Skip to content Skip to navigation

Uzaydaki Titreşimleri Tespit Eden Dedektörler: LIGO ve Virgo

Prof. Dr. Levent Kurnaz
17/01/2019 - 15:41

R. Hurt/Caltech-JPL - Nötron yıldızlarının birleşmesi sırasında yayılan kütleçekimsel dalgaların benzetimi

"Evren genişliyor" dediğimizde aklımıza evrenin en uç noktasının hiçliğe doğru gittiği gibi bir düşünce gelebilir. Oysa evrenin genişlemesini bir balonun şişmesine benzetmek daha doğru olabilir. Dört boyutlu (üç uzay ve bir zaman) evren başlangıçta bir nokta büyüklüğündeydi, sonrasında ise giderek genişlemeye ve daha fazla hacim kaplamaya başladı. Tıpkı iki boyutlu bir balonun şişerken yüzey alanının giderek artması gibi. Şişen bir balonun üzerinde duran bir karınca uzaktaki başka bir karıncanın kendisinden uzaklaştığını görüp o karıncanın hareket ettiğini düşünebilir. Ancak diğer karınca balonun üzerinde yer değiştirmiyor olsa bile şişme sebebiyle aralarındaki mesafe zaten artmaktadır. Evrendeki iki gökcisminin birbirlerine göre konumlarının değişmesinin iki nedeni vardır: birincisi gökcisimlerinin uzaydaki hareketlerinden, ikincisi uzayın genişlemesinden kaynaklanan değişimler. Ancak şunu da not edelim ki uzayın genişlemesi, içindeki nesnelerin de şişerek daha büyük hacim kapladıkları anlamına gelmez. Çünkü cisimleri bir arada tutan kuvvetler buna engel olur. Genişleyen uzaydır, nesneler değil.

Genel görelilik kuramı ivmelenen kütlelerin kütleçekimsel dalgalar yayacağını söyler. İki gökcismi arasından geçen kütleçekimsel dalgalar cisimlerin arasındaki mesafenin değişmesine sebep olur. Bu değişimler o kadar küçüktür ki sıradan yöntemlerle ölçülmesi mümkün değildir; bir protonun çapının on binde birinden küçük mesafeleri ölçebilecek kadar hassas “cetveller” gerekir. Bu yüzden kütleçekimsel dalgaları tespit edebilecek kadar hassas teknolojilerin geliştirilmesi uzun yıllar aldı. Şu anda biri ABD’deki Lousiana’da biri de Washington’da kurulu Lazer Girişimölçer Kütleçekimsel Dalga Gözlemevi (LIGO) dedektörleri ve İtalya’daki Pisa'da kurulu Avrupa Kütleçekimsel Dalga Gözlemevi Virgo dedektörü olmak üzere çalışmakta olan üç kütleçekimsel dalga dedektörü var. Bu dedektörler sadece tek bir “cetvel”den değil, birbirine dik iki “cetvel”den oluşur ve ölçümü iki “cetvel”in uzunluk farkını bularak yapar.

14 Eylül 2015'te LIGO dedektörleri ilk defa kütleçekimsel dalgaları tespit etti. Bu kütleçekimsel dalgalar yaklaşık 1,4 milyar ışık yılı uzaklıktaki, biri 35, diğeri 30 Güneş kütlesindeki iki karadeliğin birleşmesi sırasında yayılmıştı.

29 Temmuz 2017'de LIGO dedektörleri tarafından yapılan gözlemde bundan beş milyar yıl önce gerçekleşmiş bir karadelik birleşmesinde oluşan kütleçekimsel dalgalar tespit edildi. Bu olay şimdiye kadar gözlemlenmiş en uzaktaki ve en şiddetli patlamaydı. Bu birleşmede Güneş'in kütlesinin beş katı kadar kütlenin kütleçekimsel dalgalara dönüşerek yayıldığı düşünülüyor.

Lousiana’da kurulu LIGO dedektörü

18 Ağustos 2017'de LIGO ve Virgo dedektörleri tarafından birlikte yapılan gözlemde ise kütleçekimsel dalgaların kaynağı olan olayın uzayın hangi bölgesinde gerçekleştiği de belirlendi. Detaylı analizler, dalgaların kaynağının 2,5 milyar yıl önce gökyüzündeki 39 derece karelik bir alanın içinde gerçekleşen bir karadelik-karadelik birleşmesi olduğunu gösterdi.

Virgo dedektörü

LIGO ve Virgo araştırmacıları bugüne kadar birlikte on karadelik-karadelik ve bir de nötron yıldızı-nötron yıldızı birleşmesinden ortaya çıkan kütleçekimsel dalgaları tespit etti.

LIGO Caltech - Bugüne kadar tespit edilen karadelik birleşmelerine ait benzetimler

LIGO ve Virgo normal teleskoplar gibi sağa-sola veya yukarı-aşağı oynayan cihazlar olmadığından bunlarla algılanan dalgaların yönünü bulabilmek hayli zor. LIGO/Virgo sistemini oluşturan üç ayrı dedektörün sağladığı çok hassas ölçümlerle bile bu belirleme güçlükle yapılabiliyor.

Şu anda geliştirme çalışmaları devam eden dedektörler 2019 baharında tekrar veri toplamaya başlayacak.

Kaynak:
 
Yazar Hakkında:
Prof. Dr. Levent Kurnaz
Boğaziçi Üniversitesi Fizik Bölümü

İlgili İçerikler

Fizik

Bir grup araştırmacı yeni bir mikromotor geliştirdi. Ultrason dalgalarıyla harekete geçirilen ve manyetizma etkisiyle idare edilen motor, zarar vermeden canlı hücreleri bir yerden başka bir yere taşıyabiliyor.

Fizik

Gaz termometrelerinde ise sıcaklığı ölçülecek malzeme, içerisinde gaz bulunan bir hazneye temas ettirilir ve gazın genleşmesinden ya da büzüşmesinden yararlanılarak sıcaklık ölçümü yapılır.  Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak bir hava termometresi düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Montreal Üniversitesindeki Ötegezegen Araştırmaları Enstitüsünden bilim insanları üç yıl önce keşfettikleri, Dünya’ya yaklaşık 111 ışık yılı mesafedeki K2-18 sistemindeki bir gezegenin atmosferinde su buharı tespit etti.

Fizik

Boğaziçi Üniversitesi Elektroteknoloji Kulübü ve IEEE Öğrenci kolu tarafından düzenlenen Boğaziçi Enerji Zirvesi’nin beşincisi 16 Kasım’da Boğaziçi Üniversitesi Albert Long Hall Kültür Merkezi’nde gerçekleştiriliyor.

Fizik

Çoğu zaman farkında olmasak da dalga ve dalga hareketinin yaşamın ve hayatımızın her alanında etkisi var. Bazen hayatımızı kolaylaştıran dalgaların bazı zaman da yıkıcı etkileri ile karşılaşıyoruz. Peki, dalgalar olmasaydı hayatımız nasıl olurdu?

Fizik

Nobel Fizik Ödülü’nün 2019 yılı sahipleri Princeton Üniversitesinden James Peebles, Cenova Üniversitesinden Michel Mayor ve Cambridge Üniversitesinden Didier Queloz oldu.

Fizik

Bilim insanları, günlük hava tahmini için çeşitli gözlemler ve ölçümler yapar. Bunların arasında rüzgâr hızı ölçümleri de vardır. Rüzgârın hızını ölçen aletlere anemometre (rüzgârölçer) denir. Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak bir rüzgârölçer tasarlayacağız.

Fizik

Biyokütle ve Kömür Karışımlarından Sıvı Yakıt Üretimi (TRİJEN) projesi sayesinde Türkiye’nin linyit kömürleri sıvı akaryakıtlara ve değerli kimyasal maddelere dönüştürülebiliyor. Böylece düşük enerji içeriğine sahip linyit kömürlerinin etkin, verimli ve çevre dostu bir şekilde ekonomiye kazandırılması mümkün olabilecek.

Fizik

Bu yıl sekizincisi düzenlenen Breakthrough Ödülleri’nde temel fizik alanındaki ödülün sahibi ilk karadelik görüntüsünün elde edilmesi çalışmasını gerçekleştiren araştırmacılar oldu. Ödül kazanan araştırmacılar arasında Türk bilim insanı Prof. Dr. Feryal Özel de bulunuyor.

Fizik

Ay'a ulaşmamızı sağlayan en önemli teknolojilerden biri roketlerdi. Peki, roketler nasıl çalışıyor? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde bir araba tasarlayarak Newton'un hareket yasalarını ve roketlerin çalışma prensibini öğreniyoruz.