Colorado Üniversitesi Boulder Astrofizikçi Jeremy Ever, evrenin yerçekimi dalga arka planını ölçmek için yeni bir yol izliyor – kozmosta çarpan dalgaların sürekli akışı, mekan ve zamanın dokusunu çarpıp.
Araştırma, yayınlanan Astrofizik dergi mektuplarıbir gün yerçekiminin en temel seviyesinde nasıl çalıştığı da dahil olmak üzere, evrenin en derin gizemlerinin kilidini açmaya yardımcı olabilir.
Astrofizik ve gezegen bilimleri bölümünde profesör Darling, “Yerçekimi dalgalarının bu kesin ölçümlerini elde etmekten öğrenebileceğimiz çok şey var.” Dedi. “Farklı yerçekimi lezzetleri birçok farklı yerçekimi dalgasına yol açabilir.”
Bu tür dalgaların nasıl çalıştığını anlamak için, dünyayı fırtınalı bir okyanusta küçük bir şamandıra olarak hayal etmeye yardımcı olur.
Darling, evrenin tarihi boyunca, sayısız süper kütleli kara delik değişken bir dansa girdiğini açıkladı: bu devler birbirine çarpana kadar birbirlerinin daha hızlı ve daha hızlı sarılıyor. Bilim adamları, ortaya çıkan çarpışmaların o kadar güçlü olduğundan şüpheleniyorlar ki, kelimenin tam anlamıyla, evrene yayılan dalgalanmalar üretiyorlar.
Bu arka plan gürültüsü, asla bilemesek de her zaman gezegenimizde yıkanır. Darling’in ölçmeye çalıştığı yerçekimi dalgaları çok yavaş olma eğilimindedir, gezegenimizi yıllar boyunca onlarca yıla çıkarır.
2023’te, Nanograv işbirliğine ait bir bilim insanı ekibi, kozmik dalga havuzunu ölçerek bir darbe elde etti. Grup, evrenin yerçekimi dalgası arka planının uzay -zamanını nasıl uzattığını ve sıktığını ve pulsar olarak bilinen ve kozmik saatler gibi hareket eden göksel nesnelerden gelen ışığı etkilediğini kaydetti.
Ancak bu ayrıntılı ölçümler sadece yerçekimi dalgalarının tek bir yönde nasıl hareket ettiğini yakaladı – doğrudan bir kıyı şeridinden akan dalgalara. Darling, aksine, yerçekimi dalgalarının dünyaya kıyasla yan yana ve yukarı ve aşağı nasıl hareket ettiğini görmek istiyor.
Son çalışmasında, astrofizikçi başka bir göksel nesne sınıfından yardım aldı: kuasarlar ya da galaksilerin merkezlerinde oturan alışılmadık derecede parlak, süper kütleli kara delikler. Darling, quasarların gökyüzündeki birbirlerine kıyasla nasıl hareket ettiğini tam olarak ölçerek yerçekimi dalgalarından gelen sinyaller arar. Henüz bu sinyalleri görmedi, ancak daha fazla veri mevcut hale geldikçe bu değişebilir.
“Yerçekimi dalgaları üç boyutta çalışıyor,” dedi Darling. “Görme alanımız boyunca uzay -zaman uzatıyor ve sıkıyorlar, ama aynı zamanda nesnelerin gökyüzünde ileri geri hareket etmesine neden oluyorlar.”
Hareket halindeki galaksiler
Araştırma, göksel nesnelerin nasıl hareket ettiğini ve astrometri olarak bilinen bir alan nasıl hareket ettiğini incelemek için kötü bir görevi yerine getiriyor.
Darling, Quasars’ın Dünya’dan milyonlarca veya daha fazla ışık yılı dinlediğini açıkladı. Bu nesnelerden gelen parlama Dünya’ya doğru ilerledikçe, mutlaka düz bir çizgide ilerlemez. Bunun yerine, yerçekimi dalgalarını geçmek, neredeyse bir eğri topu atan bir beyzbol sürahisi gibi bu ışığı saptırır.
Bu kuasarlar aslında uzayda hareket etmiyorlar, ancak dünyadan, onlar gibi görünebilirler – etrafımızda bir tür kozmik kıpır kıpır.
Darling, “Milyonlarca yıldır yaşıyorsanız ve aslında bu inanılmaz küçük hareketleri gözlemleyebilirseniz, bu kuasarların ileri geri kıpır kıpır olduğunu görürdünüz.” Dedi.
Ya da bu teori. Uygulamada, bilim adamları bu kıpır kıpırları gözlemlemek için mücadele ettiler. Kısmen, bunun nedeni, bu hareketleri gözlemlemek zordur, Dünya’dan ayda büyüyen bir insan tırnakını izlemek için gerekenden 10 kat daha fazla hassasiyet gerektirir. Ama gezegenimiz de uzayda ilerliyor.
Gezegenimiz güneşi saatte yaklaşık 67.000 mil hızla yörüngediyor ve güneşin kendisi saatte 850.000 mil kabaran bir alanda acı çekiyor.
Yerçekimi dalgalarından gelen sinyalin tespit edilmesi, başka bir deyişle, Dünya’nın kendi hareketini kuasarların görünür hareketinden çözmeyi gerektirir. Bu sürece başlamak için Darling, Avrupa Uzay Ajansı’nın GAIA uydusundan verileri çekti. Gaia’nın 2013’teki lansmanından bu yana, bilim ekibi yaklaşık üç yıldan fazla bir milyondan fazla kuasar gözlemini yayınladı.
Darling bu gözlemleri aldı, kuasarları çiftlere böldü, sonra bu çiftlerin birbirine göre nasıl hareket ettiğini dikkatlice ölçtü.
Bulguları, yerçekimi dalgalarının kuasarları kıpırdattığını kanıtlayacak kadar ayrıntılı değil. Ancak Darling, bunun önemli bir arama olduğunu söyledi – örneğin, yerçekimi dalgalarının fiziğini aşmak, bilim adamlarının galaksilerin evrenimizde nasıl geliştiğini anlamalarına ve yerçekimi hakkındaki temel varsayımları test etmelerine yardımcı olabilir.
Astrofizikçi yakında bu arayışta biraz yardım alabilir. 2026’da, GAIA ekibi beş buçuk yıllık Quasar gözlemlerini yayınlamayı planlıyor ve evrenin yerçekimi dalga geçmişinin sırlarını ortaya çıkarabilecek yeni bir veri sağlıyor.
“Milyonlarca kuasar görebiliyorsak, belki de bu sinyalleri o çok büyük veri kümesine gömülü bulabiliriz” dedi.
