Einstein Teorisi Yeniden Doğrulandı: Uzay-Zaman Bükülmesi Ölçüldü

Çinli bilim insanları, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisini pratikte en yüksek doğrulukla doğrulayan ölçüm sonuçlarını yayınladı. Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, Vuhan Fizik ve Matematik Enstitüsü'nden uzmanlar, Dünya’nın kütlesinin uzay-zamanı nasıl «büktüğünü» rekor düzeyde yüksek bir hassasiyetle kaydetmeyi başardılar. Bu başarı, modern fizik için önemli bir adım olup alternatif teorilerin sınırlandırılmasına yardımcı olmaktadır. Bu konuda Ixbt.com haber vermektedir.

Ixbt.com’un verdiği bilgiye göre, ölçümlerdeki hata payı yalnızca %0,2 olarak gerçekleşti. Karşılaştırma yapmak gerekirse, önceki tüm girişimlerde belirsizlik %10’a kadar ulaşıyordu. Bahsi geçen konu, «eylemsizlik referans sistemlerinin sürüklenme etkisi» veya 1918 yılında bunu modelleyen fizikçilerin anısına adlandırılan «Lense-Thirring etkisi»dir. Bu olguya göre, bir nesne ne kadar masif ve ne kadar hızlı dönüyorsa, etrafındaki uzayı o kadar güçlü bir şekilde bükmektedir.

Benzersiz uydu yardımıyla yapılan ölçümler

Bilim insanları, Dünya gibi küçük gök cisimlerinde bu çok zayıf kütleçekimsel sapmaları tespit etmek için İtalyan Uzay Ajansı tarafından geliştirilen LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2) aparatını kullandılar. Yaklaşte 40 santimetre çapında ve 295 kilogram ağırlığında olan bu cihaz, nikel-krom alaşımından yapılmış katı bir küreden ibarettir. Bünyesinde hiçbir motor, güneş paneli veya dahili elektronik aksam bulunmamaktadır.

Cihazın tüm yüzeyi 303 adet köşe yansıtıcı ile kaplanmış olup, ağır ve yoğun yapısı orta orbitadaki her türlü meteorolojik olmayan kuvvetlerin etkisini en aza indirir. Temmuz 2022’den Haziran 2025’e kadar yer istasyonları uyduyu lazerlerle tarayarak yansıyan ışık sinyallerini kaydetti. Sonuç olarak bilim insanları, 1 milimetre hassasiyete sahip 200.000 gözlemden oluşan bir veri tabanı topladılar.

Verilerin temizlenmesi ve temel sonuçlar

Dünya’nın yerçekiminin düzensiz olması nedeniyle gezegen kutuplarda biraz basıklaşmıştır; bu durum Newton kuvvetlerini ortaya çıkarır ve görelilik sinyalini gizler. Bu klasik kütleçekimini filtrelemek amacıyla araştırmacılar, LARES-2 verilerini NASA tarafından 1976 yılında fırlatılan LAGEOS aparatının göstergeleriyle birleştirdiler. Her iki uydunun yörünge düzlemleri 180,01°’lik bir açıyla farklılık göstererek gereksiz kuvvetlerin karşılıklı olarak matematiksel yolla yok edilmesini sağladı.

Ek bir engel olarak Ay ve Güneş’in etkisiyle oluşan K1 okyanus-karasal gelgitleri sorun yarattı. Bu problem zaman yardımıyla çözüldü: gelgit etkisi 1050 günlük presesyon döngüsünde karşılıklı olarak telafi edilmektedir. NASA’nın Goddard Uzay Uçuşları Merkezi’nin GEODYN yazılımı yardımıyla tüm parazitler temizlendi.

Temizleme sürecinden sonra fizikçiler, Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönmesi sonucunda uydu yörüngelerinin yılda 61,3 milisaniye yay kaydığını tespit ettiler. Elde edilen değer Einstein teorisinin öngörüleriyle mükemmel bir uyum gösterdi. Yazarların belirttiğine göre bu sonuç, genel görelilik teorisini doğrulamanın yanı sıra onu kuantum mekaniğiyle birleştirmeye çalışan Chern-Simons kütleçekimi gibi alternatif modelleri de katı bir şekilde sınırlandırmaktadır.