122020Kas

2020 Yılı Nobel Fizik Ödülü Karadeliklere!

Konu: Fizik – Astronomi

Okuma Süresi: ~20 dk.



Bilim dünyasının şüphesiz en prestijli ödülü olan Nobel ödülleri sahiplerini buldu. 2020 Nobel Fizik Ödülü (6 Ekim 2020), karadelik oluşumunun Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin güçlü bir öngörüsü olduğunu keşfeden Roger Penrose’a (solda) ödülün yarısını getirirken, diğer yarısı ise gökadamızın merkezinde süper kütleli bir karadelik olduğunu keşfeden Reinhard Genzel (ortada) ve Andrea Ghez (sağda) arasında paylaşıldı. Nobel Ödülü ile birlikte aynı zamanda bir para ödülü de verilmektedir, bu yıl için bu ödülün miktarı: 10.000.000 İsveç Kronu (~1,1 milyon dolar, yaklaşık 9 milyon TL). Tabi ödül birden fazla kişiye verildiğinde, para ödülü de belirlenen oranlarda paylaşılmaktadır.

KARADELİKLER VE SAMANYOLU GÖKADASININ EN KARANLIK SIRRI

2020 yılı Nobel Fizik Ödülü evrenin en egzotik fenomeni olan karadelik ile ilgili keşifleri nedeniyle üç bilim insanı arasında paylaşıldı. 1931’de Birleşik Krallık’ta doğan, 1957 yılında Cambridge Üniversitesi’nden doktora derecesi alan ve şuan Oxford Üniversitesinde Profesör olan Roger Penrose, karadeliklerin genel görelilik teorisinin doğrudan bir sonucu olduğunu gösterdi. Öte yandan, 1952 Almanya doğumlu, 1978 Bonn Üniversitesi’nden doktora dereceli, Max Planck Enstitüsü (Almanya) ve Kaliforniya Üniversitesi’nde (Berkeley, Amerika) eş zamanlı Profesör olan Reinhard Genzel ve 1965 doğumlu, 1992 Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü doktora dereceli, Kaliforniya Üniversitesi’nde (Los Angeles, Amerika) Profesör olan Andrea Ghez, gökadamızın merkezinde görünmez ve oldukça ağır bir nesnenin yıldız yörüngelerini yönettiğini keşfettiler. Bu nesne için şuan bilinen en iyi açıklama, mevcut kütle çekim teorisine göre süper kütleli bir karadelik olduğu yönündedir.

Roger Penrose, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisini açıklamak için zekice bir matematiksel yöntem geliştirdi. Einstein’ın teorisini, uzay ve zamanda her şeyi yutan bir canavar olarak niteleyebileceğimiz karadeliklerin oluşumunu açıklamada kullandı. Bu karadeliklerin çekim etkisinden hiç bir şey kaçamaz, ışık bile.

Reinhard Genzel ve Andrea Ghez, 1990’ların başından beri Samanyolu Gökadasının merkezindeki bölgeye odaklanan iki ayrı astronom grubunun başındadırlar. Gökadamızın merkezine en yakın ve en parlak olan yıldızlara odaklanan Genzel ve Ghez, bu yıldızların yörüngelerinin haritasını yüksek bir hassasiyette çıkarmayı başardılar. Her iki grup da hem görünmez hem de ağır bir nesnenin Gökadamızın merkezinde olduğunu fark ettiler. Bu nesne, dağınık yıldızları etrafında dönmeye zorluyordu. Bu görünmez kütle, yaklaşık 4 milyon Güneş kütlesinde ve Güneş sistemimizden daha büyük bir yer kaplamamaktaydı. Peki, Samanyolu’nun kalbindeki yıldızları bu kadar şaşırtıcı hızlarda dönmeye zorlayan şey ne olabilirdi? Şu anki mevcut kütle çekim teorisine göre tek bir aday vardı, o da süper kütleli bir karadelik.

Einstein’ın Ötesinde Bir Buluş!

Görelilik teorisinin babası olan Albert Einstein bile karadeliklerin gerçekten de var olabileceğini düşünmemişti. Ancak Einstein’ın ölümünden 10 yıl sonra, İngiliz teorisyen Roger Penrose karadeliklerin oluşabildiğini gösterdi ve bunların özelliklerini tanımladı. Karadeliklerin kalbinde, doğanın bilinen bütün yasalarının geçerliliğini yitirdiği bir tekillik noktası bulunmaktadır.

Karadelik oluşumunun kararlı bir süreç olduğunu görelilik teorisi ile kanıtlamak isteyen Penrose’un, kullandığı yöntemleri genişletmeye ihtiyacı vardı, teorinin problemlerini yeni matematiksel kavramlarla ele aldı. Penrose’un çığır açan makalesi Ocak 1965’te yayınlandı (Physical Review Letters. Vol. 14, January 18, 1965, p.57) ve halen Einstein’dan beri genel görelilik teorisine en önemli katkı olarak kabul ediliyor.

Kütle Çekimi Evreni Elinde Tutuyor

Karadelikler, belki de genel görelilik teorisinin en garip sonucudur. Albert Einstein, Kasım 1915’te teorisini sunduğunda, kendisinden önceki tüm uzay ve zaman kavramlarını altüst etti. Teori, evreni en geniş ölçekte şekillendiren kütle çekimini anlamak için tamamen yeni bir temel sağlamaktadır. O zamandan beri bu teori, evren hakkındaki tüm çalışmaların temelini oluşturdu ve aynı zamanda en yaygın navigasyon araçlarımızdan biri olan GPS gibi bir pratik kullanıma da sahiptir. Einstein’ın teorisi, evrendeki her şeyin ve herkesin bir kütle çekimi altında, nasıl bir arada tutulduğunu açıklar. Kütle çekimi bizi Dünya’da tutarken, Güneş’in etrafındaki gezegenlerin yörüngelerini, hatta Samanyolu’nun merkezi etrafındaki dönen yıldızımız Güneş’in yörüngesini belirler. Yıldızlararası bulutlardan yıldızların doğmasına ve sonunda kütle çekimsel bir çöküşle ölümlerine kadar her şeyden sorumludur. Kütle çekimi uzaya şekil verir ve zamanın akışını etkiler. Ağır bir kütle uzayı büker ve zamanı yavaşlatır ve bu kütle eğer son derece ağır ise uzayın bir parçasını “koparıp” içine alabilir ve bir karadelik oluşturabilir. Ancak, Einstein’ın zamanında, bu öngörüler çoğu kişi için teorik spekülasyonlardan öte değildi.

Bugün karadelik dediğimiz şeyin ilk teorik açıklaması, genel görelilik teorisinin yayınlanmasından sadece birkaç hafta sonra geldi. Teorinin oldukça karmaşık matematiksel denklemlerine rağmen, Alman astrofizikçi Karl Schwarzschild, ağır kütlelerin uzay ve zamanı nasıl bükebildiğini tanımlayan ve Einstein‘ı doğrulayan bir çözüm geliştirebildi.

Sonraki çalışmalar ise bir kara delik oluştuğunda, merkezindeki kütlenin etrafını süpüren bir olay ufku ile çevrildiğini gösterdi. Karadelik, olay ufkunun içinde sonsuza kadar saklı kalır. Kütle ne kadar büyükse, karadelik ve dolayısıyla olay ufku da o kadar büyük olur. Güneş’e eşdeğer bir kütle için olay ufkunun çapı neredeyse 3 km’dir, eğer Dünyamız bir karadelik kadar kompakt bir nesne olsaydı, çapı 1 cm’den daha az (sadece 9 mm) olurdu.

Mükemmelliğin Ötesinde Bir Çözüm

‘Karadelik’ kavramı birçok kültürel ifade biçiminde yeni bir anlam buldu, ancak fizikçiler için karadelikler, dev yıldızların evriminin doğal son noktasıdır. Devasa kütleli bir yıldızın dramatik çöküşünün ilk hesaplaması, 1930’ların sonunda fizikçi Robert Oppenheimer tarafından yapıldı, Oppenheimer daha sonra ilk atom bombasını inşa eden Manhattan Projesi’ne öncülük etti. Güneş’ten kat be kat daha ağır olan dev yıldızlar yakıtları bitince, önce süpernova olarak patlarlar ve sonra da son derece yoğun bir şekilde paketlenmiş kalıntılara dönüşürler, o kadar ağır ki kütle çekimi etrafındaki her şeyi içine çeker, hatta ışığı bile.

Aslında “karanlık objelerin” olma olasılığı fikir yeni değildir. XVIII. yüzyılın sonlarında (1783) İngiliz filozof ve matematikçi John Michell ve meşhur Fransız bilim insanı Pierre Simon de Laplace’ın çalışmalarında (1796-1799) rastlanmaktadır. Her iki bilim insanı da gök cisimlerinin öyle yoğun hale gelebileceğini düşünmüşlerdi ki sonunda görünmez hale geleceklerdi – hatta ışığın hızı bile kütle çekimlerinden kaçacak kadar hızlı olmayacaktı.

Bir asırdan biraz daha uzun bir süre sonra, Albert Einstein genel görelilik teorisini yayınladığında, teorinin kötü şöhretli karmaşık denklemlerine yönelik bazı çözümler, böyle karanlık yıldızları tanımladı. 1960’lara kadar, yıldızların ve karadeliklerinin mükemmel şekilde yuvarlak ve simetrik olduğu ideal durumları tanımlayan bu çözümler tamamen teorik spekülasyonlar olarak kabul ediliyordu. Ancak evrendeki hiçbir şey mükemmel değildir. Karadelikler gerçekten de oluşabilir miydi? Cevabı Roger Penrose’un matematiksel yöntemleri verdi:  genel görelilik teorisi aslında karadeliklerin oluşumuna yol açmaktadır.

Kuasarların Gizemi

Karadeliklerin varlığı sorusu, 1963 yılında, evrendeki en parlak nesneler olan kuasarların keşfedilmesiyle yeniden su yüzüne çıktı. Son on yıldır, astronomlar Başak (Virgo) Takımyıldızındaki 3C273 gibi gizemli kaynaklardan gelen radyo ışınları karşısında şaşırmışlardı. Görünür bölgedeki ışıma sayesinde doğru konumu saptanabildi – 3C273 o kadar uzakta ki, ışınları 1 milyar yıldan fazla bir süredir Dünya’ya doğru yol alıyor.

Işık kaynağı eğer bu kadar uzaktaysa, birkaç yüz gökadanın ışığına eşit bir şiddete sahip olması gerekir. Bunlar ‘kuasar’ adı verilen cisimlerdir.

Astronomlar kısa bir süre sonra, ışınlarını evrenin erken çocukluk döneminde yaymış olan, çok uzakta yeni kuasarlar buldular. Peki, bu inanılmaz yoğunluktaki ışıma nereden geliyor? Bir kuasarın sınırlı hacmi içinde bu kadar enerji elde etmenin tek bir yolu vardı – büyük bir karadeliğe düşen madde.

Hapsolmuş Yüzeyler Fikri Bulmacayı Çözdü

Karadeliklerin gerçekten oluşup oluşamayacağı sorusu, Roger Penrose’un kafasını kurcalıyordu. Yanıt, daha sonra hatırladığı üzere, 1964 sonbaharında Londra’da bir meslektaşıyla yaptığı yürüyüş sırasında ortaya çıktı. O sırada kendisi Birkbeck Kolejinde matematik profesörü idi. Onlar ara sokağı geçmek için bir anlığına konuşmayı bıraktıklarında, Penrose’un kafasında bir fikir belirdi. O öğleden sonra, kendi hafızasını taradı. Hapsolmuş yüzeyler (trapped surfaces) adını verdiği bu fikir, bir karadeliği tanımlamak için gerekli olan çok önemli bir matematiksel araç oldu. Hapsolmuş bir yüzey, yüzeyin dışa veya içe doğru eğrilmesine bakılmaksızın tüm ışınları bir merkeze doğru yönlenmeye zorlar. Hapsolmuş yüzeyler fikrini kullanan Penrose, bir karadeliğin her zaman bir tekilliği gizlediğini kanıtlamayı başardı, bu uzay ve zamanın bittiği bir sınırdır. Yoğunluğu sonsuzdur ve fizikteki bu en garip fenomene nasıl yaklaşılacağına dair henüz bir teori yoktur. Hapsolmuş yüzeyler, Penrose’un tekillik teoreminin ispatının tamamlanmasında merkezi bir kavram haline geldi. Penrose’un önerdiği topolojik yöntemler, bükülmüş evrenimizin incelenmesinde artık paha biçilmez bir öneme sahiptir.

Zamanın Sonuna Çıkan Tek Sokak

Bir kez madde çökmeye başladığında ve yüzey hapsolduğunda, çöküşün devam etmesini hiçbir şey durduramaz. Fizikçi ve Nobel Ödülü sahibi olan Subrahmanyan Chandrasekhar’ın (yıldızların yapısı ve evrimi için önemli olan süreçler hakkındaki çalışmaları nedeniyle ödüle layık görülen), Hindistan’daki çocukluk döneminde bir hikâyede anlattığı gibi, artık geriye dönüş yoktur. Hikâye yusufçuklar ve su altında yaşayan larvaları ile ilgilidir. Bir larva kanatlarını açmaya hazır olduğunda, arkadaşlarına su yüzeyinin diğer tarafında hayatın nasıl olduğunu anlatacağına dair söz verir. Fakat larva suyun yüzeyinin diğer tarafına bir yusufçuk olarak ilk kez geçtiğinde, geriye dönüş yoktur. Dolayısıyla suyun altındaki larvalar diğer taraftaki yaşamla ilgili hikâyeyi asla duyamayacaklardır.

Benzer şekilde, bütün maddeler karadeliğin olay ufkunu sadece bir yönde geçebilirler. Sonra zaman uzayın yerini alır ve bütün olası yollar merkeze doğrudur, her şeyi taşıyan zamanın akışı kaçınılmaz sona yani tekilliğe doğrudur (Bkz. Şekil 1). Eğer süper kütleli bir karadeliğin olay ufkuna düşerseniz hiç bir şey hissetmeyeceksiniz. Dışardan kimse içeriye düşüşünüzü göremez ve sonsuz bir yolculuğa çıkarsınız. Bir karadeliğin içine bakmak, fizik yasalarına göre mümkün değildir; karadelikler olay ufuklarının arkasında bütün sırlarını saklarlar.

Şekil 1. Kütleli bir yıldız kendi kütle çekimi altında çöktüğünde, bir karadelik oluşturur. Bir karadelikte uzay ve zaman dünyadaki algımızdan tamamen farklıdır. Soldaki şekil bir karadeliği gözümüzde canlandırmak için kullanılmıştır. Öyle ağırdır ki olay ufkundan geçen her şeyi yakalar, hatta ışığı bile. Olay ufkunda, zaman uzayın yerini alır ve yalnızca ileriye doğrudur. Yani 3 boyutlu uzay ve zaman boyutu tersine döner. Zamanın akışı her şeyi karadeliğin içindeki en uzak nokta olan tekilliğe doğru taşır. Bu noktada yoğunluk sonsuzdur ve zaman durur.

Karadelikler Yıldız Yörüngelerini Yönetiyor 

Bir karadeliği göremememize rağmen, devasa kütle çekiminin etrafındaki yıldızların hareketlerini nasıl yönlendirdiğini gözlemleyerek, karadeliğin özelliklerini ortaya koymak mümkündür.

Reinhard Genzel ve Andrea Ghez birbirlerinden bağımsız olarak, gökadamızın yani Samanyolu’nun merkezini gözlemlediler. Düz bir disk şeklinde ve yaklaşık 100.000 ışık yılı çapında olan gökadamızın spiral şeklinde olan kolları toz ve gazdan oluşmakta ve birkaç yüz milyar yıldızı barındırmaktadır; bu yıldızlardan birisi ise yıldızımız olan Güneş (Bkz. Şekil 2). Dünyadan baktığımızda, muazzam büyüklükteki yıldızlararası gaz ve toz bulutları, galaksimizin merkezinden gelen görünür ışığın çoğunu engeller. Ancak kızılötesi teleskoplar ve radyo teknolojisi sayesinde, astronomlar gökadamızın merkezindeki yıldızların görüntüleyebildiler.

Şekil 2. Gökadamız Samanyolunun üstten görünümü. 100.000 ışık yılı uzunluğunda düz bir disk şeklindedir. Spiral kolları gaz, toz ve birkaç milyar yıldızdan oluşmaktadır. Bunlardan biri ise yıldızımız Güneş’tir.

Genzel ve Ghez yıldızların yörüngelerini rehber alarak, gökadamızın merkezinde görünmez bir süper kütlenin var olduğuna dair en ikna edici kanıtı sundular (Nature. Vol. 383, October 3, 1996, p. 415 and The Astrophysical Journal. Volume 509, December 20, 1998, p. 678). Tek olası açıklama bunun süper kütleli bir karadelik olmasıdır.

Gökadamızın Merkezine Odaklanmak

50 yıldan fazla bir süredir, fizikçiler Samanyolu’nun merkezinde bir karadelik olabileceğinden şüpheleniyorlardı. 1960’ların başında kuasarlar keşfedildiğinden beri, fizikçiler, süper kütleli karadeliklerin gökadamız dâhil, çoğu büyük gökadanın merkezinde olabileceğini düşündüler. Ancak, birkaç milyon ila milyarca Güneş kütlesi arasında değişen kütlelere sahip karadeliklerin ve gökadaların nasıl oluştuğunu şu ana kadar kimse açıklayamadı.

Yüzyıl önce, Amerikan astronom Harlow Shapley gökadamızın merkezinin Yay (Sagittarius) Takımyıldızı yönünde olduğunu belirledi. Daha sonra, yapılan gözlemler ile astronomlar bu bölgede Sagittarius A* adını verdikleri güçlü bir radyo dalgası kaynağı buldular. 1960’ların sonlarına doğru, Sagittarius A*’ın Samanyolu’nun merkezinde yer aldığı ve etrafındaki yıldızların bu gök cismi tarafından oluşturulan yörüngelere sahip olduğu dolandığı anlaşıldı.

1990’lardan sonra, daha büyük teleskoplar ve daha iyi ekipmanların geliştirilmesiyle birlikte, Sagittarius A* ile ilgili daha sistematik çalışmaların yapılmasına olanak sağladı. Reinhard Genzel ve Andrea Ghez toz bulutlarının arasından, Samanyolu’nun kalbine bakmak için projeler başlattılar. Araştırma grupları ile birlikte, tekniklerini geliştirip iyileştirdiler, benzersiz araçlar geliştirdiler ve kendilerini uzun vadeli araştırmalara adadılar.

Uzak yıldızlara bakmak, yalnızca dünyanın en büyük teleskopları ile mümkündür – astronomide daha büyüğün daha iyi olduğu kesinlikle doğrudur. Tabi karadelikleri doğrudan gözlemek mümkün değildir, çünkü ışık yaymazlar. Ancak, yakınlarındaki gök cisimlerinin hareketi nedeniyle yayınlanan ışınım sayesinde gözlemlenebilirler. Alman astronom Reinhard Genzel ve grubu başlangıçta NTT teleskobunu (Şili’de La Silla dağındaki Yeni Teknoloji Teleskop – New Technology Telescope) kullandılar. Sonrasında ise gözlemlerini VLT teleskobuna (Şili’de Paranal Dağı’ndaki Çok Büyük Teleskop – Very Large Telescope) taşıdılar. VLT teleskobu NTT’nin iki katı büyüklüğünde olan dört dev teleskoba, her biri 8 metreden daha büyük çaplı dünyanın en büyük yekpare aynalarına sahiptir.

Amerika Birleşik Devletleri’nde, Andrea Ghez ve onun araştırma ekibi Hawai’deki Mauna Kea Dağı bulunan Keck Gözlemevini kullandılar (Şekil 3). Aynaları neredeyse 10 metre çapında ve halen dünyanın en büyükleri arasındadır. Her bir ayna, yıldız ışığını daha iyi odaklamak için ayrı ayrı kontrol edilebilen 36 altıgen bölümden oluşan bir bal peteği gibidir.

Şekil 3. Keck Gözlemevi, Mauna Kea Dağı, Hawai, ABD.

Yıldızlar Yolu Gösterir

Teleskoplar ne kadar büyük olursa olsun, çözünürlüklerinin her zaman bir sınırı vardır, çünkü Dünya’da neredeyse 100 km kalınlığındaki bir atmosfer denizinin dibinde yaşıyoruz. Atmosferde, çevrelerinden daha sıcak veya daha soğuk olan büyük hava kabarcıkları bulunur ve bu kabarcıklar bir mercek gibi davranarak teleskobun aynasına gelen ışığın kırılmasına, dolayısıyla ışık dalgalarının bozulmasına neden olur. Bu nedenle yıldızlar göz kırpar ve görüntüleri bulanıktır.

Uyarlanabilir optik aygıtların ortaya çıkışı, gözlemlerin iyileştirilmesinde çok önemli bir rol oynadı. Teleskoplar artık havanın türbülansını telafi eden ve bozuk görüntüyü düzelten, ince bir ekstra ayna ile donatılmışlardır.

Reinhard Genzel ve Andrea Ghez neredeyse otuz yıldır, galaksimizin merkezindeki uzak yıldızıl karışımın içindeki yıldızları takip ediyorlar. Daha hassas dijital ışık sensörleri ve daha iyi uyarlanabilir optik aygıtlarla teknolojiyi iyileştirmeye ve geliştirmeye devam ettiler, böylece görüntü çözünürlüğü 1000 kattan daha fazla artırmayı başardılar. Artık yıldızların konumlarını geceden geceye takip ederek daha kesin bir şekilde belirleyebiliyorlar.

Araştırmacılar, kalabalıktaki en parlak 30 yıldızın izini sürdüler. Yıldızlar, merkezden bir ışık-ayı (ışığın bir ayda kat ettiği mesafe; yaklaşık 777 milyar km) yarıçapında en hızlı bir şekilde hareket ederler ve içeride arı sürüsü gibi dans ederler. Bu bölgenin dışında kalan yıldızlar ise eliptik yörüngelerini daha uysal bir şekilde takip ederler (Bkz. Şekil 4).

 

Şekil 4. Samanyolu’nun merkezine en yakın yıldız yörüngeleri. Bu yıldızların yörüngeleri Sagittarius A*’nın içinde süper kütleli bir karadeliğin varlığına dair şu ana kadar ki en ikna edici kanıttır. Güneş sisteminden çok da büyük olmayan bir alana sıkıştırılmış bu karadeliğin kütlesinin 4 milyon güneş kütlesinde olduğu tahmin edilmektedir.

S2 ya da S-O2 olarak adlandırılan bir yıldız, gökada merkezindeki yörüngesini 16 yıldan daha kısa bir sürede tamamlar. Bu son derece kısa bir süre olduğu için astronomlar yörüngesinin tamamını haritalamayı başardılar. Örneğin bunu Güneş ile kıyaslayacak olursak, gökadamızın merkezi etrafındaki bir turunu tamamlaması 200 milyon yıl sürer, yani biz şu anki tura başladığımızda dinozorlar hala Dünya’nın üzerinde yürüyordu.

Teori ve Gözlemler Birbirlerini Takip Ederler

İki ekibin ölçümleri arasındaki uyum mükemmeldi ve gökadamızın merkezindeki karadeliğin, Güneş sistemimiz büyüklüğünde bir bölgeye sıkışmış, yaklaşık 4 milyon Güneş kütlesine eşit olması gerektiği sonucuna varıldı.

Yakında Sagittarius A*’ya doğrudan bakabiliyor olabiliriz. Evet, listede sıradaki bu olabilir, çünkü Olay Ufku Teleskop (Event Horizon Telescope, EHT) ağı, daha bir yıldan öncesinde, bir süper kütleli karadeliğin en yakın çevresini görüntülemeyi başardı. Bizden 55 milyon ışık yılı uzaklıktaki Messier 87 (M87) Gökadasında, bir ateş halkasıyla çevrili, kara bir gözden daha kara bir obje şeklinde görselleşti (Bkz. Şekil 5).

Şekil 5. Olay Ufku Teleskobu (EHT) tarafından elde edilen veriler sayesinde bilim insanları tarafından görselleştirilen (10 Nisan 2019) ilk karadelik resmi. M87 galaksisinin merkezinde ve Güneş’ten tam 6,5 milyar kat daha fazla kütleye sahip süper kütleli bir karadelik. Kaynak: https://eventhorizontelescope.org/ 

M87’nin karanlık özeği o kadar devasa boyuttadır ki, Sagittarius A*’dan bin kat daha ağırdır. Yakın zamanda kütleçekimsel dalgaların gözlemlenmesiyle keşfedilen çarpışan karadelikler bile bir hayli hafif kalır. 2015 sonbaharında ABD’deki LIGO dedektörü tarafından gözlemlenen bu kütleçekimsel dalgalar iki karadeliğin birleştiği anlamına geliyordu ve bu keşif 2017 yılında Nobel Fizik Ödülüne layık görüldü. Bu gözlemlerden önce karadelikler gibi kütle çekimsel dalgalar da Einstein’ın genel görelilik teorisinin sadece hesaplamalarının sonuçları olarak varlardı.

Peki, Neyi Bilmiyoruz?

Roger Penrose karadeliklerin genel görelilik teorisinin doğrudan bir sonucu olduğunu gösterdi, fakat tekilliğin sonsuz güçlü kütle çekimi etkisinde, bu teori uygulanamaz. Yeni bir kuantum kütle çekimi teorisi oluşturmak için teorik fizik alanında yoğun çalışmalar yürütülmektedir. Bu teori, karadeliklerin en iç kısımlarında buluşan ve fiziğin iki önemli direği olan görelilik teorisi ve kuantum mekaniğini birleştirmelidir.

Aynı zamanda, gözlemler karadeliklere daha da yaklaşıyor. Reinhard Genzel ve Andrea Ghez‘in öncü çalışmaları, genel görelilik teorisinin ve onun en tuhaf tahminlerinin yeni nesil daha hassas testlerin önünü açtı. Büyük olasılıkla, bu ölçümler aynı zamanda yeni teorik öngörüler için ipuçları sağlayacak. Evren keşfedilmeyi bekleyen çok sayıda sırra ve sürprizlere sahiptir!

Kaynak: https://www.nobelprize.org/uploads/2020/10/popular-physicsprize2020.pdf

13.10.2020

Derleyenler:

Mehmet ÖzdoğanDr. Fizikçi

Tuncay DoğanDr. Astronom

Bornova Belediyesi – Mevlana Toplum ve Bilim Merkezi