Önümüzde yepyeni bir evren açıldı...

Uzun uzun tarihini anlatmayacağım ama gözümüzle gördüğümüz ışıkla doğal mıknatısların birbirini çekme-itme kuvveti olarak tecrübe ettiğimiz manyetizm ve elektriğin aslında aynı şeyin farklı dışa vurumları olduğunu ilk söyleyen James Clark Maxwell oldu. Yıl 1865.

Maxwell'in ortaya koyduğu elektromanyetik radyasyon denklemleri sayesinde bugün cep telefonlarımız da var, gece görüş dürbünlerimiz de, röntgen ve MR cihazlarımız da...

Maxwell'in buluşu, mevcut iki gözümüze bir çift göz daha ekledi aslında. Bu sayede daha önce göremediğimiz şeyleri 'görür' olduk; elektromanyetik radyasyon sayesinde bugün sahip olduğumuz modern iletişim ve bilgi teknolojilerine sahip olduk.

Sadece pratik araç gereçler de değil. O sayede, eskiden dürbün iyisi şeylerle evreni gözlemeye çalışırken bugün radyoteleskoplarımızla 'bakıyoruz' uzaklara. O sayede evrenin 13.7 milyar yaşında olduğunu saptadık; o sayede evrenin bizim hayal bile edemediğimiz kadar çok sayıda galaksiyi, yıldızları içinde barındırdığını öğrendik...

100 yıl önceki 'çılgın teori'

Bundan 103 yıl önce bir başka adam çıktı, tam olarak 1913'te bir grup arkadaşına 'çılgınca' teorisini anlattı. O adam Albert Einstein'dı ve çılgın teorisi de, kütlelerin uzay-zamanı büktüğüydü. Bu bükülme yüzünden uzay-zamanda dalgalanmalar oluyordu ve biz bunu kütleçekim kuvveti olarak tecrübe ediyorduk.

Isaac Newton'un elması ağaçtan düşmüştü, çünkü uzay-zamandaki dalgalanmalar onu 'aşağı' çekmişti!

Einstein bu teorisini 1916'da, yani bugün kanıtlanmasından tam 100 yıl önce makale olarak yayımladı. Ama kendisi bu dalgaların tespit edilebileceğine, yani teorisinin deneysel yolla kanıtlanabileceğine inanmıyordu.

Ama neredeyse 60 yıldır bu dalgaların peşinde koşan fizikçilerin inadı Einstein'ın bu tahminini boşa çıkardı ve onun teorisi kanıtlandı.

Nedir bu kütle çekim dalgaları? 

Kütleçekim gücünü de, onların sebep olduğu dalgaları da anlatmak kolay değil. Çünkü önce, uzay-zamanı hayal edebilmemiz gerek.

Uzay-zaman bir soyutluk; bilmediğimiz bir şey. Onun bir 'doku'sunun olduğunu varsayıyoruz ve evreni sarmaladığını.

En kolay anlaşılır benzetmelerden birinin deney videosu YouTube'un en çok izlenen videolarından biri zaten. Sıkı sıkı gerilip açılmış bir çarşaf düşünün; sonra bunun üzerine bir gülle bırakıyorsunuz. O siz ne kadar sıkı germiş olursanız olun çarşafı bir ölçüde çökertiyor; fizikçilerin deyimiyle 'büküyor.' İşte o bükülme sırasında, nasıl durgun suya attığınız taş etrafa dalgalar yayarsa çarşafın üzerinde de dalgalar oluşuyor. O dalgalar 'kütle çekim dalgaları.'

Teoriye göre bu dalgalar ışık hızında hareket ediyor ve elbette dalganın gücü kaynağından uzaklaştıkça da azalıyor.

Denizde gelgit oluyor, karada olmuyor mu?

Kütleçekim gücünü gündelik hayatımızda sürekli görüyoruz. Bu güç olmasa dünyamız kendi ekseni etrafında da dönmez, güneşin etrafında da...

Bu gücü gördüğümüz alanlardan biri, okyanuslarda ve denizlerde yaşanan gel-git.

Gel-gite uydumuz ayın sebep olduğunu biliyoruz. Ama bilmediğimiz, daha doğrusu hayal etmekte zorluk çektiğimiz bir şey var: Ay ve güneşin çekim gücü sadece denizleri etkilemiyor, karaları, koca kıtaları, dağları, ovaları ve biz dahil dünya üzerindeki her şeyi de etkiliyor.

Örneğin yıllar önce CERN'deki fizikçiler deneylerindeki bir arızayı araştırırken, ay ve güneşin arka arkaya geldiği durumlarda CERN'ün deney tünellerinin ve üzerindeki toprağın ciddi miktarda hareket ettiğini anladılar.

Yerdeki toprak uzayıp kısalıyor da sizin boyunuz uzayıp kısalmıyor mu? Veya eviniz veya yürüdüğünüz yol? Hepsi kütleçekim gücüne tabi ve hepsi etkileniyor elbette.

Böyle buldular kütleçekim dalgalarını

Nitekim fizikçiler de, kütleçekim dalgalarını kanıtlayacak deneylerini tasarlarken tam da bu özellikten yararlandılar.

L harfi çeklinde uzunluğu 4 kilometre olan beton tüneller inşa ettiler; biri Amerika'nın bir ucunda, diğeri öteki ucunda.

Son derece hassas bir lazer ölçüm sistemi koydular bu tünellerin içine. O kadar hassas ki son konulan sistem, tünelin uzunluğu atomun içindeki protonun büyüklüğünün onbinde biri kadar değişse bile bunu ölçebiliyor.

Ve tam olarak kütleçekim dalgasının yaptığı da bu: Tünelin uzunluğunu değiştirmek.

Aletler o kadar hassas ki, deneyin yöneticilerinden birinin verdiği örnekle konuşacak olursak, birisi kontrol odasında elini çırpsa cihazlar bunu tünelin uzunluğunda bir değişim olarak ölçüyor. Etraftan bir kamyon geçse, tepeden uçak uçsa, uzaklarda deprem olsa vs hep aletler bunu ölçüyor. (CERN'deki hassas ölçüm cihazları, deprem ölçmek için tasarlanmadıkları halde bizim 1999 depremini kaydetmişti.)

İşte bu çeşit 'gürültü' veya 'sahte alarm'lardan kurtulmak için aynı deney toplerinden iki tane yapıldı; biri Amerika'nın bir ucunda, diğeri öteki ucunda.

Böylece aynı gürültüyü iki cihazın birden ölçmesinin önüne geçilmek istendi; deney çift dikiş yapıldı.

13 milyar yıl önceki çarpışma

Einstein'ın 1915'te yayımladığı genel görelilik teorisinin önemli çıkarımlarından biri, kara deliklerdi.

Öyle bir kütle hayal edin ki, bu kütle uzay zamanı fena halde çökertsin ve bu çöküntünün içinden ışık dahi dışarı kaçamasın.

Einstein'ın teorisinin öngördüğü bu fenomeni yıllar önce deneysel yolla kanıtladık; evrenimizde çok sayıda kara delik var.

Peki şimdi iki kara delik birden hayal edin. Bunlar birbirlerine çok yakın olsunlar ve birbirlerinin etrafında dönüyor olsunlar. O kadar hızlı dönüyorlar ki, her biri ışıkhızının yarısı kadar hızda hareket ediyor.

Kara deliklerle ilgili bilmemiz gereken bir şey var: Her kara deliğin bir 'olay ufku' var. Bu, kara deliği gözleyebildiğimiz en yakın nokta demek, oradan ileriye geçen ışık geri dönmemek üzere kara deliğin içine düşüyor.

İşte bu ikiz kara deliklerimizin olay ufuklarının birbirine değdiğini hayal edin. Kara deliklerimizden biri, deneyi yapan fizikçilerin hesabına göre bizim güneşimizin 36 katı kadar kütleye sahip, diğeri daha küçük, güneşimizin 29 katı kadar. İki olay ufku birbirine değdiğinde iki karadelik birleşiyor, daha doğrusu biri diğerini yutuyor.

Basit bir toplama, ortaya çıkan yeni karadeliğin 65 güneş kütlesinde olması gerektiğini söylüyor ama değil; 62 güneş büyüklüğünde oluyor yeni karadelik.

Nereye gitti 3 tane güneş?

O üç güneş kütleçekim dalgası oldu; yani karadelik kütle (ve dolayısıyla enerji) kaybetti, o enerji de dünyaya kadar geldi, bizim 4 kilometrelik betondan deney tüplerimizin uzunluğunu değiştirdi, geçti gitti.

Ve üstelik bütün bunlar 13 milyar yıl önce oldu!

Bir çift gözümüz daha oldu

James Clark Maxwell, 1865'te elektromanyetik radyasyonu bulduğunda bunun ne işe yarayacağı hakkında hiçbir fikri yoktu.

O sayede önce bir bakır bobinin ortasında bir mıknatısı döndürerek elektrik üretmeye başladık (bugün hala böyle üretiyoruz) sonra arkası geldi.

Bugün de, külteçekim dalgalarının varlığı ortaya kondu. Acaba bu dalgalarla neler yapacak insanoğlu?

İlk akla gelen, evrenin bizim açımızdan 'görülmez' olan alanını artık bize görülür kılacak olması. Evrenimiz birden bire daha derin, daha yüksek çözünürlüklü oldu bu sayede.

Ama arkadan kim bilir başka ne uygulamalar gelecek...