcisimlerinin uzaydaki hareketlerinden, ikincisi uzayın genişlemesinden kaynaklanan değişimler. Ancak şunu da not edelim ki uzayın genişlemesi, içindeki nesnelerin de şişerek daha büyük hacim kapladıkları anlamına gelmez. Çünkü cisimleri bir arada tutan kuvvetler buna engel olur. Genişleyen uzaydır, nesneler değil.
Genel görelilik kuramı ivmelenen kütlelerin kütleçekimsel dalgalar yayacağını söyler. İki gökcismi arasından geçen kütleçekimsel dalgalar cisimlerin arasındaki mesafenin değişmesine sebep olur. Bu değişimler o kadar küçüktür ki sıradan yöntemlerle ölçülmesi mümkün değildir; bir protonun çapının on binde birinden küçük mesafeleri ölçebilecek kadar hassas “cetveller” gerekir. Bu yüzden kütleçekimsel dalgaları tespit edebilecek kadar hassas teknolojilerin geliştirilmesi uzun yıllar aldı. Şu anda biri ABD’deki Lousiana’da biri de Washington’da kurulu Lazer Girişimölçer Kütleçekimsel Dalga Gözlemevi (LIGO) dedektörleri ve İtalya’daki Pisa'da kurulu Avrupa Kütleçekimsel Dalga Gözlemevi Virgo dedektörü olmak üzere çalışmakta olan üç kütleçekimsel dalga dedektörü var. Bu dedektörler sadece tek bir “cetvel”den değil, birbirine dik iki “cetvel”den oluşur ve ölçümü iki “cetvel”in uzunluk farkını bularak yapar.
14 Eylül 2015'te LIGO dedektörleri ilk defa kütleçekimsel dalgaları tespit etti. Bu kütleçekimsel dalgalar yaklaşık 1,4 milyar ışık yılı uzaklıktaki, biri 35, diğeri 30 Güneş kütlesindeki iki karadeliğin birleşmesi sırasında yayılmıştı.
29 Temmuz 2017'de LIGO dedektörleri tarafından yapılan gözlemde bundan beş milyar yıl önce gerçekleşmiş bir karadelik birleşmesinde oluşan kütleçekimsel dalgalar tespit edildi. Bu olay şimdiye kadar gözlemlenmiş en uzaktaki ve en şiddetli patlamaydı. Bu birleşmede Güneş'in kütlesinin beş katı kadar kütlenin kütleçekimsel dalgalara dönüşerek yayıldığı düşünülüyor.
Lousiana’da kurulu LIGO dedektörü
18 Ağustos 2017'de LIGO ve Virgo dedektörleri tarafından birlikte yapılan gözlemde ise kütleçekimsel dalgaların kaynağı olan olayın uzayın hangi bölgesinde gerçekleştiği de belirlendi. Detaylı analizler, dalgaların kaynağının 2,5 milyar yıl önce gökyüzündeki 39 derece karelik bir alanın içinde gerçekleşen bir karadelik-karadelik birleşmesi olduğunu gösterdi.
LIGO ve Virgo araştırmacıları bugüne kadar birlikte on karadelik-karadelik ve bir de nötron yıldızı-nötron yıldızı birleşmesinden ortaya çıkan kütleçekimsel dalgaları tespit etti.
LIGO Caltech - Bugüne kadar tespit edilen karadelik birleşmelerine ait benzetimler
LIGO ve Virgo normal teleskoplar gibi sağa-sola veya yukarı-aşağı oynayan cihazlar olmadığından bunlarla algılanan dalgaların yönünü bulabilmek hayli zor. LIGO/Virgo sistemini oluşturan üç ayrı dedektörün sağladığı çok hassas ölçümlerle bile bu belirleme güçlükle yapılabiliyor.
Şu anda geliştirme çalışmaları devam eden dedektörler 2019 baharında tekrar veri toplamaya başlayacak.
