LIGO ve Esneyen Uzay
Einstein 1915 yılında genel görelilik kuramını bulduktan sonra, uzayın yapısı ve gezegen hareketleri sayısal olarak tanımlanabilir hale geldi. Mesela iki gezegenin birbirine uyguladığı kuvveti ya da bir uzay roketi dünyanın dışına çıkarken nasıl ivmelendiğini hesaplayabiliyoruz.
Einstein ’ın öne sürdüğü bu kuram, bilim dünyasına yeni bir bakış açısı kazandırmıştı. Aynı zamanda uzay yolculuğunun önünü de açmıştı. Kuramın öne sürdüğü varsayımlardan biri de uzay –zamanın ; kütle çekim kuvveti, uzayda oluşan büyük patlamalar ve beyaz cüce çiftleşmesi gibi olaylarda dalgalanması ya da bükülebilmesiydi. Bu varsayımlar uzay -zamanın esnek dokusu yüzünden genleşip büzülebileceğine ihtimal veriyordu. Yani uzay maddelere nasıl hareket edeceğini söylerken, aynı zamanda kendisi de maddelere göre hareket ediyordu. Bunu bir streç film ve onun üzerine atacağınız farklı ağırlıktaki bilyelere benzetebiliriz. Bilyeler streç filmi kendi ağırlıklarının merkezine doğru esnetirken en ağır olan bilye de diğer bilyeleri aynı bizim güneş sistemimizde olduğu gibi kendi çekim alanına yönlendirecektir.
Ancak bunu gözlemlemek ve test etmek için genel göreliliğin keşfinden tam 35 yıl sonra çalışmalar başlatıldı. Bilim insanları hem dalgalanmaya neden olacak olayları incelerken hem de dalgalanmanın sonucunda olacakları gözlemlemek için 1950 yılının sonlarına doğru bazı girişimlerde bulunuldu. Ancak bu girişimler bütçe sıkıntısı yüzünden başarıya ulaşamadı.
1990 yılında 300 milyon dolarlık bir maliyete rağmen ABD Ulusal Bilim Vakfı Lazer İnterferometre Yerçekimsel Dalgalar Gözlemevi (LIGO) yapımına onay verdi. LIGO ’nun amacı uzayın genleşip büzülüşünü gözlemleyebilmekti. Bu yüzden tesisi birbirine dik iki büyük boru halinde yaptılar. Fakat uzayda meydana gelen en büyük dalgalanma bile maddelerde çok ufak değişikliklere yol açtığı için çok hassas ölçümler yapmaları gerekiyordu. Bunun üzerine boruların (dedektörlerin) 4km uzunluğunda ve iki ucunun arasında 3000 km olacak şekilde yapılması kararlaştırıldı. Bu sayede daha kesin gözlemlerde bulunabileceklerdi. Uzaydaki dalgalanmaların varlığını tespit etmek ve bunların boyutunu ölçmek için 2 ayrı boru inşa edildi bu sayede iki borudaki ölçümü ve arasındaki farkları karşılaştırabileceklerdi. LIGO 2015 yılına kadar sadece Whashington ve Louisiana ‘da bulunuyordu ve araştırmaların net sonuç vermesi amacıyla iki borunun da sadece aynı anda tespit ettiği dalgalar kaydediliyordu. Daha sonra Tokyo Üniversitesi Kozmik Işın Araştırma Enstitü ’nde buna benzer ‘’Kagra’’ adında bir proje daha yapıldı.
LIGO L şeklinde bulunan iki vakumlanmış borunun içerisinden geçen lazer ışınları sayesinde ölçüm yapıyor. Lazer ışınları önce ayna yardımı ile iki boruya bölüştürülüyor daha sonra tekrar bir ayna yardımı ile ışınlar geri gönderiliyor. Geri dönen ışınlar tekrar birleştirilerek bir dedektör üzerine yansıtılır. Eğer uzay-zamanın dokusunda herhangi bir dalgalanma meydana gelmediyse birbiri üstüne düşen dalgalanmalar aynı yolu izleyecektir fakat bir dalgalanma var ise birbiri üstüne düşürülen ışınların izlediği yolda ufacık olsa da bir farklılık olacaktır. LIGO 2015 yılına kadar hiç kayda değer bir ölçüm yapmamasına rağmen 2015 yılında dedektörlerin kollarında sadece bir protonun binde biri kadar bir değişime sebep olan bir dalgalanma kaydetmiştir. Saptanan ilk yer çekimi dalgası olan bu ölçüm güneşimizden 36 ve 29 kere daha büyük iki kara deliğin birleşimi sonucunda yapılmıştır.
2015 yılında yapılan bu ölçümden sonra LIGO ’yu ABD ’nin iki ayrı ucuna inşa etmişlerdir. Bu sayede dalgalanmaların sebebinin dünyanın kabuğundaki hareketlenmeler mi yoksa uzay mı olduğunu anlamak kolaylaşmış ve ölçümlerin hassasiyeti artmıştır. LIGO sadece uzaydaki dalgalanmaları ölçmekle kalmamış nötron yıldızı ve kara delik birleşmeleri, büyük kütleli yıldız ve kara deliklerin gözlemlenmesi gibi birçok farklı alanda da kullanılmıştır. En son 30 Temmuz 2021’de uzun süreli yer çekimi dalgalarıyla ilgili ölçümlerini yayınlamıştır. LIGO ‘nun bugüne kadar yaptığı çalışmalar ona 2017 yılında bir Nobel ödülü kazandırmıştır. Ama bu yeterli değil çünkü hala evren hakkında bilmediğimiz çok şey var. Bu yüzden LIGO ve onun gibi gözlemevleri hala uzayın bilinmeyenlerini keşfetmek için durmaksızın çalışıyor.
