Şimdiye kadar iki kara delik arasında kaydedilen en şiddetli çarpışma, bilim insanlarına Albert Einstein’ın genel görelilik kuramını benzersiz bir ayrıntı düzeyiyle test etme fırsatı sundu. Ortaya çıkan bulgular, ünlü fizikçinin uzay ve yerçekimiyle ilgili öngörülerinin bir kez daha doğru olduğunu ortaya koydu.
2025 yılında, aşırı hassas lazer dizilerinden oluşan uluslararası bir yerçekimi dalgası dedektörleri ağı, GW250114 adı verilen son derece güçlü bir uzay-zaman dalgalanmasını tespit etti. Bu sinyalin, iki kara deliğin birleşmesi sırasında ortaya çıktığı düşünülüyor.
Bu ağın içinde, ABD’deki Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ve İtalya’daki Virgo Detector gibi dedektörler yer alıyor. Bu sistemler, LIGO’nun 2016’daki ilk yerçekimi dalgası keşfinden çok daha hassas bir seviyeye ulaşmış durumda. Bu sayede GW250114, bugüne kadar gözlemlenen yerçekimi dalgaları arasında en net ve en düşük gürültülü veriyi sundu. Bu da olayı, fizik teorilerini test etmek için eşsiz bir laboratuvara dönüştürdü.
Kara deliklerin “Çınlama” anı
Geçtiğimiz yıl araştırmacılar, GW250114 verilerini kullanarak Stephen Hawking tarafından 50 yılı aşkın süre önce ortaya atılan bir teoremi sınamıştı. Bu teoreme göre, iki kara deliğin birleşmesiyle oluşan yeni kara deliğin olay ufku, önceki kara deliklerin toplam olay ufkundan daha küçük olamazdı. Sonuçlar, neredeyse yüzde 100 kesinlikle Hawking’in haklı olduğunu gösterdi.
Şimdi ise Keefe Mitman ve New York’taki Cornell University’nden meslektaşları, bir adım daha ileri giderek bu birleşmenin Einstein’ın genel görelilik kuramıyla ne kadar uyumlu olduğunu test etti.
Einstein’ın denklemleri, kütleye sahip her cismin uzay-zamanda nasıl hareket ettiğini tanımlar. Bu denklemler, iki kara deliğin birleşmesine uyarlanıp çözüldüğünde oldukça net bir tablo ortaya çıkar: Kara delikler önce hızlanarak birbirlerinin etrafında döner, ardından büyük bir çarpışmayla birleşir, bu sırada muazzam miktarda enerji açığa çıkar ve son olarak bir çanın vurulduktan sonra titreşmesi gibi belirli frekanslarda titreşir.
Bu titreşim frekanslarına “ringdown modları” deniyor. Önceki yerçekimi dalgası olaylarında bu sinyaller oldukça zayıftı. Ancak GW250114 o kadar güçlüydü ki, Einstein’ın denklemlerinin öngördüğü bu frekanslar ilk kez net bir şekilde test edilebildi.
Mitman ve ekibi, Einstein’ın denklemlerini sayısal olarak simüle ederek kara delik titreşimlerinin hangi frekanslarda ve ne kadar güçlü olması gerektiğini hesapladı. Elde edilen sonuçlar, dedektörlerin ölçtüğü değerlerle neredeyse birebir örtüştü.
“Verilerde ölçtüğümüz genlikler, sayısal göreliliğin öngörüleriyle inanılmaz derecede iyi örtüşüyor,” diyor Mitman. “Einstein’ın denklemlerini çözmek gerçekten çok zor. Ama çözdüğümüzde ve genel göreliliğin tahminlerini dedektörlerimizde gördüğümüzde, ikisi de aynı sonucu veriyor.”
Einstein hâlâ haklı
Birleşik Krallık’taki University of Portsmouth’tan Laura Nuttall ise tabloyu net bir şekilde özetliyor: “Sonuç şu ki, Einstein hâlâ haklı. Yerçekimi konusunda her şey, onun söyledikleriyle birebir örtüşüyor.”
Buna rağmen, GW250114’ün gücüne karşın ölçülen frekanslar hâlâ oldukça zayıftı. Bu nedenle Mitman ve ekibi, sonuçların Einstein’ın tahminlerinden yüzde 10’dan daha az bir sapma göstermediğini kesin olarak dışlayamıyor. Bu durumun temel nedeni, mevcut yerçekimi dalgası dedektörlerinin hassasiyet sınırları. Dedektör teknolojisi geliştikçe bu belirsizliğin azalması bekleniyor. Ancak eğer Einstein’ın teorisinde gerçekten bir eksik varsa, bu fark ortadan kaybolmak yerine kalıcı olabilir.
“Daha fazla olay gözlemledikçe ya da tek bir çok daha güçlü olay yakaladıkça, hata payları sıfıra yaklaşabilir ya da sıfırdan uzak bir değerde sabitlenebilir,” diyor Mitman. “Eğer sıfırdan uzak bir noktada kalırlarsa, işte o zaman gerçekten ilginç bir durumla karşı karşıya oluruz.”