100 yıl sonra Einstein hâlâ güncel...

Denklem, tam olarak 25 Kasım 1915’te, Albert Einstein’ın yayınladığı ‘Genel Görelilik’ teorisinin en merkezi denklemlerinden biri.

Eşitliğin sağ tarafında, ister madde formunda ister taşıyıcı alanlar (mikrodalga, x ışını vs) formunda olsun enerjinin yoğunluğu ve akışı var. Sol tarafta ise o enerjinin uzay-zamanı nasıl ve ne ölçüde büktüğü ve dolayısıyla o bükülen yerin yakınındaki objelerin yollarını nasıl değiştirdiği var.
Evrendeki en büyük objeler olan galaksilerden en küçük objelere kadar her şeyi izah eden bu muhteşem güzellikteki denklemi en iyi anlatan cümle şu: ‘Madde, uzay-zamana nasıl büküleceğini emreder; uzay-zaman da maddeye nasıl hareket edeceğini.’

İNTERNET NEDEN İCAT EDİLDİ?

Einstein’ın bu denklemi çözülmüş, daha doğrusu gerçek durumlara tam olarak uyarlanmış değil. Sebebi, uzay-zamanın geometrisini bilmiyor olmamız, bu konuda türlü çeşitli spekülasyonlardan başka elimizde pek az şey olması. Ekstra boyutlar vs de işin içine girince denklemi çözmek için inanılmaz bir işlem gücü gerekiyor. Nitekim böyle bir işlem gücü elde edebilmek için fizikçiler önce interneti, arkasından da ‘www’ kısaltmasıyla bildiğimiz web’i icat ettiler. (Bu yazıyı internet üzerinden okuyorsanız, Einstein’ı da anın arada.)
Einstein’ın genel görelilik kuramını üzerine bina ettiği ‘alan denklemleri’ 10 tane. Bu denklemlerle bugün dahil dünyanın dört bir yanında fizikçiler boğuşmaya devam ediyorlar. Bu boğuşmalar sayesinde karadeliklerin varlığı dahil pek çok şey önce teorik olarak gösterildi, sonra mesela karadelikler, gözlemlerle de doğrulandı.

FİZİK BİLİMİNİN KIZIL ELMASI

Fakat bir temel konu var ki, bugün teorik ve deneysel fiziğin ‘kızıl elma’sı diyebileceğimiz önemde bir konu, hâlâ araştırılıyor. O da, ‘kütle çekim dalgaları’.
Einstein’ın alan denklemlerinin teorik matematiksel sonuçlarından biri, evrenin bir başlangıcı olması gereğiydi. ‘Büyük patlama’ önce teori olarak ortaya atıldı; 60’lı yıllarda ‘kozmik arka plan ışıması’nın gözlenmesiyle de kanıtlandı.
‘Büyük Patlama’nın hemen ertesinde evrenin büyük bir hızla genişlemeye başladığı hesaplanıyor. İşte bu genişleme döneminde de uzay-zamanda büyük bir bükülme olduğu.
Yine Einstein’a göre, kütleçekim kuvveti uzay-zamanı bükerken uzay-zamanın üzerinde ‘kütleçekim dalgaları’ yaratıyor. Ama bu dalgalar o kadar minikti ki, onları gözlemek imkânsızdı Einstein’a göre.

PROTONUN 10 BİNDE BİRİ HASSASİYET

Daha iki gün önce, Einstein’ın denklemleri yayınlamasından ise 100 yıl sonra, Avrupa Uzay Ajansı’nın bir roketi Fransız Guyanası’ndan havalandı, Dünya’yla Güneş’in arasındaki bir yörüngeye uydu yerleştirmek üzere.
Bu uydunun adı LISA. Üzerindeki son derece hassas aletlerle kütleçekim dalgalarını arayacak. (LISA’daki lazer ölçüm cihazının hassasiyeti 1 üzeri eksi 20 metre, yani atomun içindeki protondan 10 bin kere daha küçük bir mesafeye kadar iniyor.)
Aslında kütleçekim dalgalarını epey bir zamandan beri arıyoruz. Amerika’daki ‘LIGO’ projesi, dünya üzerinde yerleştirilmiş hassas lazerlerle dalgaları bulmaya çalışıyor; bu proje yakın zamanda da ‘AdvanceLIGO’ adıyla bir kademe yükseltildi.

‘KARANLIK ENERJİ’Yİ ANLAMAK

Öte yandan 3 Aralık günü fırlatılan uydu da aslında, 2034 yılı için planlanan çok daha kapsamlı bir kütçeçekim dalgası arama araştırmasının ön hazırlığı gibi.
Kütleçekim dalgalarının varlığını kanıtlamak neden önemli?
Bir temel sebeple: Bugüne kadar pek çok parçası pek çok kez deneylerle kanıtlanan genel göreliliğin öngörülerinden henüz kanıtlanmamış olan nadir bir tanesi olmasının yanı sıra kütleçekim dalgaları şimdilik ‘karanlık enerji’ ve ‘karanlık madde’ adını verdiğimiz ve evrenimizin yüzde 96’sını oluşturan ‘şey’in ne olduğu hakkında bize önemli ipuçları sağlayacak.
Kütleçekim dalgalarının bir de küçük kardeşi var, ‘kuantum kütleçekimi’ adı verilen. Bilimciler, birini kanıtladıklarında diğerini de kanıtlayacaklarına ve buradan da bütün evrendeki fizik kurallarını açıklayan ‘büyük birleşik teori’ye ulaşacaklarına inanıyor.