Suya bir taş atıldığında, gergin bir ipe vurulduğunda, bir yay sıkıştırılıp bırakıldığında ve gırtlağımız titreştiğinde dalgalar meydana gelir. Her bir durumdaki dalganın oluştuğu ortam farklıdır. Mesela su dalgası suda, ses dalgası havada yaratılır. Dalgaların ortak özelliklerinden bazıları; hepsinin dalga boylarının, frekanslarının ve genliklerinin olmasıdır. En önemli özelliklerinden bir tanesi de dalgayı tetikleyecek bir kaynağın olmasıdır. Mesela yayda dalga meydana getirmek için yayı germek gerekir.

Einstein tarafından öngörülen kütle çekim dalgaları ise uzay zamanın dalgalanması şeklinde tarif edilebilir. Bu dalgalar, genel izafiyet teorisinin bir sonucu olarak, 1916 yılında Einstein tarafından ortaya atılmıştır. Yıldızlararası boşluktan gökadalar arası boşluğa kadar bütün uzayın su gibi bir madde ile dolu olduğunu düşünün. Bu durumda, mesela iki karadelik çarpıştığında, uzayın kendisi suyun dalgalanması gibi dalgalanmaktadır. Esasen öteden beri hem maddenin hem de uzayın dokusu ve esasının esir maddesi olduğuna dair birçok tartışma yapılmıştır. Uzayda bir dalgalanma varsa, bunun bütün uzayı dolduran esir maddesi sebebiyle olması kuvvetle muhtemeldir.

Aslında sevgili Peygamberimizin, “Semâ, mevc-i mekfûftur (hapsedilmiş dalgadır)” (Tirmizi, tefsîru sûre 57/1) şeklindeki hadis-i şerifi, semanın boşluk olmadığı konusunda bize ipucu vermektedir. Bediüzzaman Hazretleri, bu hadis-i şerife “Semâ, emvâcı karardâde olmuş bir denizdir,” yani “Uzay, dalgaları durgunlaşmış, sakin bir hâle gelmiş bir deniz gibidir” diye mana vermiştir. Ayrıca, Yâsin sûresinin 40. âyetinin meali şu şekildedir: “Hepsi bir felekte (yörüngede) yüzüp gitmektedir.” “Yüzme” bir boşlukta değil, ancak bir madde içinde olabileceğine göre, âyette uzay boşluğu bir denize benzetilmektedir.

Kütle Çekim Dalgalarının Keşfedilmesi

11 Şubat 2016 tarihinde, Einstein’ın 1916 yılında öngörmesinden tam 100 yıl sonra, kütle çekim dalgaları, yaklaşık 1000 fizikçiden oluşan bir deney ekibi tarafından tespit edildi ve bu keşif 2017 yılında üç fizikçiye Nobel ödülü kazandırdı. LIGO gözlemevi, çok hassas olarak düzenlenmiş interferometre ile 1,3 milyar yıl önce çarpışan, biri 29 güneş, diğeri 36 güneş kütlesine sahip iki karadeliğin meydana getirdiği kütle çekim dalgalarını tespit etti.

Araştırmacıların deneyde kullandıkları alet (lazer interferometresi) o kadar hassastır ki bize en yakın yıldızın uzaklığını bir saç telinin kalınlığı kadar bir hata ile ölçebilmektedir.

Bir interferometrenin çalışma prensibi tek kaynaktan çıkan bir lazer demetinin iki dik bileşene ayrılması ve tekrar birleştirilmesi mantığına dayanmaktadır. Ayrışan lazer ışınları birbirine dik mesafelerde gidip aynalardan yansıyarak geri geldikten sonra hedefe aynı zamanda varmaktadır. İlmîterminolojiyle, aralarında faz farkı olmamaktadır. Fakat eğer ışınlar kütle çekim dalgaları gibi bir etkiye maruz kalırsa, dalgalar hedefe aynı anda ulaşmaz, yani faz farkı oluşturduklarından ekran üzerinde girişim deseni meydana gelir. İşte iki karadeliğin çarpışması sonucu meydana gelen dalgalar dünyaya ulaştıklarında LIGO ekibi tarafından yapılan interferometrenin bulunduğu bölgeden geçerken, bir birine dik lazer demetlerinin hareketlerine tesir ederek detektöre ulaşmalarında bir zaman farkı oluşturdular. Bu deneyde lazer ışınları birbirine dik dört kilometre uzunluğundaki vakum tünelleri içinde hareket ettirilerek gelen kütle çekim dalgalarının etkisi hesaplanmıştır. Tünellerin uzunluğu o kadar hassas ayarlanmıştır ki arada bir fark varsa, ancak proton boyutlarında bir farktır.

Lazer interferometresinin bu kadar hassas ayarlanmasındaki sebep, çarpışan iki karadeliğin meydana getirdiği dalgaların bize ulaştıklarında çok zayıf olması ve bu zayıflıktaki dalgaları ancak çok hassas bir deney düzeneğinin yakalayabilmesidir. Diğer bir ifadeyle, güneş sistemine ulaşan kütle çekim dalgaları Güneş ile dünya arasındaki uzaklığı ancak bir atom boyutu kadar değiştirebildiğinden deneyin atom boyutundan daha hassas olması gerekiyordu. Kısacası, düzenek o kadar hassas ayarlanmıştı ki lazer ışınlarında, protonunun boyutunun 10.000’de 1’i kadar bir gecikmeyi bile tespit edebilecek derecededir. Bu arada proton, atom çekirdeğinde bulunan ve çapı 10-15metre (milimetrenin milyon kere milyonda biri) olan bir parçacıktır.

Diğer taraftan kütle çekim dalgaları iki farklı interferometrede aynı anda tespit edildi. Aralarında yaklaşık 3220 km bulunan iki ayrı interferometrede ölçülmesin sebebi, tespit edilen dalgaların gerçekten kütle çekim dalgaları olduğunu garanti etmek içindi.

Kütle Çekim Dalgaları Bize Neler Anlatıyor?

Kütle çekim dalgalarının keşfedilmiş olması, Einstein’ın teorisinin doğrulamıştır. Ayrıca bilim insanlarını heyecanlandıran en önemli kısmı, bundan sonra uzayı keşfetmek için ışık ve radyo dalgalarının yanında kütle çekim dalgalarından da istifade edilecek olmasıdır. İleride kütle çekim dalgalarına göre çalışan teleskoplar yapılması ya da uzaya kurulacak gelişmiş lazer interferometrelerle diğer kütle çekim dalgalarının keşfedilmesi beklenmektedir.

Kütle çekim dalgaları uzayda sürekli yaratılmaktadır. İki karadeliğin çarpışmasından süpernovaların patlamasına kadar uzayda vücuda getirilen büyük çaplı hadiseler uzay denizini dalgalandırmaktadır. Bu dalgaları yakalayan sistemlerin bize uzayın yapısı hakkında yeni bilgiler vereceği ve dolayısıyla yeni keşiflere yol açacağı beklenmektir.

Kütle çekim dalgalarının teknolojik aletlerle keşfedilmiş olması, teknolojinin bilimi, bilimin de teknolojiyi beslediğine güzel bir misaldir. Ayrıca bu çalışma, CERN deneylerinde olduğu gibi, artık bazı buluşların büyük ekipler tarafından ancak keşfedilebileceğine bir örnektir.

Kâinat yaratıldığında başlayan muazzam genişleme sonucu uzayın dalgalandığı tahmin edilmektedir. Böyle bir dalgalanmanın etkisinin halen var olabileceği ifade edilmekte ve keşfedilen kütle çekim dalgalarından sonra bu dalgaları yakalamak için yeni çalışmaların yapılacağı beklenmektedir. Bu tür son derece hassas düzeneklerle Büyük Patlama teorisinin de doğrulanması an meselesidir.

Öyle görünüyor ki teknolojik gelişmeler, yeni keşiflere zemin hazırlayacaktır. Bu keşifler, kâinatın yapısı hakkında yeni bilgilere ulaşmamıza yardımcı olacaktır. Risale-i Nur’da beyan edildiği gibi, “Kâinat bin birlikler perdeleri içinde sarılı bir gül goncası gibidir.” Her yeni keşif, bu gül goncasının güzelliklerine ayna olacaktır.

Kaynak

“What are Gravitational Waves?” www.ligo.caltech.edu/page/what-are-gw