Bu keşfi yapmak astrofizikçilerin yaklaşık 25 yılını aldı. Dünyanın en hassas altı radyo teleskopunu kullanarak, evrenin ilk günlerinde ortaya çıkmış olabilecek yeni bir yerçekimi dalgası türü keşfettiler. Avrupa, Avustralya, Çin, Hindistan, Japonya ve Kuzey Amerika’dan takımlar sonuçlarını Perşembe günü bir dizi toplantıda sundular. yayınlar Astronomy & Astrophysics dergisinde.
Keşfe katılan bilim adamlarından biri Rutger van Haasteren. Hannover’deki Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nde yerçekimi dalgalarını ölçmek için yöntemler araştıran bir astrofizikçidir.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/DMGOZCVWFNFMJBUMXEZCJBR5CM.jpg)
hayat ve biz
Sağlık, esenlik ve tüm aile için rehber – her ikinci Perşembe.
Bay van Haasteren, araştırma sonuçlarınıza geçmeden önce, sanırım bazı temel şeyleri netleştirmemiz gerekiyor: Yerçekimi dalgaları nedir?
Bence herkes Albert Einstein’ı ve onun genel görelilik teorisini duymuştur. Yerçekimi, yani kütlelerinden dolayı farklı cisimlerin çekimi için bir açıklama sunar. Teori, uzay ve zamanın statik olmadığını, değişken olduğunu belirtir. Temelde bir okyanusun yüzeyi gibi kıvrılır ve hareket ederler. Bu, evrenin kendisinin de sallantılı ve hareketli olduğu anlamına gelir.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/XW4RXFG5ZNCWTIAPQF4ZSK745M.jpg)
Rutger van Haasteren, Hannover’deki Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nde bir astrofizikçidir.
© Kaynak: Jonathan Morgan
Yerçekimi dalgaları, evrendeki yıldız patlamaları gibi yüksek enerjili olaylar sırasında veya iki kara deliğin çarpıştığı ve çarpıştığı zaman yaratılır. Bunu okyanusta sallanan ve dalgalara neden olan bir tekne gibi düşünebilirsiniz. Einstein’ın görelilik teorisini yayınlamasından sadece 100 yıl sonra, bu yerçekimi dalgalarını ilk kez doğrudan ölçmek mümkün oldu.
Bunu nasıl yaptın?
Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi Ligo ile. Bunlar, ABD’de iki yerde bulunan iki yerçekimi dalgası dedektörüdür: Hanford ve Livingston’da. Bu dedektörler, her biri dört kilometre uzunluğunda ve birbirine dik açı yapan iki vakum tüpünden oluşur. Bu tüplerin her birinden bir lazer ışını çekilir ve ardından aynalar kullanılarak geri gönderilir. Lazer ışınlarının kapsadığı mesafe bu nedenle kesin olarak tanımlanır.
Şimdi yerçekimi dalgaları oluşursa, ölçüm noktaları arasındaki mesafeler değişir. Çünkü dalgalar, etkisi çok zayıf olsa bile evrendeki her şeyin sallanmasını sağlar ve böylece dedektörlerde mesafe dalgalanmalarına da neden olur. Dedektörlerin yanıt verdiği mesafedeki dalgalanmalar, bir atom çekirdeğinin çapının yaklaşık binde biri kadardır. Bu hayal edilemeyecek kadar küçük. Ve bu dedektörler çok hassas olsa da, Ligo yerçekimi dalgası spektrumunun yalnızca çok küçük bir bölümünü ölçebilir ve görülecek daha çok şey var.
2015 yılında yerçekimi dalgalarının ilk kanıtı vardı. Şimdiki keşfinizle o zamanki keşfiniz arasındaki fark nedir?
Kelimenin tam anlamıyla şu anda evrene açtığımız yeni bir pencere. Verilerimizde çok düşük frekanslı yerçekimi dalgalarının ilk kanıtını keşfettik.
Bu ne anlama gelir?
Okyanustaki tekneyi düşünün. Dalgalanır – genellikle oldukça yavaş. Aaauufff ve tekrar aaabbb gider. (Ellerini yukarı aşağı hareket ettirir.) Şu anda aradığımız yerçekimi dalgaları, birkaç yıldan daha uzun süren yalpalamalara sahip. Bu, düşük frekanslı yerçekimi dalgalarının neden olduğu dalgalanmaların çok yavaş ilerlediği ve erken Evren de dahil olmak üzere çeşitli süreçlerden kaynaklanmış olabileceği anlamına gelir.
Ve bu yerçekimi dalgalarını da Ligo ile mi keşfettiniz?
Hayır, ama sözde Pulsar Zamanlama Dizisi ile. Temel olarak Ligo ile aynı şekilde çalışır, sadece farklı bir frekans aralığında. Mesafe değişimlerini tespit etmeye çalışıyoruz. Ligo iki lazer ışını vakum tüpü kullanırken, biz 68 pulsar kullanıyoruz. Yani yerçekimi dalgası detektörümüz temelde galaksimiz kadar büyük.
Pulsar nedir?
Pulsarlar, büyük kütleli, patlamış yıldızların kalıntılarıdır. Yani aslında yıldız cesetleri, eğer istersen. Galaksi boyunca dağılmış halde, süper hassas atomik saatlere benziyorlar. En hızlı atarcalar saniyede 700 devirle dönerler ve her bir manyetik kutuptan bir ışın yayarlar. Kozmik fenerler gibidirler. Radyo teleskopların yardımıyla düzenli darbelerini algılayabiliriz. Artık yerçekimi dalgaları oluştuğunda, bu sinyaller artık beklendiği kadar düzenli değil, biraz daha erken veya daha sonra geliyor. Bu, yerçekimi dalgalarının dünya ile ilgili pulsar arasındaki mesafede bir değişikliğe yol açtığı anlamına gelir.
Ölçtüğünüz düşük frekanslı yerçekimi dalgaları – hangi kozmik olaydan geldiklerini biliyor musunuz?
Hayır, bilmiyoruz. Söyleyebileceğimiz tek şey, bir sinyalin kanıtını gördüğümüz, bu yerçekimi dalgalarının kanıtını gördüğümüz ama bunun ne olduğunu söyleyemediğimiz.
Tahmininiz var mı?
Pulsar zamanlama dizileriyle, tek bir kaynaktan değil birden fazla kaynaktan üretilen sinyalleri ararız. Böyle bir sinyal üretebilecek kaynaklardan biri, son derece büyük kütleli bir karadelik kümesidir. Kütlesi Güneş’in 1.000.000 katı olan karadeliklerden bahsediyoruz. Son derece büyük kütleli kara deliklerin, bizimki de dahil olmak üzere her galaksinin merkezinde olduğu düşünülüyor.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/ICQTLV3GI5BA5LES7IMYMTDWSQ.jpeg)
Samanyolu galaksimizin merkezindeki kara delik böyle görünüyor.
© Kaynak: EHT işbirliği/dpa
Ayrıca galaksiler evrende hareket ederler ve bazen buluşup birleşirler. Birlikte uçan bir sinek sürüsü gibidir ve sineklerin yolları kesişir. Merkezlerindeki son derece büyük kütleli kara delikler de çarpışır ve birbirlerinin etrafında döndükleri bu kozmik dansı başlatırlar. Yerçekimi dalgaları yayarlar – ve bu tür birçok sinyalin bu koleksiyonunu ölçebiliriz.
Keşfinizi yapmanız neden 25 yıl sürdü?
Bunun iki nedeni var. Öncelikle dedektörlerin çok hassas olması gerekiyordu, ikinci sebep ise frekanslardı. Frekans zamanın tersidir. Bir şeyi ne kadar uzun süre ölçerseniz, duyarlı olduğunuz frekans o kadar düşük olur. Ve aradığımız sinyalin frekansları uzun yıllara dayanıyor. Bu, 20 yıllık bir periyotla birbirlerinin yörüngesinde dönen çok sayıda aşırı büyük kara delik çiftinden gelen sinyalleri tespit etmek istiyorsanız, en az 20 yıllık veriye ihtiyacınız olduğu anlamına gelir.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/5UUNLCEQJZEDZBFDWAQUVHRAGM.jpeg)
Alexander Gerst: “Kendimizi toparlayamazsak, sonunda uzay yolculuğunun dışında kalacağız”
Uzay yolculuğunun bir sonraki büyük hedefi, insanlığın aya dönüşüdür. Önümüzdeki yıllarda aya uçabilenlerden biri de ESA astronotu Alexander Gerst. Köln’deki toplantımızda, Avrupa’nın şu anda uluslararası çapta aranan bir ortak olma konumunu neden riske attığını ve uzay yolculuğunun geleceğini nasıl hayal ettiğini açıklıyor.
Uzun yıllar süren araştırma çalışmasının ne faydası vardı ki zaten? Yeni bulguların faydaları nelerdir?
Evrene her yeni bir şekilde baktığınızda veya fizikte yeni bir etkiyi ölçmek için yeni bir cihaz kullandığınızda, daha önce beklemediğiniz şeyler bulacaksınız. Ve bu aynı zamanda bizim umudumuz: yeni şeyler keşfedeceğiz. Teorilerimiz var. Simülasyonlarımız var ama doğru olup olmadıklarını bilmiyoruz. Belki bir noktada, yerçekimi dalgalarını ölçtüğümüz şeylerin aslında aşırı büyük kütleli karadelikler değil, başka bir şey olduğu ortaya çıkacaktır. Ve sonra yöntemlerimizi güncellememiz gerekecekti. Ama şimdilik, beklemediğimiz bir şey bulacağımızı umarak bilinmeyeni keşfediyoruz.
Keşfe katılan bilim adamlarından biri Rutger van Haasteren. Hannover’deki Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nde yerçekimi dalgalarını ölçmek için yöntemler araştıran bir astrofizikçidir.
hayat ve biz
Sağlık, esenlik ve tüm aile için rehber – her ikinci Perşembe.
Bay van Haasteren, araştırma sonuçlarınıza geçmeden önce, sanırım bazı temel şeyleri netleştirmemiz gerekiyor: Yerçekimi dalgaları nedir?
Bence herkes Albert Einstein’ı ve onun genel görelilik teorisini duymuştur. Yerçekimi, yani kütlelerinden dolayı farklı cisimlerin çekimi için bir açıklama sunar. Teori, uzay ve zamanın statik olmadığını, değişken olduğunu belirtir. Temelde bir okyanusun yüzeyi gibi kıvrılır ve hareket ederler. Bu, evrenin kendisinin de sallantılı ve hareketli olduğu anlamına gelir.
Rutger van Haasteren, Hannover’deki Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nde bir astrofizikçidir.
© Kaynak: Jonathan Morgan
Yerçekimi dalgaları, evrendeki yıldız patlamaları gibi yüksek enerjili olaylar sırasında veya iki kara deliğin çarpıştığı ve çarpıştığı zaman yaratılır. Bunu okyanusta sallanan ve dalgalara neden olan bir tekne gibi düşünebilirsiniz. Einstein’ın görelilik teorisini yayınlamasından sadece 100 yıl sonra, bu yerçekimi dalgalarını ilk kez doğrudan ölçmek mümkün oldu.
Bunu nasıl yaptın?
Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi Ligo ile. Bunlar, ABD’de iki yerde bulunan iki yerçekimi dalgası dedektörüdür: Hanford ve Livingston’da. Bu dedektörler, her biri dört kilometre uzunluğunda ve birbirine dik açı yapan iki vakum tüpünden oluşur. Bu tüplerin her birinden bir lazer ışını çekilir ve ardından aynalar kullanılarak geri gönderilir. Lazer ışınlarının kapsadığı mesafe bu nedenle kesin olarak tanımlanır.
Şimdi yerçekimi dalgaları oluşursa, ölçüm noktaları arasındaki mesafeler değişir. Çünkü dalgalar, etkisi çok zayıf olsa bile evrendeki her şeyin sallanmasını sağlar ve böylece dedektörlerde mesafe dalgalanmalarına da neden olur. Dedektörlerin yanıt verdiği mesafedeki dalgalanmalar, bir atom çekirdeğinin çapının yaklaşık binde biri kadardır. Bu hayal edilemeyecek kadar küçük. Ve bu dedektörler çok hassas olsa da, Ligo yerçekimi dalgası spektrumunun yalnızca çok küçük bir bölümünü ölçebilir ve görülecek daha çok şey var.
2015 yılında yerçekimi dalgalarının ilk kanıtı vardı. Şimdiki keşfinizle o zamanki keşfiniz arasındaki fark nedir?
Kelimenin tam anlamıyla şu anda evrene açtığımız yeni bir pencere. Verilerimizde çok düşük frekanslı yerçekimi dalgalarının ilk kanıtını keşfettik.
Bu ne anlama gelir?
Okyanustaki tekneyi düşünün. Dalgalanır – genellikle oldukça yavaş. Aaauufff ve tekrar aaabbb gider. (Ellerini yukarı aşağı hareket ettirir.) Şu anda aradığımız yerçekimi dalgaları, birkaç yıldan daha uzun süren yalpalamalara sahip. Bu, düşük frekanslı yerçekimi dalgalarının neden olduğu dalgalanmaların çok yavaş ilerlediği ve erken Evren de dahil olmak üzere çeşitli süreçlerden kaynaklanmış olabileceği anlamına gelir.
Ve bu yerçekimi dalgalarını da Ligo ile mi keşfettiniz?
Hayır, ama sözde Pulsar Zamanlama Dizisi ile. Temel olarak Ligo ile aynı şekilde çalışır, sadece farklı bir frekans aralığında. Mesafe değişimlerini tespit etmeye çalışıyoruz. Ligo iki lazer ışını vakum tüpü kullanırken, biz 68 pulsar kullanıyoruz. Yani yerçekimi dalgası detektörümüz temelde galaksimiz kadar büyük.
Pulsar nedir?
Pulsarlar, büyük kütleli, patlamış yıldızların kalıntılarıdır. Yani aslında yıldız cesetleri, eğer istersen. Galaksi boyunca dağılmış halde, süper hassas atomik saatlere benziyorlar. En hızlı atarcalar saniyede 700 devirle dönerler ve her bir manyetik kutuptan bir ışın yayarlar. Kozmik fenerler gibidirler. Radyo teleskopların yardımıyla düzenli darbelerini algılayabiliriz. Artık yerçekimi dalgaları oluştuğunda, bu sinyaller artık beklendiği kadar düzenli değil, biraz daha erken veya daha sonra geliyor. Bu, yerçekimi dalgalarının dünya ile ilgili pulsar arasındaki mesafede bir değişikliğe yol açtığı anlamına gelir.
Ölçtüğünüz düşük frekanslı yerçekimi dalgaları – hangi kozmik olaydan geldiklerini biliyor musunuz?
Hayır, bilmiyoruz. Söyleyebileceğimiz tek şey, bir sinyalin kanıtını gördüğümüz, bu yerçekimi dalgalarının kanıtını gördüğümüz ama bunun ne olduğunu söyleyemediğimiz.
Tahmininiz var mı?
Pulsar zamanlama dizileriyle, tek bir kaynaktan değil birden fazla kaynaktan üretilen sinyalleri ararız. Böyle bir sinyal üretebilecek kaynaklardan biri, son derece büyük kütleli bir karadelik kümesidir. Kütlesi Güneş’in 1.000.000 katı olan karadeliklerden bahsediyoruz. Son derece büyük kütleli kara deliklerin, bizimki de dahil olmak üzere her galaksinin merkezinde olduğu düşünülüyor.
Samanyolu galaksimizin merkezindeki kara delik böyle görünüyor.
© Kaynak: EHT işbirliği/dpa
Ayrıca galaksiler evrende hareket ederler ve bazen buluşup birleşirler. Birlikte uçan bir sinek sürüsü gibidir ve sineklerin yolları kesişir. Merkezlerindeki son derece büyük kütleli kara delikler de çarpışır ve birbirlerinin etrafında döndükleri bu kozmik dansı başlatırlar. Yerçekimi dalgaları yayarlar – ve bu tür birçok sinyalin bu koleksiyonunu ölçebiliriz.
Keşfinizi yapmanız neden 25 yıl sürdü?
Bunun iki nedeni var. Öncelikle dedektörlerin çok hassas olması gerekiyordu, ikinci sebep ise frekanslardı. Frekans zamanın tersidir. Bir şeyi ne kadar uzun süre ölçerseniz, duyarlı olduğunuz frekans o kadar düşük olur. Ve aradığımız sinyalin frekansları uzun yıllara dayanıyor. Bu, 20 yıllık bir periyotla birbirlerinin yörüngesinde dönen çok sayıda aşırı büyük kara delik çiftinden gelen sinyalleri tespit etmek istiyorsanız, en az 20 yıllık veriye ihtiyacınız olduğu anlamına gelir.
Alexander Gerst: “Kendimizi toparlayamazsak, sonunda uzay yolculuğunun dışında kalacağız”
Uzay yolculuğunun bir sonraki büyük hedefi, insanlığın aya dönüşüdür. Önümüzdeki yıllarda aya uçabilenlerden biri de ESA astronotu Alexander Gerst. Köln’deki toplantımızda, Avrupa’nın şu anda uluslararası çapta aranan bir ortak olma konumunu neden riske attığını ve uzay yolculuğunun geleceğini nasıl hayal ettiğini açıklıyor.
Uzun yıllar süren araştırma çalışmasının ne faydası vardı ki zaten? Yeni bulguların faydaları nelerdir?
Evrene her yeni bir şekilde baktığınızda veya fizikte yeni bir etkiyi ölçmek için yeni bir cihaz kullandığınızda, daha önce beklemediğiniz şeyler bulacaksınız. Ve bu aynı zamanda bizim umudumuz: yeni şeyler keşfedeceğiz. Teorilerimiz var. Simülasyonlarımız var ama doğru olup olmadıklarını bilmiyoruz. Belki bir noktada, yerçekimi dalgalarını ölçtüğümüz şeylerin aslında aşırı büyük kütleli karadelikler değil, başka bir şey olduğu ortaya çıkacaktır. Ve sonra yöntemlerimizi güncellememiz gerekecekti. Ama şimdilik, beklemediğimiz bir şey bulacağımızı umarak bilinmeyeni keşfediyoruz.