Ölü Yıldızın Etrafındaki Zamanı Büküşü ve Einstein’in Tekrar Haklı Çıkışı

Yeni bir araştırmaya göre, ölü bir yıldızın etrafındaki uzay ve zamanın dokusunun kozmik bir girdapa girdiği kanıtlandı. Böylece Einstein’ın genel görelilik teorisinden başka bir tahmini daha yeniden ve daha güçlü bir şekilde doğrulanmış oldu.


Einstein’in bu öngörüsü, Lens-Thirring etkisi olarak bilinen bir fenomendir. Uzay-zamanın devasa boyuttaki dönen bir beden etrafında çalkalanacağını belirtir. Mesela, Dünya’nın balın içine daldırıldığını düşünün. Gezegen döndükçe etrafında da bir bal girdabı oluşturacaktı. Aynı şey uzay-zamanla da geçerli.


Uydu deneyleri, dönen Dünya’nın yerçekimi alanında yarattığı çalkalanmayı zaten tespit etmişti, ancak etki o kadar küçüktü ki bu yüzden ölçümü de çok zor oldu. Daha büyük kütleler, beyaz cüceler ve nötron yıldızları gibi daha güçlü kütleçekim alanlarına sahip nesneler üzerinde yapılan incelemeler, bu fenomeni görme şansını artırır. Bilim adamları, güneş kütlesinin yaklaşık 1.27 katı genç bir pulsar (Atarca) PSR J1141-6545 üzerinde çalıştılar. Atarca, ünlü Güney Haç takımyıldızına yakın olan Musca Sinek takımyıldızında Dünya’dan 10.000 ila 25.000 ışık yılı aralığında bir uzaklıkta yer almaktadır.


Atarca, manyetik kutupları boyunca radyo dalgaları yayarak hızlı dönen bir nötron yıldızıdır. (Nötron yıldızları, süpernova olarak bilinen felaket patlamalarında ölen yıldızların cesetleridir; Bu kalıntıların çekimi, nötronları oluşturmak için elektronlarla birlikte protonları ezecek kadar güçlüdür.)


PSR J1141-6545, güneş ile aynı kütleye sahip beyaz bir cücenin etrafında dönüyor. Beyaz cüceler, ortalama büyüklükteki yıldızlar yakıtlarını tükettikten ve dış katmanlarını döküldükten sonra geride kalan büyük ölü çekirdekleridir. Güneşimiz, gökadamızdaki tüm yıldızların % 90’ından fazlasının olduğu gibi o da bir gün beyaz bir cüce olarak sona erecek.


Atarca, beyaz cüceyinin etrafında 5 saatten daha kısa süren bir hızla dönüyor. Bu da yaklaşık saatte 6 milyon km yaparak uzaya sürükleniyor. Araştırmacılar, Avustralya’daki Parkes ve UTMOST radyo teleskoplarını kullanarak, atarcadan gelen dalgaların Dünya’ya yaklaşık 20 yıl boyunca 100 mikrosaniyelik bir doğrulukla ulaştığını ölçtüler. Bu sayede, atarca ve beyaz cücenin birbirinin yörüngesinde uzun süreli bir sapma tespit etmelerini sağlandı.


Bu sürüklenmenin diğer olabilecek ihtimalleri elendikten sonra, bilim adamları bunun atarca zaman çerçevesinin kayması (frame dragging) sonucu olduğu kanaatine varıldı: Hızla dönen beyaz cücenin uzay-zaman çekmesi, pulsarın yörüngesinin zaman içinde yönünü yavaşça değiştirmesine neden oldu. Araştırmacılar bu seviyede bir çerçeve sürüklemesi sonucu, beyaz cücenin kendi ekseninde saatte yaklaşık 30 kez döndüğünü hesapladılar. Önceki araştırmalar, beyaz cücenin bu ikili sistemdeki pulsardan önce oluştuğunu söylemişti. Böyle bir modelleme öngörüsüne göre, atarcayı oluşturan süpernova meydana gelmeden önce, atarcanın önceki kütlesi yaklaşık 20.000 Dünya kütlesi civarındaki maddeyi 16.000 yıl boyunca beyaz cücenin üzerine dökerek, onun dönüş hızını artırmıştır.


Araştırmayı yapan Venkatraman Krishnan, “Pulsarın beyaz cüceden daha genç olduğu söyleyerek PSR J1141-6545 gibi sistemler oldukça nadirdir” diyor. Yeni çalışma, “bu ikili sistemin nasıl ortaya çıktığı konusunda yirmi yıl önce önerilmiş ve uzun süredir kabul edilen hipotezi doğrulamaktadır”dedi.