2017 Nobel Fizik Ödülünü kütleçekimi dalgalarını ilk kez gözleyen LIGO (Lazer Interferometre Kütleçekim Dalga Gözlemevi) deneylerinin lider tasarımcı ve uygulayıcıları olarak Barry Barish, Kip Thorne ve Rainer Weiss aldılar. LIGO ve VIRGO çok uluslu büyük bilimsel işbirliği projeleri. Bu ilk keşiften beri LIGO üç benzer olay daha kaydetti, bunların sonuncusu bu ay içinde LIGO nun yanısıra İtaya’daki VIRGO deneyi ile de kaydedildi.
İlk keşif, 14 Eylül 2015’de ABD’de Washington ve Louisiana eyaletlerinde bulunan birbirinden 3000 kilometre uzaktaki iki LIGO interferometre (girişim ölçer) alıcısının 0.01 saniye ara ile ayni kütleçekim dalgası sinyalini kaydetmeleri ile gerçekleşti. İki ayrı kayıt sinyalin gerçek olduğunu, uzaydan geldiğini; iki kayıt arasındaki zaman farkı ise gelen dalganın ışık hızı ile hareket ettiğini gösteriyor.
Böylece, Einstein’in genel görelilik teorisine göre, birbirinin etrafında gitgide hızlanarak ve yaklaşarak dönen iki karadeliğin sonunda birbirine kavuşup tek karadelik haline gelirken saldıkları kütleçekimi dalgaları gözlenmiş oldu. Kaydedilen sinyal bunun için Einstein’in önerdiği formüle tamtamına oturuyor. Bu keşif ilk kez dünyamıza ulaşan kütleçekimi dalgalarının doğrudan kaydedilmesi demek.
Daha önce Roger Hulse ve Joseph Taylor birbiri etrafında dönen iki nötron yıldızını radyo teleskoplarla gözleyerek bunların birbiri etrafındaki yörüngesinin değiştiğini; bu değişikliğin ikili sistem kütle çekimi dalgaları yaydığı için, tam da Einstein’in formülüne göre beklenen şekilde olduğunu bulmuşlardı (1993 Nobel Fizik Ödülü). LIGO’nun kaydettiği sinyal ise dolaylı olarak değil, doğrudan kütleçekimi dalgalarının varlığını gösterdi. Aynı zamanda ilk kez iki karadelikten oluşan bir sistem gözlenmiş oldu.
Kütleçekimi dalgası, bir çiftyıldız sistemi gibi değişen bir kütleçekimi kaynağının uzayda mesafelerin uzayıp kısalmasına sebep olması ve bu etkinin ışık hızı ile dalgalar halinde dört bir yana yayılması demek.
Olayın kaynağından bize ulaşan dalganın yönüne dik olan düzlemde mesafeler bir uzayıp bir kısalıyor. Bir yönde mesafeler kısalırken aynı anda diğer yönde mesafeler uzuyor. Dalgalar en kuvvetli olarak birbirinin içine düşen kara delik çiftlerinde gibi olaylarda oluşuyor. Tam da LIGO deneyi çalıştığı esnada herhangi bir galakside bir kara delik çiftinin ömrünün son saniyelerine denk gelen bu kavuşma olayını yaşaması çok nadir bir olay. Ama evrende o kadar çok galaksi var ki bunlardan yeterince yakın birinden böyle bir sinyal kaydetme ihtimali yeterince yüksek. Zaten milyarlarca dolarlık yatırım gerektiren LIGO projesi bilim insanlarının bu başarı ihtimalini iyi hesaplamalarıyla gerçekleşti. Sonuç da yanılmadıklarını gösteriyor.
LIGO’nun ölçtüğü uzay kısalma-uzamaları, interferometrenin birbirine dik iki kolunun 4 km olan uzunlukları üzerinde ancak 10-15 m yani bir metrenin trilyonda birinin binde biri kadarcık (bir atom çekirdeği kadar) değişiklikler. Bu müthiş duyarlı mesafe ölçümü ise girişim ölçümü (interferometre) ile sağlanabiliyor.
