Albert Einstein çığır açan görelilik teorisini 1916 yılında yayınladı. Bu teorinin, diğer birçok konseptin yanı sıra kilit noktası, büyük nesnelerin uzay-zaman dokusunu çarpıtması idi. Bu beraberinde ilginç bir sonuç ortaya çıkaracaktı. Yeteri kadar kütlesi olan bir cismin sadece diğer gök cisimleri üzerine değil, ışık üzerine de kütleçekimsel etkisi vardı.
Bilim insanları Einstein’ın teorisini ilk olarak 1919 yılında gerçekleşen güneş tutulması sayesinde doğruladı. Eddington Deneyi diye de bilinen bu olayda güneşin, Einstein’ın öngördüğü miktarda arka plan yıldızlarının ışığını büktüğüne tanık oldular. Günümüzde ise bilim insanları, erken evrendeki galaksiler ve kuasarlar hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için aynı kavramı yani kütleçekimsel merceklenmeyi (gravitational lensing ) kullanıyorlar.
Kütleçekimsel Merceklenme Nedir?
Eğer bir cam merceğe bakarsanız, sadece merceğin kendisini görmezsiniz. Aynı zamanda arkasındaki cisimlerin yerlerinin değişmiş olduğunu da fark edersiniz. Bunun nedeni cam bir merceğin, kenarlarda ince merkezde kalın olmasıdır. Aynı durum uzayda da geçerlidir.
Kütleçekimsel merceklenme, uzayda ön plandaki devasa nesneler, uzayın dokusunu bozduğu zamanlarda meydana gelir. Dünya, uzak bir cisim ve arada bir cisim aynı hizaya geldiğinde, uzaktaki cismin ışığı aradaki cismin etrafından geçerken bükülür. Bunun sonucunda da uzaktaki yıldızın ışığı Dünya’ya bozuk bir şekilde ulaşacaktır.
Bu garip etki, cam merceklerin ışığı yönlendirmesine benzer. Büyüteçler gibi, bu fenomen de uzak galaksilerden gelen ışığın gerçekte olduğundan çok daha yakın görünmesini sağlar. Tek fark, merceğin cam yerine yerçekimi ile parçalanmış uzay-zamandan yapılmış olmasıdır. Bu kütle çekimsel merceklenmenin en muhteşem özelliği, aynı cismi zamanın farklı noktalarında görmemizi sağlamasıdır.
Kütleçekimsel Merceklenme Nasıl Keşfedildi?
Einstein’ın da aralarında olduğu birçok bilim insanı, kütleçekimsel merceklenmeyi sadece bir yıldız için ele almıştı. Sonucunda da bu etkinin gözlenemeyecek kadar küçük olduğu kabul edeceklerdi. Ancak 1937 yılında İsviçreli astronom Fritz Zwicky aynı etkiyi galaksilerin de oluşturabileceğini ortaya attı.
1979 yılında, ABD, Arizona’daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevini kullanan bir ekip bunun ilk örneğini keşfedecekti. 8 milyar ışıkyılı ötede bulunan iki kuasar gibi görünün iki cismin aslında 4 milyar ışıkyılı uzakta bulunan bir galaksi kümesi nedeniyle iki ayrı yerde görünen tek cisim olduğu anlaşıldı.
Einstein Halkası Nedir?
Güçlü, zayıf ve mikro biçiminde üç tip kütleçekimsel merceklenme sınıfı vardır. Aşağıda gördüğünüz Einstein halkaları güçlü olana bir örnektir. Halkalar, ön plandaki gökada tarafından merceklenen daha uzak gökadalardır.
Geçtiğimiz aylarda James Webb Uzay Teleskobu, neredeyse kusursuz bir “Einstein halkası”nın görüntüsünü de yakalamıştı. Bu görüntüyü aşağıda görebilirsiniz.
Einstein Halkası gibi ilginç bir başka şekil de Einstein haçı / çarpısı olarak bilinmektedir. Bu görüntünün oluşması için kuasarın doğrudan bir galaksinin arkasında yer alması gerekmektedir. Pek çok Einstein haçı olmasına rağmen aralarında en net olanı 8 milyar ışıkyılı uzaklıktaki G2237+0305 adlı kuasarın aşağıdaki görüntüsüdür.
Kütleçekimsel Merceklenme Ne İşimize Yarar?
Kütleçekimsel merceklenme kavramı, gökbilimcilerin ön plandaki gökadalarda bulunan kütle ve karanlık madde miktarı hakkında daha fazla bilgi edinmelerini sağlar. Karanlık madde, adından da anlaşılacağı gibi, karanlıktır. Gökbilimcilerin bunu incelemesinin tek yolu, yerçekiminin görünür nesneleri nasıl etkilediğini görmektir. Bu fenomen, ön plandaki nesneler hakkında daha fazla bilgi sağlar ve astronomlara, karanlık maddenin arka plandaki galaksiler üzerindeki etkilerine bağlı olarak nerede olması gerektiğini görmeleri için bir araç verir.
Sonuç olarak kütleçekimsel merceklenme muhteşem bir etki olmasına rağmen kullanım alanlarını çözmemiz neredeyse yüzyıl sürdü. Devam eden gözlemler kütleçekimsel merceklenmeyi daha iyi anlamamızı sağlayacağı gibi, uzay- zamanı bükerek buna sebep olan büyük kütleli cisimleri de daha detaylı çalışmamızı sağlayacaktır..
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- What is gravitational lensing? Yayınlanma tarihi: 8 Eylül 2021; Bağlantı: https://earthsky.org/
- Gravitational Lensing; Bağlantı: https://esahubble.org/
- Stunningly perfect ‘Einstein ring’ captured by James Webb Space Telescope. Yayınlanma tarihi: 2 Eylül 2022; Bağlantı: https://www.livescience.com/
Dip Not
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım
Matematiksel
