11 şubat 2016 ligo gravitational wave gözlemi

  • gozlemlenen olay (iki karadeligin kucaklasmasi) ~1.3 milyar yil once gerceklesmis.
    bu dalgalar kaynagindan ayrildiginda dunyada yasam tek hucre seviyesinde!
    1.29995 milyar yil sonra (gunumuzden yaklasik 50 bin yil once) dalgalar bizim kapimiza, yani samanyolu galaksisine ulasiyor. bu sirada homo sapiens afrika'dan cikip baska kitalara yayilmaya yeni baslamis.

    1600'larda newton ilk basarili kutlecekim modelini gelistiriyor.
    1800'lerde riemann, gauss, diferensiyel geometri'yi kuruyor.
    1900'un basinda einstein kutle cekimi diferensiyel geometriyle tanimlayan genel gorelilik teorisini ortaya atiyor. yine ayni donemde kuantum mekanigi kesfediliyor.
    1960'ta, ligo'nun belkemigi olacak lazer icat ediliyor.
    son 50 yilda teknoloji inanilmaz gelisiyor.

    bu kutlecekim dalgalari ortaya ciktiginda tek hucreli olan yasam, 1.3 milyar yil sonra kuantum mekanigini, diferensiyel geometriyi, genel goreliligi kesfetmis, teknolojiyi 10^-18 metreleri olcebilecek hale getirip ligo'yu insa edip, pusuya yatmis bekliyor. binlerce bilim insani onlarca yil gece gunduz calisip bu sinyali yakaliyor sonunda.

    bu kadar destansi bir hikaye daha var mi?

    ~

    kutlecekim dalgalarinin gozlemlenmesi buyuk olay, ama asil buyuk olay bu degil. cunku fizigin %99.9'u zaten bu dalgalar var sayilarak yapiliyordu. asil buyuk olay artik elimizde kutlecekim dalgalarini gozlemleyen bir alet olmasi. ilk mikroskop veya ilk teleskop gibi bir sey bu.

    ayrintilar arasinda kaybolan cok onemli bir sey daha var: adamlar kaynagin ne oldugunu, ozelliklerini cikarip veriyorlar elimize. bu da su anlama geliyor: onumuzdeki yillarda yeni sinyaller gozlendikce kaynagini da ogrenecegiz. karadeliklerden, notron yildizlarindan, hatta bingbang'den kalan dalgalari gorecegiz... bunlari gormek muthis olacak. ama daha da heyecan verici seyler olabilir. yukarida saydigim kutlecekim kaynaklari, zaten varligi neredeyse garanti olan nesneler. herbirininin gozlemlenmesine "sampanya" patlatilir o ayri.

    asil varligi tartismali nesneler var, onlardan yakalarsa ligo, o zaman yeme de yaninda yat. mesela kozmik sicimler var, domainwall'lar var, varoglu var. kozmik sicimin uretecegine benzer bir dalga gozlemlendi diyelim. bu ne demek kozmik sicimler hakkatten var demek. bu da grand unified theory'lere buyuk destek demek. ya da hali hazirdaki olasi kaynaklarla aciklanamayan bir sinyal gozlemlenirse bu da hayal bile edemedigimiz nesnelere\teorilere isaret edebilir.

    fizikcilerin klise bir lafi var: "exciting times for physics". kozmoloji ve astrofizik icin son derece dogru. cok heyecan verici yemin ederim.

    kutle cekim dalgalarina dair: (bkz: 17 mart 2014 harvard'ın büyük keşif açıklaması/@ramali)

  • *edit: en basa bu dalga neyin dalgasi onu soyliyelim. einstein'in genel gorelilik teorisinin ozetine gore "madde" ** uzay ve zamana nasil egilip bukulecegini soyler; uzay ve zaman da cisimlere nasil hareket edecegini. yani uzay aslinda boyle gorunur ama bugune kadar boyle goremiyorduk:) iste cisimler, uzay ve zamani bukunce uzayda isik hizinda dagilan kutlecekim dalgalari* olustururlar. bu dalgalar bugune kadar gozlemlenememisti. bu dalgalar gozlemlenemeyince de, bu dalgalardan baska bi sey yaymayan uzay cisimleri de gozlemlenememisti. yani yasasin karadelikler!*edit bitti*

    ligo'nun yaptigi uygulamalı gözlemi basitçe anlatması çok zor:)

    (büyük harfle) "l" şeklinde bir kompleks düşünün. l'nin kolları 2-4 km uzunluğunda. biri diğerinden uzun, l'nin köşesinde bir beam splitter (ışın ayırıcı) var, l'nin alt tarafında yani ışın ayırıcının solunda ışın detektörü var... l'nin iki ucunda da asılı duran dev aynalar var. şöyle bir şey kendisi

    şimdi bir lazerle (ls diye gösterilen) ışın ayırıyıcıya (b diye gösterilen) ışın yolluyos, ayırıcı da iki demeti iki koldan (l'nin kollarından) dev aynalara yolluyor. deva aynalar demetleri gerisin geri ayırıcıya yolluyor. ayırıcı da aynalardan gelen ışınları lazer silahı ve ışın detektörüne (ld diye geçen) yolluyor. böyle bir görüntü hayal edin.
    ortada gravitational wave'in eğip büktüğü uzayzaman yokken, ışın atımları kollardan biri daha uzun olduğundan detektöre farklı, ancak düzenli ritmli zamanlarda geliyor. detektör de pek bi şey detect etmiyor :) (ışık dalgalarının süperimpozisyonuyla* ilgili bir dalga sebebiyle, birbirlerini nötralize ediyor isinlar)

    şimdi kollara gravitational wave atalım, böyle "vocurk vocurk" etsin... animasyonda gördüğünüz üzere sağdan giren gravitational wave, yüzeydeki partikelleri gah uzatıyor gah kısaltıyor... bu durum bizim "l"'de (ki adı interferometre-yani suya attığınız taşların birbirine girişen dalgalarını ölçen nane) iki boyutlu düzlemde şöyle bir görüntü yaratıyor. yani kollar bir uzuyor bir kısalıyor. tabii animasyondaki kadar degil. hidrojen atonu kadar ohom:) artık gelen ışın atımları düzenli ritmde değil. suya atılan taşların birbiriyle girişen (bkz: superimpositon) görüntüsü şeklinde. duzensiz girişen dalgalar da yeni bir dalga yaratıyor (biraz daha basitleştirirsem fizik ilmi çökecek:(( ışığın dalga fonksiyonundan da yararlanan detektör de gravitational wave'den sonra oluşan yeni dalganın ışığını tespit ediyor. böylece ölçüm gerçekleşyor.

    not: gerçeklik yukarıda anlattığımdan çok daha komplike, işbu entry aşırı basitleştirme adına fiziğin de müzğin de ırzına geçmiştir:)