Uzaydaki Zaman Dalgalarını Tespit Etme Merkezi (LIGO)

Lazer İnterFerometre Yerçekimsel Dalga Gözlemevi (LIGO), ABD’de yerçekimsel dalgalar olarak bilinen uzay zaman dokusundaki dalgalanmaları tespit etmeye amaçlayan bir çift muazzam bir araştırma merkezidir. Bu tür sinyaller, nötron yıldızları ve karadelikler gibi evrendeki büyük nesnelerden gelir ve gökbilimcilere bu tür kozmik olayları görüntülemek için tamamen yeni bir bakış açısı getirirler.

Lazer İnterFerometre Yerçekimsel Dalga Gözlemevi’nin temel mekanizmaları, görelilik kuramına göre bir asırdan uzun bir süre önce elektromanyetik dalgalara benzer şekilde yerçekimsel dalgaların varlığını tahmin eden fizikçi Albert Einstein’ın çalışmalarına dayanmaktadır. Einstein, Pasadena’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden projeye göre, bu tür dalgaların mümkün olan en düşük seviyede tespit edilemeyecek kadar zayıf olduğuna inanılıyordu.

LIGO Yerçekimsel Dalgaları Nasıl Tespit Etti?

1960’lardan beri araştırmalarına devam eden bilim insanları, aralarında lazer sektiren serbest asılı aynalar kullanarak prototip yerçekimsel dalga dedektörleri ürettiler. Eğer bir yerçekimsel dalga aparattan geçerse, uzay zaman dokusunu hareket ettirir ve aynaların çok hafif hareket etmesine neden olur. İnterferometre olarak bilinen bu cihaz, günümüzün yerçekimsel dalga dedektörlerinin içindeki temel birim olmaktadır.

Yapılan bu ilk modeller yerçekimsel bir dalga sinyali yakalamak için gerekli hassasiyete sahip değildi, ancak 1990 yılından sonra Ulusal Bilim Vakfı iki LIGO dedektörünün birleştirilmesini onayladı. Bu dedektörlerin bir tanesi Washington’da, diğeri ise Livingston Louisiana’da bulunmaktadır. Her iki dedektörün de yapımı 1999 yılında tamamlandı ve yerçekimsel dalgaların aranmasına ise birkaç yıl sonra başlandı. On yıldan fazla süre boyunca, fizikçiler son derece hassas aletleri ve yanlış gidebilecek her şeyi nasıl idare edeceklerini öğrendikleri için dedektörler boş gelmeye devam etti.

İlk Yerçekimsel Dalgalar 2015 Yılında Gelmeye Başladı

LIGO, 2010-2014 yılları arasında daha fazla hassasiyet için tamamen yeniden tasarlandı. Eylül 2015’te enstrümanların açıldığından birkaç gün sonra, gözlemevi Caltech’ten ilk yerçekimsel dalga sinyalleri gelmeye başladı. Bilim insanları ayrıntıları anlamak için çalışırken bu tarihi sinyal aylarca gizli tutuldu. 11 Şubat 2016’da, fizikçiler yaklaşık 1,3 milyar yıl önce meydana gelen Güneş’ten sırasıyla 29 ve 36 kat daha büyük iki karadeliğin çarpışmasını tespit ettiklerini açıkladılar.

Sonuçlar, fizik bilimi camiasında sevinçle karşılandı ve medyada geniş bir ilgi gördü. Yapılan bu gözlem Einstein’in yüzyıllık tahminini doğrulamakla kalmadı, aynı zamanda araştırmacılara evrene bakmanın yepyeni bir yolunu da göstermiş oldu. Bir yıl sonra, Caltech’te görev yapan fizikçiler Kip Thorne, Barry Barish ve Rainer Weiss yerçekimsel dalga tespiti konusundaki öncü çalışmaları nedeniyle O zamanın Nobel Fizik ödülünü almaya hak kazandılar.

LIGO’ya Başak Adında Yeni Bir Dedektör Eklendi

LIGO’ya iki dedektörün yanı sıra 2017’de başak adında üçüncü bir dedektör ilave edildi. İtalya’nın Pisa yakınlarında yer alan bu tesis, Avrupalı bilim insanları tarafından yönetiliyor. Her tesiste, interferometre içeren 4 km. uzunluğunda bacaklara sahip L şeklinde vakum odası bulunmaktadır. Dedektörlerin lazerleri aynaları arasındaki hareketleri bir protonun 1/10.000’inin 1/10.000’i kadar akıl almaz bir doğrulukla fark ediliyor.

Evren’deki Altın Platin ve Diğer Ağır Elementlerin Nasıl Oluştuğu Burada Tespit Edildi

LIGO’nun en muhteşem sonuçlarından bir tanesi, birbirine çarpan iki nötron yıldızının son derece yoğun yıldız cesetlerinin ilk tespitini içermektedir. Ekim 2017’de duyurulan bilgiye göre radyo, kızılötesi, optik, gama ışını, X ışını teleskopları kullanılarak aynı olayın gözlemleri değerlendirildi. Veriler, bu tür çarpışmaların evrenin altın, platin ve diğer ağır elementlerinin çoğunun kaynağı olduğunu kanıtlamaya yardımcı oldu.

2020 Yılında İki Nötron Yıldızı Parçalanması Olayını Tespit Etti

Ocak 2020’de LİGO, Güneş’in 3,4 katına sahip devasa nesneleri içeren ikinci bir nötron yıldızı parçalama olayını tespit etti. Bu kadar ağır nötron yıldızları teleskoplarla daha önce hiç görülmemiştir. Aynı yılın sonlarına doğru LIGO iki karadeliğin birleşme sinyalini tespit ettiğini açıkladı. Sırasıyla Güneş’ten 66 ile 85 kat daha fazla kütleye sahip olan varlıklar, toplam kütlesi Güneş’ten 142 kat olan tek bir kara delik oluşturdular.

2020 yılında LIGO’nun Başak bölümüne Kamioka yerçekimsel dalga dedektörü (KAGRA) (japon enstümanı) ilave edildi. Ancak dünya çapında gerçekleşen salgın (Covid-19) nedeniyle tüm tesislerin geçici olarak durdurulmasına karar verildi. Bilim insanları, bu ek tesisler ve mevcut tesislere yapılan yükseltmelerle, yerçekimsel dalgaları daha uzaklardan ve daha yüksek frekansta gözlemleyebilecek ve gelecekte daha fazla keşif yapmalarını sağlayacaktır.

LİGO resmi Web Adresi LSC – LIGO Scientific Collaboration

Kaynak: What Is a Gravitational Wave? | NASA Space Place – NASA Science for Kids

                Sources and Types of Gravitational Waves | LIGO Lab | Caltech

                The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO): Detecting ripples in space-time | Space

Bu yazı da ilginizi çekebilir:

İcat Edilen En Yüksek Hız: Parker Güneş Sondası