Yapılan yeni bir çalışmaya göre, Einstein’ın genel görelilik teorisi bugüne kadarki en zorlu sınavından başarıyla geçti.
Büyük fizikçinin 1916 yılında ortaya attığı genel görelilik kuramı, yerçekiminin uzay-zamanın doğasında olan esnekliğin bir sonucu olduğunu söyler: Çok büyük objeler kozmik dokuyu bükerler ve başka cisimlerin çevresinde yörüngeye girdiği bir tür kuyu yaratırlar.
Tüm bilimsel teoriler gibi, genel görelilik de sınanabilir öngörüler sunar. Bunlardan en önemli olanlardan biri, ne büyüklükte olurlarsa olsunlar ya da neden oluşmuş olurlarsa olsunlar, tüm nesnelerin aynı şekilde yere düştüğü görüşünü savunan “eşdeğerlik ilkesidir.”
Araştırmacılar eşdeğerlik ilkesini Dünyada pek çok kez onayladılar, hatta bunu ayda da yaptılar. 1971’de, Apollo 15 astronotu David Scott, aynı anda bir tüy ve çekici yere bıraktı ve ikisi de ayın yüzüne aynı anda düştü. (Elbette ki Dünyada, tüy atmosfer tarafından yukarıda tutulur ve çekiçten çok daha geç yere düşerdi.)
Eşdeğerlik İlkesi Uç Şartlarda Sınandı
Ama eşdeğerlik ilkesinin tüm durumlarda geçerli olduğunu bilmek kolay değildir; örneğin söz konusu ciddi yoğunluklara ya da büyüklüklere sahip nesneler olduğunda. Aradaki esneklik payı, azınlıkta olsalar da, alternatif yerçekimi teorilerinin taraftarlarına umut vermiştir. Ancak yapılan yeni çalışma bu insanların iyimserliklerini bir miktar kaybetmelerine yol açabilir. Uluslararası astronomlardan oluşan bir ekip, eşdeğerlik ilkesini en uç şartlarda sınadı: beyaz cüce olarak bilinen büyük yoğunluğa sahip iki ölü yıldız ve daha da yoğun olan bir nötron yıldızından oluşan bir sistem üzerinde.
Bir nötron yıldızı, pulsar (atarca) olarak bilinen, ciddi bir hızda dönen bir yıldız türüdür. Bu ilginç objelere bu ad verilmiştir çünkü onlar bir kalbin atışı gibi, kendi ekseninde yaptığı her dönüşte düzenli olarak bir “vuruş” yapar ve radyasyon yayar. Bu sadece bir gözlemci etkisidir, ancak pulsarlar durmadan kutuplarından radyasyon patlamaları yaparlar ama astronomların araçları onları sadece Dünyaya yönlendiklerinde algılar. Ve pulsarlar döndüklerinden dolayı, kutuplarını düzenli aralıklarla Dünyaya yönlendirebilirler.
PSR J0337+1715 olarak bilinen ve çalışmaya konu olan söz konusu sistem, Dünyadan 4200 ışık yılı uzaklıkta olan Boğa takımyıldızı yönündedir. Saniyede 366 kez dönen pulsar, beyaz cücelerden biriyle aynı yörüngeye girer ve ikili ortak bir kütle merkezinin etrafını Dünya zamanıyla her 1.6 günde bir döner. Bu ikili, kendilerinden çok daha fazla uzaklıkta olan diğer beyaz cücenin ekseni etrafında ise 327 günde döner.
Pulsar Amsterdsam büyüklüğünde, beyaz cüce ise yaklaşık Dünya büyüklüğündedir. Yani birbirlerinden çok farklı objelerdir, ancak eşdeğerlik ilkesi doğruysa, onlar daha uzakta olan beyaz cüce tarafından aynı şekilde çekilmelidirler.
Altı Yıl Sürdü
Araştırmacılar, Hollanda’daki Westerbork Sentez Radyo Teleskobu, Batı Virginia’daki Green Bank Teleskobu ve Porto Riko’daki Arecibo Gözlemevi’ni kullanarak altı yıl boyunca pulsarın yaydığı radyo dalgalarını izleyerek onun hareketlerini takip ettiler.
Araştırmanın lideri olan Anne Archibald, “Gözlemlerimize başladığımızdan bu yana nötron yıldızının yaptığı her vuruşu açıklayabiliriz,” diyor. “Ve onun bulunduğu yeri birkaç yüz metre aralığında söyleyebiliriz. Bu nötron yıldızının olduğu yeri ve nereye gitmekte olduğunu çok kesin bir şekilde izlemektir.”
Teori Kanıtlandı
Eşdeğerlik ilkesinin doğru olmaması, kendisini pulsarın yörüngesinde bir sapma olmasıyla; yani nötron yıldızının yoluyla kendisine eşlik eden beyaz cüceninki arasında bir fark meydana gelmesiyle açığa vururdu. Yörüngede meydana gelecek bu sapma, pulsarın yaydığı radyasyonun beklenenden biraz daha farklı bir zamanda gelmesine neden olurdu.
Ama araştırmacılar böyle bir sapma belirlemediler.
Çalışmanın ortak yazarı olan Nina Gusinskaia, “Şimdi alternatif bir yerçekimi teorisi olan herkesin, teorisinin bizim gördüklerimize uyması için daha da dar bir olasılıklar aralığı var. Biz ayrıca, hem güneş sisteminde hem de diğer pulsarlarda önceden yapılan en iyi yerçekimi testinin doğruluğunu da yaklaşık 10 katı kadar geliştirmiş olduk,” diyor.
Bu yeni çalışma 4 Temmuz’da Nature’da yayınlandı.
