Einstein@Home

[bluemoon24]

Eveet sonunda doğru düzgün bir yazı yazabilecek kapasiteye ulaştım bu olay hakkında. Her şeyden önce söylemem gereken bir kınama var. Bu projeye Einstein@Home adını vermek tabi ki de tahmin ettiğiniz gibi tam bir popülerlik amacı güdüyor. "Catch a wave from space" gibi catchy cümleler ile alakasız insanları bu projeye çekmeyi amaçlıyor yani.



İşin ilginç yanı Einstein'ın "hatası"nı kanıtlama amaçlı bir proje olmasıdır bu. Einstein ne kadar yerçekimi dalgalarının var olduğunu tahmin etmiş olsa da, yerçekiminin hızı ışık hızından çok çok daha fazla çıkmakta. Bu da Einstein'ın özel göreliliğini bozuyor(tamam sonra Einstein bunu "bilgi ışık hızından hızlı gidemez diye değiştirdi" ama yine de hata hatadır). Ama popülerlik sınır tanımaz tabi bu adamlar sitelerinde "Einstein'ın yıllar önce ortaya attığı şeye teknoloji ancak yetişti anca tespit edebiliyoruz" gibi açıklamalar ile toparlamaya çalışmışlar ama olmamış.



Efenim nedir bu yerçekimi hızı veya yerçekimi dalgaları falan? "Elma, Newton, kafa"dan ibaret değil miydi bu yerçekimi mevzusu? Hemen açıklayayım.



Astronomi ilerledikçe ve gelişmiş teleskoplar yapılmaya başlanınca galaksimizde göremediğimiz yer kalmadı. Astronomlar ve fizikçiler oturup kafa yordular bazı şeylere ve ilginç bilgisayar modelleri ile denemeler sonucunda yerçekimi hızının sonsuza yakın olduğu kanısına vardılar. Hemen bu işi nasıl düşündüklerini öğrenelim.



Şimdi burada sevgili Güneş ve Jüpiterimiz var. Çok sevinçli şekilde birbirleri etrafında dönüyorlar. Jüpiter, Güneş'i; Güneş, Jüpiter'i kendine çekiyor. Bu durumda da Güneş ve Jüpiter yörüngelerinde mutlu mutlu dönüyorlar. Şimdi bu yörüngeler mükemmel daireler olarak çizilmiş ama aslında elips. Neyse önemli olan açısal moment'in korunma yasası. Eğer yerçekiminin bir hızı olsaydı Jüpiter, Güneş'in eski bulunduğu yere doğru çekilecekti. Güneş de Jüpiter'in eski konumuna doğru çekilecekti. Hesapları yaparsak bunun sisteme devamlı açısal moment kattığını göriyoruz. Bu da imkansız. Yoktan enerji yaratmak isteyenler sevinmesin hemen çünkü bu model yanlış bir model. Yanlış olan da yerçekiminin hızı mevzusu.



Tabi Güneş Sistemi biraz daha karmaşık bir model. Bunu daha basit modeller üzerinde denemek isteyince astronomlar devreye girmiş. Şimdiye kadar keşfedilen yıldızların yarısı ikiz yıldız. Bu süreci tam olarak açıklayamasalar da ikiz yıldızlar doğanın tercihi gibi gözüküyor. Neyse ikiz yıldızların yörüngelerini inceleyen astronomlar görmüşler ki yerçekiminin hızı sonsuz olmalı ki bu yörüngeler olduğu gibi olsun.



Hala inanmadınız bana tamam 3. kanıt geliyor. Büyük sevgi beslediğimiz kara delikler ile ilgili bir düşüncedir bu. Einstein'ın ilk teorilerine göre ışık hızını hiçbir şey aşamıyor. Sonradan da bilgi iletimi ışık hızından hızlı olamaz diye değiştirmişti Einstein bunu. Neden değiştirdiğini kısaca anlatayım:





Quantum Fiziği ile Einstein'ın başı dertteydi her zaman.



E peki karadelikte ne oluyor ki? Işık çıkmıyor, madde çıkmıyor...Ne çıkıyor? Cevap: Yerçekimi. Yerçekimi "bilgisi" karadelikten çıkıp etrafta ne var ne yoksa hepsini çekmeye başlıyor. İlginçlik odur ki olay ufkunun içerisinde kalan her türlü oluşum yerçekimi sayesinde dışarıya ulaştırılıyor. Bu da Einstein'ın kabuslar görmesini sağlıyor.







Neyse konuya gelelim.E o zaman özel göreliliği çöpe mi atacağız?Kısmen.



Lorenz'in göreliliğinde yerçekiminin hızı, ışık hızından fazla olabiliyor.Belki sonunda işin gerçek mimarına saygı duymayı öğreniriz.



Lorenz de Einstein da uzay-zamanın bükülmesinden bahsetmiş zamanında. İşte fark burada. Einstein yerçekimini hala bir ulaştıranı olan güç olarak almaya devam etmiş, Lorenz ise tamamen geometrik bir hesap ile açıklamış yerçekimini. Yani Einstein'a göre yerçekimini ileten bir şey var(halen bulmaya çalıştığımız graviton?), Lorenz'e göre uzay-zamanın kendisi zaten yerçekimini içinde barındırıyor.



E bunların Einstein@Home ile ne alakası var?



Şöyle.Einstein@Home bu uzay-zaman içerisindeki dalgalanmaları ölçmeyi amaçlıyor. Dalgalanma nerden çıktı?Şuradan:



Nötron yıldızları, pulsarlar ve quasarlar çok inanılmaz oluşumlar. Bunların içinde bildiğimiz türden fizik kuralları alt üst oluyor. Quantum fiziği bütün yıldızın kütlesini destekliyor. Kısaca anlatayım.



Bu yıldızlar genelde bir süpernova patlaması sonucu oluşuyorlar. Süpernova patlaması sonucunda yıldızın sadece çekirdeği kalıyor geriye. Bu çekirdek ise patlamanın dışarı ve içeri doğru basınç oluşturması ile inanılmaz derecede sıkışıyor.Süpernova sırasında inanılmaz reaksiyonlar da olmuyor değil. Bu reaksiyonlardan en önemli iki tanesi şöyle:





1-Nükleer reaksiyonlar ile o kadar çok foton üretiliyor ki bu fotonlar sonunda atomun çekirdeğine girip atomu paramparça edebiliyorlar.Bu parçalanan atomdan kalan parçalar da aynı şekilde yok ediliyor ve geriye sadece proton ve nötronlar kalıyor (ve uçuşan elektronlar).





2-Çekirdekteki basınç ve sıcaklık inanılmaz olduğundan elektronların kinetik enerjileri protonların yörüngesine girmektense direk protonlara girmelerini sağlıyor ve sonuçta bir nötron ve bir de nötrino oluşuyor.Bu nötrinolar süpernova sırasında çok rahat gözlemlenebiliyorlar (patlama sırasında dünyaya gelen nötrino bombardımanı normal değerlerin binlerce katı çıkıyor).



Şimdi geride kalan nötronlar da süpernova patlaması sonucu sıkışıyor ve burada kuantum fiziği işe karışıyor. Bir yıldızı kendi yerçekimine karşı ayakta tutan şey basınçtır.Bu normal gaz basıncı ve ışık basıncından ibaret bir basınçtır aslında.Yıldızın merkezinde üretilen fotonlar dışarıdaki atomları sürekli olarak dışarı iterler.Neyse her şey minicik bir hacme sığışınca Pauli kuralı devreye giriyor ve sıkışmayı durduruyor.Önce elektron çakışıklığı ortaya çıkıyor.Sonra bu da dayanamayınca nötron çakışıklığı dediğimiz bu olaydan dolayı küçülme duruyor. Nötronları belli bir değerden sonra daha fazla sıkıştıramıyoruz. E ama nötronlar genelde atom çekirdeklerinde durup da protonların pozitif yüklerini rahatlatmıyorlar mıydı? Yani nötronların bir arada olmamasını sağlayan güç nedir?Bu nötron yıldızı tek bir atoma benziyor. TRİLYAR KERE TRİLYAR KERE TRİLYAR KERE .... TRİLYARLARCA NÖTRONU olan bir atom. Eh bu da dengesiz bir nesne oluyor.Ayrıca aslında durum bundan da vahim.Bu nötron yıldızının içindeki yoğunluk atom çekrideği içindeki yoğunluğu da geçiyor.Bundan daha fazla sıkıştırırsan zaten kara delik oluyor. Kara delikten önceki son nokta bu.



Şimdi bu Kuantum mekaniği nötron yıldızlarının içinde yüksek hızda şekil değişikliklerine neden oluyor ve bunun sonucunda uzay-zaman düzlemini aşağı bastıran bu yerçekimi olayı şekil değiştirme nedeni ile dalgalanmaya başlıyor.İster inanın ister inanmayın bu dalgalar aha Dünya'ya kadar varabiliyor.Uzay-zamanı dalgalarla bükmek demek bir milimetreyi birazcık uzatıp kısaltmak anlamına geliyor.



Peki bunları nasıl ölçüyoruz? L şeklinde iki tane pek uzun tünel yapıyoruz.Lazerlerle donatıyoruz.Lazeri burada aynalarla yönlendirip zaman ölçümleri yapıyoruz. Bu tünellerde lazerin gittiği yolların arasındaki farkları Hidrojen atomunun yüzmilyonda birine kadar ölçebiliyoruz.Yani hidrojen atomunun yüzmilyonda biri kadar uzarsa yol bu lazerin geçtiği yerde onu görebiliyoruz bilgisayarda.İşte böylece nötron yıldızlarından gelen yerçekimi dalgalarını tespit edebiliyoruz.

Bu tabi ilginç tartışmaları doğuruyor. Evrendeki diğer güçler de yerçekimi gibi geometrik olabilir mi?Işıktan hızlı etkileşimler hakikaten mümkün mü yoksa bir yerde hata mı yapıyoruz?Kara kütle olayını bu dalgalar ile çözebilir miyiz?Doğanın güçlerini bu araştırmanın çıkaracağı sonuçlar ile birleştirebilir miyiz?Yerçekiminin hızı sonsuz mu yoksa çok yüksek bir hız mı?



Projenin adresi: http://einstein.phys.uwm.edu/



SETI@home kullananlar bilirler bir nevi veri işliyoruz yine. Hatta SETI@home'un da katıldığı BOINC programında çalışıyor Einstein@Home. Amacımız nötron yıldızı bulmak. Nötron yıldızını bulmak çok da kolay bir iş değil ama aynı ışık dalgaları gibi bu dalgaların da nereden geldiğini hesaplayabiliyoruz. Nötron yıldızlarının çoğu bize doğru ışımıyorlar. O nedenle yerçekimi dalgalarından başka bir tespit etme yöntemimiz şu an yok.



Nötron yıldızları sadece belli başlı yönlerden görülebiliyor. Bilgisayarlardan bu yerçekimi dalgalanmaları sayesinde nötron yıldızlarını bulmak ve tespit etmek için yararlanılıyor.



Nötron yıldızı ışıması:







sadece kutuplarından bir koni şeklinde ışık gönderiyor.Eğer yıldızın kendi etrafındaki turu sayesinde bu kutuplar bize doğru dönmezse göremiyoruz yıldızı. İnanılmaz bir manyetik alan söz konusu bu bölgede. Bütün dünyanın manyetik alanının 20kmlik gibi bir alana sıkıştırıldığını düşünün. Kutuplarda elektronlar ışık hızına bayağı yakın hızlarda tur atıyorlar. Hızları belli bir seviyenin üstüne çıkınca da foton salıp rahatlıyorlar. Bu fotonlar da ancak işte kutupların oradan uzağa doğru fırlıyorlar.



Yani çoğu zaman bu kutuplar ile dünya aynı hizzaya gelmiyor.Bu nedenle de nötron yıldızlarını bulmak için en güvenilir yöntem bu yerçekimi dalgalanmalarını tespit etmek. Bu tür ışık yayan nötron yıldızlarına pulsar deniyor. Pulsar olmayan nötron yıldızlarını ise teleskoplarla bulmak tamamen imkansız.

Pulsarlar kendi etraflarında inanılmaz hızlarla dönüyorlar:



ışıma periyoduna bir bakın yani milisaniyelerle ölçülüyor.







Konuyla ilgili:





http://www.esa.int/esaCP/SEMK5QV797E_index_0.html





http://www.esa.int/esaSC/SEMLY2T1VED_index_0.html





http://www.esa.int/esaSC/120376_index_0_m.html





http://www.esa.int/esaSC/SEM5TDWO4HD_index_0.html