24 Ocak 2022 Pazartesi

İstanbul, Türkiye

İzafiyet Teorisini Kim Buldu

Image

1905'te Albert Einstein, fizik yasalarının hızlandırıcı olmayan gözlemciler için aynı olduğunu ve bir boşluktaki ışığın hızının tüm gözlemcilerin hareketinden bağımsız olduğunu belirledi. Bu özel görelilik teorisidir. Fizik için yeni bir çerçeve oluşturdu ve yeni zaman ve mekan kavramları önerdi.
 
Einstein daha sonra 10 yılını 1915'te hızlanmaya çalışmak için harcadı. İçinde, büyük nesnelerin uzay-zamanda yerçekimi olarak hissedilen bir çarpıtmaya neden olduğunu belirledi.
 
Yerçekimi römorkörü
 
İki nesne bir çekim kuvveti sergiler. Sir Isaac Newton, üç hareket yasasını formüle ederken iki nesne arasındaki çekim miktarını belirledi. İki cisim arasındaki çeki kuvveti, iki yalanın ne kadar uzakta olduğuna bağlıdır. Dünyanın merkezi sizi geri çekiyor olsa bile (sizi sıkıca yere yerleştirmiş halde), kitlenin merkezi Dünya'da geri çekiyor. Fakat daha büyük beden zar zor geliyor. Yine de Newton yasaları, yerçekiminin bir nesnenin doğuştan gelen bir gücü olduğunu varsayar.
 
Albert Einstein, özel görelilik teorisinde, fizik yasalarının hızlanmayan tüm gözlemciler için aynı olduğunu belirledi. Sonuç olarak, uzay ve zamanın uzay-zaman olarak bilindiğini buldu. Aynı anda meydana gelen olaylar.
 
Einstein, genel görelilik teorisi denklemlerini çözerken, devasa nesnelerin uzay-zamanda çarpıma neden olduğunu fark etti. Bir trambolinin merkezinde büyük bir vücut düşünün. Gövde, kumaşın içine bastırarak çürümesine neden olur. Kenardan yuvarlanan bir mermer, bir gezegenin yerçekiminin uzayda kayalara çektiği şekilde çekilerek vücuda doğru içe doğru sarılır.

Deneysel kanıt
 
Her ne kadar aletler uzay-zamanı göremiyor veya ölçemiyor olsa da, çözgü tarafından öngörülen fenomenlerin birçoğu doğrulandı.
 
Einstein'ın Haçı, yerçekimi merceğine bir örnektir.
 
(Görüntü kredisi: NASA ve Avrupa Uzay Ajansı (ESA))
Yerçekimi mercekleştirmesi: Kara delik gibi büyük bir nesnenin etrafındaki ışık bükülür ve arkasındaki nesneler için mercek görevi görür. Gökbilimciler bu yöntemi rutin olarak devasa nesnelerin arkasındaki yıldızları ve galaksileri incelemek için kullanırlar.
 
Pegasus takımyıldızında bir quasar olan Einstein Cross, yerçekimi merceğinin mükemmel bir örneğidir. Quasar, Dünya'dan yaklaşık 8 milyar ışık yılı uzakta ve 400 milyon ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksinin arkasında oturuyor. Kuasarın dört görüntüsü galaksinin etrafında belirir, çünkü galaksinin yoğun ağırlığı, quasardan gelen ışığı büker.

Yerçekimi merceklenmesi, bilim insanlarının oldukça hoş şeyler görmesine izin verebilir, ancak yakın zamana kadar mercek çevresinde gördükleri oldukça statik kaldı. Bununla birlikte, mercek çevresinde seyahat eden ışık farklı bir yol izlediğinden, her biri farklı bir zaman diliminde seyahat ettiğinden, bilim adamları, bir süpernova'nın, büyük bir galaksiyle büyütüldüğü için dört farklı kez meydana geldiğini gözlemleyebildiler.
 
Bir başka ilginç gözlemde, NASA'nın Kepler teleskopu, beyaz bir cüce olarak bilinen ve ikili bir sistemde kırmızı bir cüce etrafında dönen ölü bir yıldızı gördü. Beyaz cüce daha büyük olmasına rağmen, arkadaşından çok daha küçük bir yarıçapa sahiptir.
 
California Teknoloji Enstitüsü'nden Avi Shporer yaptığı açıklamada, "Teknik, yaklaşık 3000 kilometre uzaklıktaki bir ampul üzerindeki bir pire tespit edilmeye eşdeğerdir, kabaca Los Angeles'tan New York City'ye uzaktadır." Dedi.
 
Merkür'ün yörüngesindeki değişiklikler: Merkür'ün yörüngesi, büyük güneş etrafındaki uzay-zaman eğriliği nedeniyle zaman içinde çok yavaş ilerlemektedir. Birkaç milyar yıl içinde Dünya ile çarpışabilir.
 
Dönen cisimler etrafındaki uzay-zamanın karesi sürüklemesi: Dünya gibi ağır bir cismin dönüşü etrafındaki uzay-zamanı bükmeli ve deforme etmelidir. 2004 yılında NASA, Gravity Probe B GP-B'yi başlattı. Kesin kalibre edilmiş uydu, içerideki jiroskopların eksenlerinin zamanla çok hafifçe kaymasına neden oldu ve bunun sonucunda Einstein'ın teorisine rastladı.
 
Stanford Üniversitesi'nden Gravity Probe-B baş araştırmacısı Francis Everitt, "Dünyayı balın içine dalmış gibi hayal edin." Dedi.
 
“Gezegen döndükçe etrafındaki bal girer ve boşluk ve zamanla aynıdır. GP-B, astrofizik araştırmaları arasında geniş kapsamlı etkilere sahip olan Einstein'ın evreninin en derin tahminlerinden ikisini doğruladı.”
 
Gravitasyonel kırmızıya kayma: Bir nesnenin elektromanyetik radyasyonu, bir çekim alanı içerisinde hafifçe gerilir. Acil bir araçtaki bir sirenden çıkan ses dalgalarını düşünün; Araç bir gözlemciye doğru ilerledikçe, ses dalgaları sıkıştırılır, ancak hareket ettikçe uzarlar veya yeniden kaydırılırlar. Doppler Etkisi olarak bilinen aynı fenomen, tüm frekanslarda ışık dalgaları ile oluşur. 1959'da, iki fizikçi, Robert Pound ve Glen Rebka, Harvard Üniversitesi'ndeki bir kulenin kenarındaki radyoaktif demirin gama ışınlarını çekti ve yerçekiminden kaynaklanan çarpılmalar nedeniyle doğal frekanslarından çok daha az bulduklarını belirtti.
 
Yerçekimi dalgaları: İki kara deliğin çarpması gibi şiddetli olayların yerçekimi dalgaları olarak bilinen uzay-zaman içinde dalgalanmalar yaratabileceği düşünülmektedir. 2016 yılında, Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO), bu anlatı göstergelerinin kanıtlarını bulduğunu duyurdu.
 
2014 yılında, bilim adamları, Antarktika'daki Kozmik Ekstralaklak Polarizasyon (BICEP2) teleskopunun Arka Plan Görüntüleme'sini kullanarak Büyük Patlama'dan kalan yerçekimi dalgalarını tespit ettiklerini açıkladılar. Bu tür dalgaların kozmik mikrodalga fonunda gömülü olduğu düşünülmektedir. Bununla birlikte, daha fazla araştırma, verilerinin görüş doğrultusunda tozla kirlendiğini ortaya koydu.
 
Avrupa Uzay Ajansı'nın Planck uzay görevinin kozmik dalgaları aramak için görevli bir proje uzmanı olan Jan Tauber, "Çok erken evrenin bu eşsiz kaydını aramak heyecan verici olduğu kadar zor." Dedi.
 
LIGO 14 Eylül 2015'te onaylanan ilk yerçekimi dalgasını tespit etti. Louisiana ve Washington merkezli enstrüman çifti yakın zamanda geliştirildi ve çevrimiçi olmadan önce kalibre edilme sürecindeydi. İlk tespit o kadar büyüktü ki, LIGO sözcüsü Gabriela Gonzalez'e göre ekibin aylarca bir aksaklık olmadığına dair gerçek bir sinyal olduğuna ikna etmek için birkaç ay boyunca analiz yapıldı.
 
Haziran 2016'daki 228 Amerikan Astronomik Toplum toplantısında yaptığı konuşmada, "İlk tespiti çok açık bıraktığımız için çok şanslıydık" dedi.
 
Aynı yılın 26 Aralık'ında ikinci bir sinyal görüldü ve bununla birlikte üçüncü bir adaydan bahsetti. İlk iki sinyal neredeyse kesin olarak astrofiziksel olmasına rağmen - Gonzalez milyonda bir bölümden daha azının başka bir şey olduğunu söyledi - üçüncü adayın yerçekimi dalgası olma ihtimalinin yalnızca yüzde 85'i vardı.
 
Birlikte, iki kesin tespit, içe doğru giren ve çarpışan kara delik çiftleri için kanıt sağlar. Zaman geçtikçe, Gonzalez LIGO ve Hindistan tarafından planlanan gibi diğer gelecek enstrümanlar tarafından daha fazla çekim kuvveti tespit edileceğini tahmin ediyor.