Einstein’in “İmkansiz” Deneyi Sonunda Gerçekleştirildi

Hubble teleskobu, kısa süre önce ünlü fizikçinin insanlığın kullanması için “hiçbir ümit” olmadığını söylediği bir teknikle bir yıldızı tarttı.



Bir Hubble Uzay Teleskobu fotoğrafı, Einstein’ın genel izafiyet teorisinin öngördüğü üzere, bir galaksinin bükülerek daha uzaktaki bir tanesinden gelen ışığı büyüttüğü, Einstein çemberini gösteriyor. Gökbilimciler Hubble’ı, ünlü fizikçinin gerçekleştirilmesi imkansız olarak gördüğü bir deneyde, bir yıldızdan gelen ışığı bir diğerinin bükmesini görmek üzere kullandılar.
Fotoğraf: NASA, ESA

Yazan: Nadia Drake

Albert Einstein’ı haksız çıkarma işini Hubble Uzay Teleskobu’na bırakın.  Ya da en azından, gereksiz yere kötümser gösterme işini.

Yakın geçmişte, Hubble 18 ışık yılı uzakta bulunan ölü bir yıldızı, arkasından geçmekte olan daha uzak bir yıldızın ışığını çarpıtırken gözlemledi. Einstein bu etkinin genel izafiyet teorisine dayanarak gerçekleşeceğini öngörmüştü. Ama daha sonra, bilim insanlarının bunun gerçekleştiğini görmeleri için “hiçbir ümit” olmadığını iddia etmişti.

Elbette, bu sert cümleyi insanlık Dünya’nın yörüngesine oldukça etkileyici bir donanım parçasını fırlatmadan yaklaşık 60 yıl önce yazmıştı.

Şimdi, Hubble bu gösteriye tanıklık etmeyi başardı ve gökbilimciler eğimli yıldız ışığı tarafından taşınan ipuçlarını okuyabildiler ve Stein 2051B adlı ölü yıldızın kütlesinin farkına vardılar.  Sonuç bir yüzyıl önce öngörülmüş yıldızın kütlesiyle mükemmel bir şekilde eşleşiyor.

Science dergisinde çıkan bu gözlemle ilgili raporun baş yazarı, Uzay Teleskop Bilim Enstitüsünden Kailash Sahu “Bu sorun hakkında uzun yıllardır düşünüyordum. Başarılı olabileceğimizden emin değildim, ama kesinlikle denemeye değerdi,” diyor.

Bir Einstein İmkansızlığı

Yerçekimsel mikrokırılma denilen yıldızların çakışma etkisi, çok daha yakında olan bir yıldızı lens olarak kullanarak gözlemlemişti – kendi Güneşimiz. Bunların en dikkat çekeni, 1919 yılında gerçekleşen tam Güneş tutulması sırasında, Arthur Eddington Güneş’in kararmış kenarlarına yakın bulunan yıldızların pozisyonlarını ölçmesiydi. Bizim yıldızımızın yerçekiminin uzaktaki yıldız ışığını büktüğünü görmesi, Einstein’ın izafiyet çalışmalarıyla önemli bir konuya değindiğini gösterdi.

Gökbilimciler benzeri teknikleri güneş sistemi dışındaki gezegenleri ve normal şartlarda görünmez olan, arka plandaki nesnelerden gelen ışığı büken karanlık madde kümelerini saptamak için kullanmışlardı. Ek olarak, bütün galaksi kümelerini lens olarak kullanarak, uzak yıldızların tekrar tekrar patlamalarını izlediler.

Ama şimdiye kadar kimse, küçük bir yıldızın bir başka yıldızın ışığını bükme anını yakalayamamıştı. Einstein’ın 1936’da gene Science dergisinde yayınlanan bir makalesinde ortaya koyduğu ve görülmesi imkansız olarak sunduğu senaryo buydu.

Sonra anlaşıldı ki, Einstein bu makaleyi bir arkadaşı istediği için yayınlamış: “bir süre önce W. Mandl ziyaretime geldi ve onun isteğiyle yaptığım, ufak bir hesaplamanın sonuçlarını yayınlamamı istedi. Bu yazı onun dileğiyle uyumludur.” diye yazmış.

Kozmik Ateşböceği

Doğru yıldız hizalanmasını bulmak için Sahu ve ekibi, Stein 2051B’yi belirlemeden önce olası lens görevi görebilecek ortalama 5.000 yıldız arasında arama yaptı. Bu kozmik nesne, bir zamanlar Güneş’e benzeyen, beyaz cüce, küçük, yoğun bir ölü yıldız.

Asıl zor kısmı daha sonra başladı. İki yıldızın rastlantısal hizalanması bir şey, bunu gerçekten gözlemlemek ise başka bir şey. Sahu’nun tarif ettiği gibi, yıldızların gökyüzündeki hareketleri inanılmaz derecede ufak.

“Bir ateşböceğinin A.B.D. 25 kuruşunun bir yanından ötekine hareket ettiğini hayal edin. Bu hareketi 2500 km uzaktan saptamanız gerekiyor” diyor. “İkinci olarak, ateşböceğinin yanında parlak bir ampul yanıyor (beyaz cüce). Ve bu parlak ampulun ışığında ateşböceğinin küçük hareketini saptamanız gerekiyor.”

İnsanlığın gökyüzündeki en keskin gözünü kullanmak üzere başvurdu ve onay aldıktan sonra, bu yıldızlı ikiliyi Hubble’ın artı göstergesine, Ekim 2013 ve Ekim 2015 arasında, sekiz kere yerleştirdi.

Gerçekten, Stein 2051B’nin yerçekimi eğildi ve yıldız ateşböceğinin ışığının yerini değiştirdi. Ekip bu sapmış ışığa dayanarak beyaz cücenin kitlesini hesaplayabildi. Ortalama Güneş’in yüzde 68 kitlesi ve yüzde bir genişliğiyle Stein 2051B, Subrahmanyan Chandrasekhar tarafından 1930 yılında yıldızların çekirdeklerindeki atomlar arası iletişimin kuantum mekaniğini anlattığı teorisine neredeyse birebir uyuyor.

“Teorisi beyaz cücenin çapının azalmasının, kitlesinin belli şekilde artmasıyla olduğunu öngörüyor. Ve bizim kitle ölçümümüz tam olarak bunu doğruladı!” diyor Sahu.

“Bu şaşırtcı mıydı? Bazı yönlerden evet, çünkü çoğu zaman ölçümler öngörüleri tam olarak doğrulamaz. Ama şimdiye kadar kullandığımız teorinin doğru olduğunu bilmek iyi oldu.”

Hubble sonuçlarına göre, daha önceki tahminlerin aksine, Stein205B’nin demir bir çekirdeği yok. Bu yıldızın evren kadar- veya daha da – yaşlı olduğunu öne sürmek demekti. Başka bir deyişle, bu küçük cüce aklınıza gelebilecek en normal, sıkıcı ölü yıldız, ve bilim insanlarını çok heyecanlandırdı.

Sahu ve iş arkadaşları harika kozmik numaralarını gerçekleştirdikleri için, belki Avrupa Uzay Ajansının en yakındaki milyarlarca yıldıza bakmakla meşgul Gaia uydusu ile, veya NASA’nın yakında gelecek olan James Webb Uzay Teleskobu ile, bunun diğer yıldızların kitlelerini ölçmeye yardımcı olmasını umuyorlar. 

Embry-Riddle Havacılık Universitesi’nden Terry Oswalt “Einstein gurur duyardı” diyor bir açıklamasında. “Kilit öngörülerinden bir tanesi çok sıkı bir gözlemsel testi geçti.”

Hakkında