Rivayet odur ki, o sırada henüz ‘Sir’ ünvanı taşımayan Isaac Newton, büyük veba salgınında Cambridge Üniversitesi’nde eğitime ara verilince annesinin ve üvey babasının köydeki evine gider, çalışmaya orada devam eder.
Bahar günü evin bahçesinde çalışırken, bugün hala orada durduğu öne sürülen elma ağacından bir elma düşer. Newton rivayete göre bunun üzerine kütle çekimi üzerinde çalışmaya başlar ve bugün hepimizin lisede öğrendiği kanunları bulur.
Newton, zamanının teknolojisi ve bilimsel bilgisi de elvermediği için kütle çekiminin nasıl gerçekleştiğini bilemez ama bu konuda bir tahmin yürütür, kütle çekiminin gözle görünmez bir etkiyle gerçekleştiğini düşünür. (Mıknatısın çekmesi gibi.)
Ondan yüzyıllar sonra İsviçre’nin Bern kentindeki patent ofisinde çalışıp geçinecek para kazanmaya çalışan bir doktora öğrencisi olan Albert Einstein bu konuya geri döner. Einstein, Newton’dan farklı düşünmektedir; ona göre kütle çekimi manyetizma gibi atom altı bir etkiden kaynaklanmamaktadır.
Einstein’a göre kütle çekimi, uzay-zaman adını verdiği dört boyutlu düzlemde kütlenin varlığının sadece bir sonucudur.
YouTube’a girerseniz onlarca video var, bunların hepsinde Einstein’ın kütle çekim teorisi, yani genel görelilik anlatılırken gergin mi gergin bir çarşaf kullanılıyor. Birisi, ‘Bakın bu güneş’ diye ağır bir küreyi gergin çarşafın üzerine bırakıyor, çarşaf tabii bir miktar çöküyor. Sonra gezegenleri temsil eden bilyeleri ‘güneş’ten uzağa bırakıyor ve o bilyeler güneşin açtığı çukura doğru ama güneşin etrafında da dairesel hareketler çizerek düşmeye başlıyorlar.
Bu anlattığım genel görelilik teorisinin en temeli ve en basit görselleştirmesi ama teori bundan ibaret değil; matematiği ise oldukça zor.
Einstein denklemlerini yayınladıktan sonra dünyanın dört bir yanından fizikçi ve matematikçiler bu denklemleri kurcalamaya başladı. Elbette yanlış da arıyorlardı ve bu arayışlarında Einstein’ın denklemlerinin yarattığı üç tuhaf sonucun üzerinde çok duruldu.
Bu sonuçlardan biri bugünkü yazının konusu: Kütle çekim dalgaları. (Diğer ikisi kara delikler ve evrenin bir başlangıcı olduğu.)
Uzay-zaman soyut bir şey; aslında ne elle tutulacak gözle görülecek bir uzay var ne de zaman. Ama bizim meseleyi gözümüzde canlandırmamız için gerekli bir araç uzay-zaman.
Madem büyük bir kütle (mesela kara delik) ortaya çıkınca uzay-zaman bükülüyor; bu bükülme sırasında bir de ortaya dalga hareketinin çıkması gerekir. Yani kütle çekim dalgalarının da olması gerekir.
Einstein, kendisine sorulduğunda ‘Evet’ dedi, ‘Kütle çekim dalgaları olması gerekir ama bunların ölçülebileceğini hiç sanmıyorum.’
Böyle demesinin sebebi, kütle çekiminin fiziğin diğer temel güçlerine kıyasla çok zayıf bir güç olmasıydı.
Bilim neredeyse 100 yıl boyunca bu dalgaları aradı ve bulamadı. Genel görelilik teorisinin her satırı yüzlerce kez, binlerce kez test edilmiş ve kanıtlanmıştı ama kütle çekim dalgaları kanıtlanamıyordu işte.
Derken Amerika’da bir grup, hükümetin de parayı bastırmasıyla adına LIGO denen bir gözlemevi kurdu. Bu gözlemevi daha faaliye başladığı gün devasa bir kütle çekim dalgasını yakaladı; evrende bir yerde iki kara delik çarpışmıştı ve biz bunu dünyadan ölçmüştük. Şu güzel tesadüfe bakın, kütle çekim dalgalarının varlığı genel görelilik teorisinin 100. yılında, 2015’te kanıtlandı.
Şimdi üç gündür dünya bilim basını ve bilim haberlerini mutlaka yayınlayan gazeteler yepyeni bir durumdan söz ediyor: Artık uzayda devasa bir kütle çekim gözlem evimiz vardı.
Ama önce size dünyadaki LIGO’nın nasıl çalıştığını anlatmalıyım: LIGO her bir koklu 4 kilometre uzunluğunda dev bir L harfine benzeyen bir beton tünel. Bu tünelin içinde bir lazer ışını durmaksızın gidip geliyor. Eğer lazerin gidip gelme süresinde minicik bir fark olursa bilgisayar bunu saptıyor. O fark, kütle çekim dalgası anlamına geliyor; çünkü kütle çekim dalgaları içinden geçtikleri nesneleri uzatıp kısaltabiliyor.
Peki ışığın kendisi de bir ‘nesne’ olduğuna göre acaba uzayda var olan ve saat ayarı gibi çalışıp bize belirli aralıklarla elektromanyetik radyasyon gönderen pulsar adı verilen emekli yıldızları bu kütle çekim dalgaları için kullanamaz mıyız?
Elbette kullanırız. Biri Amerika’dan, biri Avrupa’dan, biri Avustralya’dan ve biri de Hindistan’dan dört bilim grubu 15 yıldır işbirliği içinde çalışıyor ve Samanyolu Galaksisindeki 68 pulsarı an be an takip ediyor. Bu pulsarların dünyaya olan mesafesi sürekli ölçülüyor ve bu mesafedeki minicik oynamalar bile kaydediliyor.
Bu 15 yıllık çalışmanın sonunda gördük ki, kütle çekim dalgaları sandığımızdan daha yaygın bir şey.
Hatta astro fizikçiler bunu evrenin arka planında sürekli devam eden bir ‘uğultu’ya benzettiler; çünkü evrenin ilk günlerinden beri yaşanan bütün büyük ve vahşi çarpışmaların kayıtları bunlar.
Çoğumuz gece yıldızlara bakıp huzur buluruz, evrenin sonsuzluğu ve sükuneti karşısında kendimizi çok küçük hissederiz. Ama uzay buradan bakıldığı gibi huzurlu bir yer değil anlayacağınız.
