11 Şubat 2016'da Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi'nde (LIGO) yerçekimi dalgalarının ilk tespitini açıkladı. Bir yüzyıl önce Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi tarafından yapılan bir öngörü teyit eden bu gelişme, kozmologlar ve astrofizikçiler için yeni araştırma yolları açtı. O zamandan beri, hepsi kara deliklerin birleşmesinin sonucu olduğu söylenen daha fazla tespit yapıldı.
En son tespit 14 Ağustos 2017'de, üç gözlemevinin - Gelişmiş LIGO ve Gelişmiş Başak dedektörleri - kara deliklerin birleştirilmesiyle oluşturulan yerçekimi dalgalarını aynı anda tespit ettiği zaman gerçekleşti. Yerçekimi dalgaları ilk kez dünyanın dört bir yanından üç farklı tesis tarafından tespit edildi, böylece bu kozmik fenomenle ilgili küresel ağ araştırmalarının yeni bir çağını başlattı.
Bu gözlemleri detaylandıran çalışma kısa süre önce LIGO Bilimsel İşbirliği ve Başak İşbirliği tarafından çevrimiçi olarak yayınlandı. “GW170814: Bir İkili Kara Delik Birleşmesinden Yerçekimi Dalgalarının Üç Dedektörlü Bir Gözlemi” başlıklı bu çalışma, bilimsel dergide yayınlanmak üzere de kabul edilmiştir. Fiziksel İnceleme Mektupları.
GW170814 olarak belirlenen etkinlik 14 Ağustos 2017 günü 10:30:43 UTC (06:30:43 EDT; 03:30:43 PDT) saatinde izlendi. Etkinlik Ulusal Bilim Vakfı'nın iki LIGO'su tarafından tespit edildi. dedektörler (Livingston, Louisiana ve Hanford, Washington'da bulunur) ve Pisa, İtalya'da bulunan Başak dedektörü - Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) ve Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü (INFN) tarafından yönetilmektedir.
Yerçekimi dalgalarının ilk örneği algılanmasa da, bu olay üç gözlemevi tarafından aynı anda ilk kez tespit edildi. NSF direktörü France Córdova'nın yakın zamanda LIGO basın açıklamasında söylediği gibi:
“Bir buçuk yıldan biraz daha uzun bir süre önce NSF, Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalga Gözlemevi'nin ilk kez yerçekimsel dalgaların tespitini yaptığını açıkladı; Bugün, Başak kütleçekimsel dalga gözlemevi ile LIGO Bilimsel İşbirliği arasında ortaklaşa yapılan ilk keşfi, binlerce kilometre uzaklıktaki bu gözlemevleri tarafından ilk kez bir kütleçekimsel dalga tespiti gözlemlendiğini duyurmaktan mutluluk duyuyoruz. Bu, evrenimizin olağanüstü gizemlerinin kilidini açmak için büyüyen uluslararası bilimsel çabanın heyecan verici bir kilometre taşıdır. ”
Tespit edilen dalgalara dayanarak, LIGO Bilimsel İşbirliği (LSC) ve Başak işbirliği, olayın türünü ve ilgili nesnelerin kütlesini belirleyebildi. Çalışmalarına göre, olay sırasıyla 31 ve 25 Güneş Kütlesi olan iki kara deliğin birleşmesiyle tetiklendi. Olay Dünya'dan yaklaşık 1.8 milyar ışıkyılı uzaklıkta gerçekleşti ve yaklaşık 53 Güneş Kütlesi ile dönen bir kara delik oluşmasına neden oldu.
Bunun anlamı, yaklaşık üç Güneş Kütlesinin birleşme sırasında yerçekimi dalgası enerjisine dönüştürülmesidir ve bu daha sonra LIGO ve Başak tarafından tespit edilmiştir. Tek başına etkileyici olsa da, bu son tespit, LIGO ve Başak işbirlikleri gibi yerçekimi dalga dedektörlerinin artık ileri aşamalarına girdikleri ve birbirleriyle işbirliği yapabileceklerinin sadece bir tadıdır.
Hem Gelişmiş LIGO hem de Gelişmiş Başak, öncekilerden devralınan ikinci nesil yerçekimi dalgası dedektörleridir. Caltech ve MIT tarafından tasarlanan, inşa edilen ve işletilen LIGO tesisleri, 2002-2010 yılları arasında başarısız bir şekilde veri topladı. Ancak, Eylül 2015 itibariyle Advanced LIGO çevrimiçi hale geldi ve iki gözlem çalışması gerçekleştirmeye başladı - O1 ve O2.
Bu arada, orijinal Başak dedektörü 2003 ve Ekim 2011 arasında bir kez daha başarılı olamadı. Şubat 2017'ye kadar, Gelişmiş Başak dedektörünün entegrasyonu başladı ve cihazlar sonraki Nisan'a kadar çevrimiçi oldu. 2007 yılında, Başak ve LIGO da kendi dedektörleri tarafından kaydedilen verileri paylaşmak ve ortaklaşa analiz etmek için ortak oldular.
2017 yılının Ağustos ayında, Başak dedektörü O2 çalışmasına katıldı ve ilk eşzamanlı tespit 14 Ağustos'ta yapıldı ve veriler üç LIGO ve Başak enstrümanı tarafından toplandı. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ile araştırmacı olan LSC sözcüsü David Shoemaker'ın belirttiği gibi, bu tespit beklenen birçok olayın sadece ilkidir.
“Bu, Başak ve LIGO'nun birlikte çalıştığı ağ ile yapılan gözlemlerin sadece başlangıcı” dedi. “2018 sonbaharında yapılması planlanan bir sonraki gözlem çalışmasında, bu tür tespitlerin haftalık veya daha sık olmasını bekleyebiliriz.”
Bu sadece bilim insanlarının gelecekteki olayları tespit etmek için daha iyi bir atış yapmaları anlamına gelmez, aynı zamanda onları çok daha doğru bir şekilde tespit edebilecekleri anlamına gelir. Aslında, iki- üç dedektörlü bir ağdan geçişin GW170814 kaynağını 20'lik bir fabrika tarafından saptama olasılığını arttırması beklenir. GW170814 için gökyüzü bölgesi sadece 60 kare derecedir - 10 kattan daha küçüktür sadece LIGO'nun interferometrelerinden gelen verilerle.
Ayrıca, kaynağa olan mesafenin ölçüldüğü doğruluk da bu ortaklıktan yararlanmıştır. Georgia Tech profesörü ve LSC sözcüsü vekili Laura Cadonati'nin açıkladığı gibi:
“Bu artan hassasiyet, tüm astrofizik topluluğunun nihayetinde çok haberci gözlemler de dahil olmak üzere daha da heyecan verici keşifler yapmasına izin verecek. Daha küçük bir arama alanı, yerçekimi dalgaları ve nötron yıldızlarının çarpışması gibi ışık emisyonları üreten kozmik olaylar için teleskoplar ve uydularla izleme gözlemleri sağlar. ”
Sonunda, yerçekimi dalgası ağına daha fazla dedektör getirmek, Einstein'ın Genel Görelilik teorisinin daha ayrıntılı testlerine de olanak tanıyacak. LIGO Laboratuarı genel müdürü Caltech’in David H. Reitze de yeni ortaklığı ve neye izin vereceğini övdü.
“Gelişmiş LIGO ve Başak dedektörlerinin bu ilk ortak tespiti ile, yerçekimi dalgası kozmosuna bir adım daha attık” dedi. “Başak, kuşkusuz gelecekte heyecan verici ve beklenmedik sonuçlara yol açacak olan yerçekimi dalga kaynaklarını tespit etmek ve daha iyi bulmak için güçlü bir yeni yetenek getiriyor.”
Yerçekimi dalgalarının incelenmesi, dünyanın bilim ekiplerinin ve interferometri biliminin artan kabiliyetinin bir kanıtıdır. Onlarca yıldır yerçekimi dalgalarının varlığı sadece bir teoriydi; ve yüzyılın başlarında, onları tespit etmeye yönelik tüm girişimler hiçbir şey getirmedi. Ancak sadece son on sekiz ay içinde birden fazla tespit yapıldı ve önümüzdeki yıllarda onlarca kişi daha bekleniyor.
Dahası, yeni küresel ağ ve geliştirilmiş araçlar ve yöntemler sayesinde, bu olayların bize Evrenimiz ve onu yöneten fizik hakkında hacimler vereceğinden emin olabilirsiniz.
