LIGO Bilim İnsanları Yerçekimi Dalgalarını Keşfediyor, Albert Einstein'ı Kanıtlıyor

Bugün Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) olan bilim adamları, sonunda yerçekimi dalgalarına dair kanıt bulduklarını doğruladılar ve böyle yaparak Albert Einstein'ı takıntılı olan 100 yıllık bulmacayı çözdüler. Fizikçiler tarafından şimdiye kadar yapılmış en önemli keşiflerden biri ve başka vahiylere doğru yol göstermeyi vaat ediyor.

LIGO direktörü David Reitze Perşembe günkü duyuruda, bilim topluluğunun etrafında dolaşan aylarca süren söylentileri doğruladığını söyledi. “Bu gerçekten bilimsel bir aylak. Ve biz yaptık - aya indi. ”

1916'da Einstein Görelilik Teorisi'ni yayınladı. Modern fiziğin temellerinde birçok yönden önemli bir rol oynar, teori yerçekimi dalgalarının varlığını önceden tahmin eder: kütle varlığından kaynaklanan dışa doğru hareket eden uzaydaki dalgalanmalar. Bu dalgalanmaların varlığını dile getiren Einstein, onları tam olarak yerleştirmeden önce öldü.

Einstein’ın çalışması seminal olduğundan, yerçekimi hakkında bildiğimizi düşündüğümüz hemen her şey yerçekimi dalgalarının varlığına bağlıdır. Bu, bugüne kadar, yerçekimi hakkında bildiklerimizin çoğunun doğrulanmadığı anlamına geliyor. Hepsi değişiyor.

Neden bu kadar uzun sürdü? Yerçekimi dalgaları o kadar ufak ve zayıf ki, bilim adamları -23 gücüne sahip bir ölçekte bir sinyal arıyorlar. Her zaman ikincil kanıtların teminatı olmuştur, ancak gerçek kanıtları bu ölçekte bulmak delice zordur, bu yüzden LIGO'nun 25 yıl önce bir araya getirilmiş olması. 16 ülke genelinde MIT, Caltech ve yaklaşık 1000 bilim insanı arasında bir işbirliği yapan LIGO, interferometre denilen bir şey inşa etti: dört kilometre uzunluğundaki bir cihaz, çapının 1 / 1000'i kadar küçük sinyalleri algılamak için aynalarla ileri geri lazerler proton.

LIGO, bu ultra hassas cihazlardan ikisini oluşturdu - biri Hanford, Washington ve diğeri Livingston, Louisiana'da - buldukları her şeyin doğrulanabilmesini sağlamak için. Her iki enstrüman da 2002 yılında yayına girdi ancak 13 yıl boyunca karanlıktan başka bir şey yoktu.

14 Eylül 2015'te, yeni yükseltilen interferometrelerin işletmeye alınmasından iki gün sonra LIGO araştırmacıları sonunda bir şey buldu. Daha sonra öğrenecekleri gibi, iki kara deliğin ürettiği bir sinyaldi - her biri yaklaşık 150 kilometre çapında ve güneşin kütlesinin 30 katı. Işık hızının yaklaşık yarısında birbirlerine sarılıyorlardı. Çarptılar ve tek bir kara delikte birleştiler.

Çarpışmanın attığı toplam enerji, evrendeki bütün yıldızlardan 50 kat daha güçlüydü.

Reitze'ye göre, kaydedilen sinyaller, Einstein’ın teorisinin bu koşullarda öngöreceği denklemlerle aynı çizgide idi. Bununla birlikte, o ve meslektaşları “zihinsel engelleme” verilerini buldu.

Sinyaller sadece yerçekimi dalgalarının neye benzediğine bakmak değildir. Ayrıca, birleşme olayının ve çarpışmalardan önceki ve sonraki kara deliklerin gerçek özelliklerini de gösterirler. LIGO bilim insanı Gabriela Gonzalez'e göre, yakalanan sinyallerin dalga biçimleri, birleştirilmiş kara deliğin aslında orijinal iki nesnenin toplamından biraz daha az olduğunu gösteriyor. Ayrıca, “bu birleşme 1,3 milyar yıl önce gerçekleşti” dedi, “Dünyadaki çok hücreli yaşam yeni yeni yayılmaya başladığında” dedi.

Gonzalez sinyalin değiştirilmiş bir ses kaydını çaldı - kısa, kuş gibi bir ses. “Bu, gelecek olanların ilkidir” dedi.

Bulguların sonuçları göz ardı edilemez. Keşif sadece asırlık bir gizemi dinlendirmekle kalmıyor, aynı zamanda evreni daha eşsiz bir mercekle öğrenmeye açılıyor. Perşembe öncesi, astrofizikçiler aslında evreni elektromanyetik spektrumda incelemekle sınırlı kaldılar. Çok şey öğrenmiş olsak da, yerçekimi dalgalarını gözlemlemeden ve ölçmeden okuyamayacağımız yıldızlar, süpernovalar, kara delikler ve diğer fenomenler hakkında çok fazla şey var. Sonunda bu sinyalleri dinleyebildiğimizi bilmek, bilim adamlarını eskiden kapalı olan bir kısmına açar.

Aslında, LIGO’nun sonuçları, kara deliklerin varlığını etkin bir şekilde kanıtlamaktadır.

Belki de en merak uyandıran, ünlü astrofizikçi ve LIGO kurucu ortağı Kip Thorne (7'nci sırada, ancak şimdiye kadar kesinlikle yukarı doğru eğilimli) üzerinde durduğunu vurguladı; Büyük Patlama'dan bu yana evren.

Diğer sorular bilim adamları daha büyük yerçekimi dalgaları çalışmalarıyla cevap verebilirler: Evren ne kadar hızlı büyüyor? Süpernovaya ne sebep olur? Yerçekimi dalgaları ışığa kıyasla ne kadar hızlı hareket eder?

Ulusal Bilim Vakfı direktörü France Cordova, LIGO'yu başlatmak “büyük bir riskti” dedi. Ancak bugün bu riskin karşılığını almış gibi görünüyor. “Einstein ışınlanacaktı.”

Perşembe’nin duyurusu da kesinlikle daha büyük umutlar uyandıracak. LISA Yol Bulucu - eLISA için test alanı olarak görev yapan bir uzay aracı, alan tabanlı bir interferometre - ve bu projeye yatırılan para ve zamanı büyük ölçüde doğrulayacak.

Ve bu sadece başlangıç. Evren hakkında mümkün olabileceğini düşündüğümüzden daha fazlasını öğreneceğiz ve nihayetinde evrenin kökenlerini ve geleceğini anlamaya daha da yaklaşacağız. Reitze, “Asıl heyecan verici olan, bir sonraki şey olacak” dedi.