Susan Scott’ın Bir Sonraki Büyük Şeyi: Yerçekimi Dalgaları

1969’da çocukken televizyonda ilk Ay inişini izlediğimi hatırlıyorum – o gün okuldan eve gönderilmiştik ve saatlerce devam etti. Sonunda arkadaşlarım sıkıldı ve oynamak için dışarı çıktı, ama ben orada oturmuş, sanki ağır çekimdeymiş gibi yüzeyde sıçrayan bu adamları izleyerek büyülenmiştim. Ay’ın yerçekiminin Dünya’ya kıyasla bu yönü beni büyüledi. Muhtemelen o zaman kendime yerçekimi bilimcisi olacağımı söylemedim, ama sanırım bu olay gerçekten ilgimi çekti.

İlkokulun sonunda Melbourne’deki Methodist Ladies College’a burs kazandım. Matematik ve fiziğe olan ilgimi orada takip edebildim. Ortaokulun sonlarına doğru bilim insanı olma yolunda ilerlemek istediğimi biliyordum ama bu oldukça çılgınca görünüyordu – tanıdığım hiç kimse bilim adamı değildi ve kesinlikle ailemde kimse yoktu. Biraz gülünç görünüyordu – ama bir şans vereceğimi ve nerede bittiğini göreceğimi düşündüm.

Üniversitede fizikte yapmak zorunda olduğumuz pratik deneylerden hiç hoşlanmadım. Ben kesinlikle sıkı bir teorisyenim – bilimsel olarak çok soyut yollarla düşünüyorum. Monash’ta ilk yıl özel görelilik okudum, ardından genel görelilik alanında Onur yılımı bitirdim.

Tanıdığım hiç kimse bilim adamı değildi ve kesinlikle ailemde de kimse yoktu. Biraz saçma görünüyordu – ama bir şans vereceğimi düşündüm.

O aşamada, genel görelilik yalnızca zayıf yerçekimi rejimi dediğimiz şeyde test edilmişti. Ve Einstein’ın zayıf alan teorisinin oldukça iyi testleri vardı – yüzyılın yüzüncü yılına geliyoruz. ünlü güneş tutulması Dahil olduğum Batı Avustralya’daki Wallal’da, Güneş tarafından yıldızlardan gelen ışığın bükülmesini test ettik. Ayrıca Merkür’ün günberisinin presesyonu testi de vardı. Ama ben öğrenciyken, örneğin bir kara deliğin yakınında, güçlü yerçekimi rejiminde test yapmak için hiçbir şey yapılmamıştı. Ve böylece jüri hala dışarıdaydı ve hiç kimse test edilip edilemeyeceğinden bile emin değildi.

Oradaydı David Blair Batı Avustralya’da ve diğerlerinde, yerçekimi dalga çubuğu dedektörleri ile. Ancak şu anda sahip olduğumuz büyük ölçekli araçlar yoktu – galakside bir şeyler olup bittiği için şanslı olmaya çalışıyorlardı. Bu yüzden benim için göreliliğe başlamak için eğlenceli bir zamandı, çünkü belli miktarda iyi şeyler yapılmıştı, ama gerçekten büyük sorulardan bazıları henüz cevaplanmamıştı.

ile ilgilenmeye başladığımda yerçekimi dalgası algılama 1990’larda, faaliyetlerimizin deneysel bir temeli vardı – birkaç grup interferometre yönleri üzerinde çalışıyordu vb. Ama planlanmış olan bu büyük kütleçekimsel dalga detektörlerinden çıkacak bilimi yapmakla ilgilenen kimse yoktu. Alanın bu tarafına 1990’ların sonlarında Avustralya’da başladım – açıkçası, o zaman ile 2015’teki ilk tespitimiz arasında uzun bir zaman vardı.


İzlemek: Nötron yıldızlarını yutan kara deliklerden gelen yerçekimi dalgaları


İlk tespitin birbirine çarpan iki nötron yıldızı olacağını düşündük, ancak bunun iki kara delik olduğu ortaya çıktı.

Yerçekimi dalgası detektörleri orada, Dünya yüzeyinde oturur ve inanılmaz miktarda veri toplar. İlk soru: Bu verileri nasıl işliyorsunuz? İlk zamanlarda, veri analiz sistemleri üretmeye başladık. LİGO, katkıda bulunan bileşenler. Sonra verileri kirletebilecek olası gürültü kaynaklarıyla ilgilenmeye başladık – bu dedektörlerle ilgili temel sorun budur. Her yerde veri akışımızı etkileyen gürültü var.

Sonra gerçek bilimsel tarafa geçersiniz, tamam, peki, biz bir ilk tespit yapmak istiyoruz, bu yüzden verilerde aramak için bir sinyale ihtiyacımız var. Bu nedenle, genel göreliliği dahil etmeniz ve gerçekten bir ilk tespiti yapmak için bir sistemden gelebilecek kesin sinyalleri hesaplamanız gerekir.

İlk tespitin birbirine çarpan iki nötron yıldızı olacağını düşündük, ancak bunun iki kara delik olduğu ortaya çıktı. Ancak tüm bu tarafının geliştirilmesi gerekiyordu. Kolay bir şey değildi. Bu çok önemliydi.

2017’de çarpışan iki nötron yıldızından gelen kütleçekim dalgaları aldık – bu muhteşemdi ve bize çok fazla yeni fizik kazandırdı.

“Bir sonraki büyük şey”, birkaç yıldır çok yakından ilişkili olduğum nötron yıldızlarından gelen kütleçekim dalgalarını tespit etmek olacak. 2017’de çarpışan iki nötron yıldızından gelen kütleçekim dalgaları aldık – bu muhteşemdi ve bize çok fazla yeni fizik kazandırdı. Ama şimdi tek bir nötron yıldızı dönerken sürekli dalga akışını tespit etmek istiyoruz. Açıkçası, bu sürekli dalgaların gücü, iki büyük kara deliğin felaket çarpışmasından elde ettiğinizden daha az, bu yüzden onları henüz tespit edemedik. Ama onları umutsuzca tespit etmek istiyoruz çünkü nötron yıldızları hakkında bilmediğimiz çok şey var.

Nötron yıldızları yaklaşık Canberra büyüklüğündedir, ancak içlerinde Güneş’in kütlesinin yaklaşık 1,4 katıdır.

Demek istediğim, onlar evrendeki en yoğun yıldız türü. Canberra büyüklüğündeler, ancak içlerinde Güneş’in kütlesinin yaklaşık 1.4 katı. Bu yüzden, yapıldıkları malzemenin özelliklerinin ve bileşimlerinin ne olduğunu anlamıyoruz. En azından kısmen nötronlardan yapıldığını biliyoruz. Ama bunların tam boyutunu bilmiyoruz ve kaç çeşidi olduğunu da bilmiyoruz. Bu tek dönen nötron yıldızlarından gelen bu sürekli kütleçekim dalgaları akışını tespit edebildiğimizde, bu bilgilerin çoğunu açığa çıkaracağız.

Tamamen yeni bir malzeme şekli. Nükleer fizikçiler bunu başarmamız için çıldırıyorlar çünkü bu koşulları Dünya tabanlı bir laboratuvarda üretemezler – bu ancak uzaydaki bu nötron yıldızlarından öğrenilebilir.

Açıkçası, evrendeki bu en yoğun malzemenin ne olduğunu bulmak insanlar olarak bizim bir görevimiz olmalı. Genel olarak evreni temel anlayışımız için hayati olacak.



Haftalık gibi mi? Üç aylık COSMOS dergisini seveceksiniz.

En büyük haber, ayrıntılı olarak, üç ayda bir. Bugün bir abonelik satın alın.

Leave a Reply

Your email address will not be published.