Birleşen bir çift kara deliğin uzay-zamandaki dalgalanmaları benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla kaydedildi ve bu, fizikçilerin genel görelilik tahminlerini test etmelerine olanak sağladı.
Sanatçının GW250114’ü oluşturan kara delik çarpışmasına ilişkin izlenimi
İki kara delik arasında şimdiye kadar kaydedilen en gürültülü çarpışma, bilim adamlarının Einstein’ın genel görelilik teorisini benzeri görülmemiş ayrıntılarla test etmesine olanak tanıdı ve fizikçinin tahminlerinin bir kez daha doğru olduğunu gösterdi.
2025 yılında, ultra hassas lazer dizilerinden oluşan yerçekimsel dalga dedektörlerinin uluslararası bir işbirliği, uzay-zaman dokusunda, muhtemelen iki kara deliğin birleşmesiyle üretilen, GW250114 etiketli güçlü bir dalgalanma tespit etti.
ABD’deki Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi’ni (LIGO) ve İtalya’daki Başak dedektörünü içeren dedektörler, LIGO’nun 2016’da ilk tespitini yaptığı zamana göre çok daha hassastır. Bu, GW250114’ün şu ana kadar herhangi bir yerçekimi dalgası olayına ilişkin en net ve en gürültüsüz verilere sahip olduğu anlamına geliyordu; bu da onu, aksi takdirde iyi test edilmiş fiziksel teorilerden gelen tahminler için benzersiz bir test ortamı haline getiriyor.
Geçtiğimiz yıl araştırmacılar, Stephen Hawking’in 50 yıldan fazla bir süre önce öne sürülen teoremini test etmek için GW250114’ten elde edilen verileri kullandılar: Birleştirilmiş bir kara deliğin olay ufku, yani ışığın artık kaçamayacağı bölge, ana kara deliklerin toplamından daha küçük olmayacaktır. Sonuçlar neredeyse yüzde 100’lük bir güvenle Hawking’in haklı olduğunu gösterdi.
Şimdi New York’taki Cornell Üniversitesi’nden Keefe Mitman ve meslektaşları bir adım daha ileri giderek kara delik birleşmesinin Albert Einstein’ın genel görelilik kuramına uygun olup olmadığını test ettiler.
Einstein’ın orijinal denklemleri, kütlesi olan herhangi bir nesnenin uzay-zamanda nasıl hareket ettiğini açıklar. Bu denklemler iki kara deliğin birleşmesi için ayarlanıp çözüldüğünde, farklı bir resim ortaya çıkıyor. Kara delikler önce artan bir hızla birbirlerinin etrafında dönerler, sonra birbirlerine çarparak muazzam bir enerji patlaması yayarlar, ardından farklı frekanslarda titreşirler, tıpkı bir zilin vurulduktan sonra çalmasına benzer şekilde.
Çınlama modları olarak adlandırılan bu frekanslar, önceki kütleçekimsel dalga olaylarında görülemeyecek kadar zayıftı, ancak GW250114, Einstein’ın denklemleri tarafından tahmin edilen modların düzgün bir şekilde test edilebilmesine yetecek kadar yüksekti. Mitman ve meslektaşları Einstein’ın denklemlerini simüle ederek bu kara delik titreşimlerinin ne kadar yüksek ve hangi frekanslarda olması gerektiğine dair tahminler ürettiler. Bunları ölçülen frekanslarla karşılaştırdıklarında yakından eşleştiler.
Mitman, “Verilerde ölçtüğümüz genlikler, sayısal göreliliğin öngörüleriyle inanılmaz derecede uyumlu” diyor. “Einstein denklemlerini çözmek gerçekten zor, ancak bunları çözdüğümüzde ve dedektörlerimizde genel görelilik tahminlerini gözlemlediğimizde bu ikisi aynı fikirde.”
Birleşik Krallık’taki Portsmouth Üniversitesi’nden Laura Nuttall, “Sonuç olarak Einstein hâlâ doğrudur” diyor. “Her şey Einstein’ın yerçekimi hakkında söylediklerine benziyor.”
GW250114’ün ses yüksekliğine rağmen frekanslar hala o kadar zayıftı ki Mitman ve ekibi bunların Einstein’ın tahminlerinden yaklaşık yüzde 10’dan daha az farklılık gösterebileceğini göz ardı edemediler. Mitman, bunun temel olarak dedektörlerimizin hassasiyetindeki sınırlamaların bir sonucu olduğunu ve yerçekimi dalgası dedektörlerinin hassasiyetini arttırdıkça azalması gerektiğini söylüyor. Ancak Einstein’ın teorisi bir şekilde yanlışsa bu fark devam edecektir.
Mitman, “Giderek daha fazla olayı gözlemledikçe veya daha yüksek sesli tekil olaylar gördükçe, bu hata çubukları sıfır civarına kadar küçülebilir veya sıfırdan uzaklaşacak kadar küçülebilir” diyor. “Sıfırdan uzaklaşacak kadar küçülürse bu çok daha ilginç.”
