Bilim insanları yakında Einstein’ın genel görelilik teorisini zamanın bozulmasını ölçerek test edebilirler.
Nature Astronomy dergisinde 22 Haziran’da yayınlanan yeni araştırmaya göre, yeni önerilen yöntem, genel göreliliğin karanlık maddeyi (yalnızca evrenin görünür madde ve enerjisi üzerindeki kütleçekimsel etkisiyle çıkarılabilen gizemli, görünmez bir madde biçimi) ve karanlık enerji nedeniyle evrenin hızlanan genişlemesini açıklayıp açıklayamayacağını araştırmak için uzay ve zamanın sınırını geniş bir kozmik laboratuvara dönüştürüyor. Çalışmanın yazarlarına göre yöntem, gelecekte yapılacak derin evren araştırmalarında test edilmeye hazır.
Genel görelilik, kütle çekiminin Einstein’ın uzay-zaman adı verilen dört boyutlu bir varlıkta topladığı uzay ve zaman dokusunu büken kütlenin sonucu olduğunu belirtir. Göreliliğe göre zaman, kütleli bir nesnenin yakınında, kütlesiz bir boşlukta olduğundan daha yavaş geçer. Zamanın geçişindeki bu değişime zaman bozulması denir.
1915’te ortaya atıldığından bu yana genel görelilik kapsamlı bir şekilde test edilmiş ve muazzam ölçeklerde yerçekiminin en iyi açıklaması haline gelmiştir. Ancak bilim insanları, evrendeki enerji ve maddenin yaklaşık %95’ini oluşturan görünmez karanlık madde ve karanlık enerjiyi açıklayıp açıklayamayacağından henüz emin değiller.
Çalışmanın başyazarı ve Cenevre Üniversitesi’nde doçent olan Camille Bonvin Live Science’a e-posta yoluyla yaptığı açıklamada, “Genel görelilik tarafından öngörülen zaman bozulması küçük mesafelerde zaten çok hassas bir şekilde ölçüldü” dedi. “Dünya etrafında uçan uçaklar için, galaksimizdeki yıldızlar için ve ayrıca galaksi kümeleri için ölçülmüştür. Çok büyük mesafelerde zamanın bozulmasını ölçmek için bir yöntem öneriyoruz.”
Yöntem, bir nesnenin bizden uzaklaştıkça yaydığı ışığın frekansındaki değişim olan kırmızıya kaymayı ölçerek zaman bozulmasını test etmeyi öneriyor. Bonvin, buradaki farkın, bu tekniğin, ışığın kütleçekimsel bir kuyudan, büyük bir nesne tarafından uzay-zamanda yaratılan bir “çukurdan” çıkmaya çalışırken neden olduğu kırmızıya kaymayı ölçmesi olduğunu söyledi.
“Bu tırmanış ışığın frekansını değiştiriyor çünkü yerçekimsel kuyunun içinde ve dışında zaman farklı hızlarda geçiyor” dedi. “Sonuç olarak, ışığın rengi değişir; kırmızıya kayar. … Kütleçekimsel kırmızıya kaymayı ölçerek, zamanın çarpıtılmasının bir ölçümünü elde ediyoruz.”
Genel göreliliği test etme zamanı
Zaman çarpıtması, evrenimizde zamanın mutlak olmadığını, bunun yerine yerçekimsel alanlara bağlı olarak değişen oranlarda geçtiğini öne sürmektedir.
Bonvin, “Zaman bozulması tüm modern yerçekimi teorilerinde mevcuttur” dedi. “Bununla birlikte, zaman bozulmasının genliği – büyük bir nesnenin varlığının zamanı ne kadar yavaşlattığı – teoriden teoriye değişir.”
Genel görelilikte, zaman ve uzaydaki bozulmaların aynı olması öngörülür; diğer yerçekimi teorilerinde ise durum her zaman böyle değildir. Bu da fizikçilerin zamanın bozulmasını ölçerek ve bunu uzayın bozulmasıyla karşılaştırarak genel göreliliğin geçerliliğini test edebilecekleri anlamına gelir.
Ekibin yeni yöntemi, kozmosun bir başka önde gelen teorisini de test edebilir: Astronomların galaksilerin hareketini hesaplamak için kullandıkları Euler formülü. Özellikle, ekibin önerdiği zaman bozulması ölçümü, daha önceki zaman bozulması çalışmalarının varsaydığı gibi, karanlık maddenin Euler denklemine uyup uymadığını kanıtlayabilir.
Ekibin yöntemi, Avrupa Uzay Ajansı’nın Temmuz ayında fırlatılacak olan Euclid teleskobu ve beş yıllık evren araştırmasında üç yılını dolduran Karanlık Enerji Spektroskopik Aracı da dahil olmak üzere gelecekteki görevler tarafından kullanılabilir.
Bonvin, “Bu araştırmaların sağladığı verilerle zamanın çarpıtılmasını ölçmek mümkün olacak” dedi. “Bu çok ilginç çünkü ilk kez zamanın bozulmasını uzayınkiyle karşılaştırarak genel göreliliğin geçerli olup olmadığını test edebileceğiz ve ayrıca zamanın bozulmasını galaksilerin hızıyla karşılaştırarak Euler denkleminin geçerli olup olmadığını görebileceğiz. Yeni bir ölçümle iki temel yasayı test edebileceğiz.”
İlk olarak LiveScience.com’da yayınlanmıştır.
