Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi, evrenin dokusunu sadece kütleçekimsel bir çekim alanı olarak değil, dinamik ve bükülebilir bir kumaş gibi tanımlar. Bu teoriye göre, Dünya gibi dönen devasa bir kütle, çevresindeki uzay-zamanı tıpkı dönen bir nesnenin etrafındaki su akıntısını sürüklediği gibi kendi ekseni etrafında döndürerek büker. Fizik dünyasında “çerçeve sürüklemesi” veya 1918 yılında bu fenomeni matematiksel olarak modelleyen iki fizikçinin adını taşıyan “Lense-Thirring etkisi” olarak bilinen bu fenomen, uzay-zamanın geometrisindeki en büyüleyici detaylardan biridir. Bu etki, kütle ne kadar büyükse ve dönüş hızı ne kadar yüksekse o kadar belirgin hale gelir; bu nedenle bilim insanleri bugüne dek bu bükülmeyi esas olarak devasa kara deliklerin çevresinde gözlemleme imkanı bulabildiler.
Ancak, bizim “soluk mavi nokta” olarak adlandırdığımız Dünya’nın uzay-zamanı ne kadar büktüğünü ölçmek, bilim insanları için oldukça zorlu bir görevdir. Dünyamız, tipik bir kara deliğe kıyasla milyonlarca kat daha hafif ve nispeten yavaş dönmektedir. Bu durum, çok küçük ama kritik değişimleri tespit etmeyi neredeyse imkansız kılarken, teorinin doğruluğunu hassas bir şekilde test etmeyi zorlaştırmıştır. 20. yüzyılın başlarında Einstein’ın denklemleri kağıt üzerinde kusursuz birer sanat eseri olarak kabul edilse de, Dünya ölçeğindeki bu ince detayların deneysel olarak kanıtlanması için çok daha sofistike araçlara ihtiyaç duyulmaktaydı.
Günümüzde ise Çin’deki Wuhan Fizik ve Matematik Enstitüsü’nden fizikçi Ignazio Ciufolini liderliğindeki bir astronomlar grubu, bu alanda çığır açan bir başarıya imza attı. Ekip, Dünya üzerindeki Lense-Thirring etkisine dair şimdiye kadar kaydedilen en hassas ölçümü gerçekleştirdi. Bu çalışma sayesinde, söz konusu fenomenin ölçümündeki belirsizlik payı birkaç yüzdelik dilimden sadece %0,2 seviyesine indirildi. Bu devasa ilerleme, bir golf topu ile bir disko küresinin karışımını andıran sıra dışı bir uydu aracılığıyla mümkün kılındı.
Disko Küresi Görünümlü Uydu
Ciufolini ve çalışma arkadaşlarının deneylerinde kullandıkları bu özel araç, İtalyan Uzay Ajansı tarafından geliştirilen LARES-2 (Laser Relativity Satellite 2) olarak adlandırılıyor. Yaklaşık 40 santimetreden biraz büyük çapta olan bu uydu, yoğun bir nikel-krom alaşımı olan Inconel 718’den yapılmış yekpare bir küredir. Üzeri, 303 adet köşe küp retroreflektör ile kaplıdır. Tasarımı oldukça radikal ve sade bir mantığa dayanmaktadır: LARES-2’nin hiçbir itki sistemi, güneş paneli veya elektronik bileşeni bulunmamaktadır. 294,8 kilogram ağırlığındaki bu kütle, kendi boyutuna oranla çok yüksek bir yoğunluk sunar. Bu özellik, uyduyu orta Dünya yörüngesindeki en düşük alan-kütle oranına sahip araç haline getirir.
Bilim insanleri için bu tasarım tercihi kritik bir öneme sahipti; çünkü böylece uydunun hareketini etkileyebilecek diğer dış kuvvetlerin (güneş rüzgarı, ışınım basıncı vb.) yarattığı gürültü minimize edilmiş oldu. LARES-2’nin saf kütlesi ve sadeliği, uzay-zamanın dokusundaki o çok ince bükülmeyi ayırt edebilmek için gereken hassas veri setini sağlamayı başardı.
Kaynak: Arstechnica