Doğa ve Turizm

Evrenin yerçekimi dalgaları

Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 1)

Fizikte, yerçekimi dalgaları, yerçekimi radyasyonu şeklinde enerji ileten dalgalar şeklinde radyasyon kaynaklarından dışa doğru yayılan uzay-zaman eğrisindeki dalgalanmalara işaret eder. 1916'da Einstein, genel göreliliğe dayanan yerçekimi dalgalarının varlığını öngördü. Yerçekimi dalgalarının varlığı, Lorentz'in genel görelilikteki değişmezliğinin bir sonucudur, çünkü etkileşimlerin sınırlı yayılma hızı kavramını sunar. Buna karşılık, yerçekimi dalgaları Newton'un klasik yerçekimi teorisinde var olamaz, çünkü Newton'un klasik teorisi maddenin etkileşiminin sonsuz hızda yayıldığını varsayar.

Einstein'ın genel görelilik teorisinde yerçekimi, uzay-zaman bükülmesinin bir etkisi olarak kabul edilir. Bu bükülmeye kütle varlığı neden olur. Genel olarak, belirli bir hacimde bulunan kütle ne kadar büyük olursa, hacim sınırındaki uzay-zaman eğriliği de o kadar büyük olur. Bir kütle nesnesi uzay ve zamanda hareket ettiğinde, eğrilikteki değişiklik bu nesnelerin pozisyon değişimini yansıtır. Belirli koşullar altında, hızlanan bir nesne bu eğriliği değiştirebilir ve ışık hızında dalgalar şeklinde dışa doğru hareket edebilir. Bu yayılma fenomeni, aynı zamanda şu şekilde de anlaşılabilen yerçekimi dalgası olarak adlandırılır: büyük bir kütle gök cismi tarafından üretilen yerçekimi kuvveti, belirli bir aralıktan daha küçük bir kütleye sahip bir gök cismi etkiler, bu da negatif ivmeler üretmelerine neden olur ve yörüngeleri tarafından oluşturulan eğrilik Daha büyük olma ve enerjiyi serbest bırakma olgusu. Kepler'in yasasına göre, bir nesnenin hareket hızı, yörüngesinin oluşturduğu eğrilik ile ters orantılıdır.

Evrenimizde, tespit edilebilen yerçekimi dalgaları üretmek için ne tür bir gök cismi sallanabilir? Aşağıdakiler genellikle dikkate alınır:
(1) Spiral veya kombine yoğun yıldız ikili sistemi. Nötron yıldızı veya kara delik ikili sistemi gibi.
(2) Hızla dönen yoğun nesneler. Bu tür gök cismi periyodik yerçekimi dalga radyasyonu ile açısal momentumu kaybeder ve asimetri derecesi arttıkça sinyal gücü artar. Olası adaylar arasında asimetrik nötron yıldızları ve benzerleri bulunur.
(3) Rastgele yerçekimi dalgası arka plan. Yaygın olarak bizim tarafımızdan bilinen kozmik arka plan radyasyonuna çok benzer şekilde, orijinal yerçekimi dalgası olarak da bilinen bu tür arka plan yerçekimi dalgası, erken kozmik patlamanın izidir.
(4) Süpernova veya gama ışını patlaması. Bir yıldız patladığında yerçekimi dalgaları da asimetrik dinamikler tarafından üretilebilir. Bu nesnelerden yerçekimi dalgalarının doğrudan algılanması, bu nesneler hakkında en doğrudan ve dahili bilgileri sağlayacaktır.
(5) Bazı gökadaların ortasında iki kara delik olacak. LIGO tarafından tespit edilen çift sabit yıldız kara deliklerine çok benzer şekilde, bu iki çift kara delik de yörüngede ve sonunda birleştiklerinde güçlü yerçekimi dalgaları üretir.

Çeşitli yerçekimi dalga dedektörleri yapım aşamasında ya da kullanımdadır Örneğin gelişmiş LIGO Eylül 2015'ten beri kullanılmaktadır. Olası yerçekimi dalga algılama kaynakları yoğun ikili yıldız sistemlerini (beyaz cüceler, nötron yıldızları ve kara delikler) içerir. 11 Şubat 2016'da LIGO Bilimsel İşbirliği ve Başak İşbirliği Ekibi, gelişmiş LIGO dedektörleri kullandıklarını ve ilk kez çift kara delik birleşmesinden gelen yerçekimi dalga sinyallerini tespit ettiklerini açıkladı. 16 Haziran 2016 sabahının erken saatlerinde, LIGO işbirliği ekibi 26 Aralık 2015'te ABD'nin Hanford ve Livingston, Louisiana'da bulunan iki yerçekimi dalga dedektörünün aynı anda bir yerçekimi dalga sinyali tespit ettiğini açıkladı; LIGO 14 Eylül 2015'te ilk yerçekimi dalga sinyalini tespit ettikten sonra insanlar tarafından tespit edilen ikinci yerçekimi dalga sinyalidir. 16 Ekim 2017'de, dünyanın birçok ülkesinden bilim adamları, aynı anda, ilk kez, insanların çift nötron yıldızlarının birleşmesinden gelen yerçekimi dalgalarını doğrudan tespit ettiklerini ve aynı zamanda bu muhteşem kozmik olayın yaydığı elektromanyetik sinyalleri "gördüğünü" duyurmak için bir basın toplantısı düzenlediler.

Toplam 6 fotoğraf:
Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 1)Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 4)
Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 2)Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 6)
Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 3)Evrenin yerçekimi dalgaları (Resim 5)
Önceki set: Geniş Bulutsusu