Tutulmalar güneşin yerçekimsel ışığının bükülmesini görünür kılar

8 Nisan’daki gibi tam güneş tutulması sırasında oluşan geceye benzer koşullar sırasında gezegenler ve yıldızlar görülebiliyor. Güneş’i çevreleyen Venüs ve Jüpiter çok dikkat çekici olacak, Merkür ise oldukça soluk olacak.

Bu tutulma sırasında Güneş’in yakınında parlak yıldız olmayacak, ancak şaşırtıcı bir şekilde yakınındaki sönük yıldızlar, yerçekimi nedeniyle az miktarda yer değiştirmiş gibi görünecek. Bu yer değiştirme ve Merkür’ün hareketi, 20. yüzyılın başlarında Einstein’ın yeni yerçekimi teorisini doğrulayan en eski kanıtlardı. Bu gözlemler aynı zamanda doğrudan kara deliklerin tahmin edilmesine de yol açtı.

Modern teleskopların inanılmaz gücü sayesinde, “en iyi” astronomi web sitelerimiz, yerçekiminin ışığı büktüğüne ve bir mercek gibi davrandığına dair çok sayıda kanıta sahiptir. Bir arka plan nesnesinin yerçekimi merceğiyle hizalanması neredeyse mükemmelse, etrafında bir hale gibi bir “Einstein ışık halkası” görünür.

Bükme ışığı

Işıkla ilgili en eski modern çalışmalar 18. yüzyılın başlarında Sir Isaac Newton tarafından yayınlandı. Bazı keşiflerinin artık ışığın dalga olduğuna dair güçlü kanıtlar olmasına rağmen, o zamanlar ışığın parçacıklardan oluştuğu ve gerçekten de yerçekiminden etkileneceği sonucuna vardı.

Hatta Fransız matematikçi Pierre-Simon Laplace 1795’te şunu öne sürdü: yerçekimi ışığı bir cismin içine çekecek kadar güçlü olabilir, kara deliklerin erken dönem konsepti. Ancak 19. yüzyılın sonlarında Newton’un ışıkla ilgili fikirleri bir kenara atıldı ve ışığın dalga olduğu, dolayısıyla yerçekiminden etkilenmediği düşünüldü.

Artık ışığın dalgalar ve parçacıklar olmak üzere iki yönü olduğunu biliyoruz, ancak bunun bir önemi bile olmadığını fark etmek Einstein’ın dehasını gerektirdi: Değişmesi gereken şey yerçekimi anlayışımızdı ve o genel görelilik teorisini önerdi.

Her ne kadar 1915’te tam haliyle yayınlanmış olsa da, daha 1911’de, Einstein ışığın yerçekimi tarafından büküleceğini öngörmüştü. Einstein’ın teorisinin tamamı, Merkür’ün konumunun Newton’un yerçekimi teorisi kullanılarak yapılan tahminlerle uyuşmaması gibi uzun süredir devam eden bir sorunu anında çözdü; bu büyük bir zaferdi.

Işığın bükülmesini gözlemlemek, devrim niteliğindeki yeni yerçekimi kavramının “eğik uzay-zaman” olarak iyi bir ikinci testi gibi görünüyordu, ancak yalnızca Dünya’dan yaklaşık 330.000 kat daha büyük olan güneş, ışığı hafifçe bükecek kadar güçlüydü. Işığın kaynağı yıldızlar olacağından etki ancak güneş tutulması sırasında Güneş’e yakın görülebildiğinde gözlemlenebiliyordu.

Etki çok küçüktür; güneş diskinin (veya ayın) gökyüzünde yaptığı açının binde birinden azdır.

Yeni ekipman, yeni gözlemler

Gökbilimciler, yüksek hassasiyetli ölçümler yapmak amacıyla yolları gölgede bırakmak için aralarında uzunluğu beş metreye kadar olan teleskopların da bulunduğu tonlarca ekipmanı taşımaya başladı. Tutulmanın gerçekleşeceği yıldızların aylar öncesinden geceleri fotoğraflanması ve ardından tutulma sırasında aynı büyük teleskopla fotoğraflanması gerekiyordu.

Tanınmış İngiliz gökbilimci Sir Arthur Eddington, 1919’daki ilk kesin gözlemler Güney Amerika ve Afrika’daki gözlem alanlarından. Bu küçük etki, tutulmayı sıradan izleyenler için farkedilemez, ancak büyük etkileri vardı, bu da yıldızların sınıflandırılmasına ilişkin tamamen farklı bir çalışma alanının ortaya çıkmasına neden oldu.

1910 yılında, yüksek sıcaklığı göz önüne alındığında olması gerekenden çok daha sönük olan 40 Eridani adında garip bir yıldızın olduğu fark edildi. Görünüşe göre bazı yıldızlar yaklaşık olarak Güneş’in kütlesine sahip olabiliyordu ama sadece bir gezegen büyüklüğündeydi.

Bunlar kısa sürede “beyaz cüceler” olarak adlandırıldı ve 1930’da genç Hintli astrofizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar Güneş kütlesinin yaklaşık bir buçuk katından daha az olması gerektiğini, aksi takdirde çökeceklerini keşfetti. 1932’de nötronun keşfi, beyaz cücelerden daha kompakt olan nötron yıldızları fikrinin ortaya çıkmasına yol açtı, ancak onların bile bir kütle sınırı var.

1939’da Robert Oppenheimer ve meslektaşları, Einstein’ın teorisini kullanarak Laplace’ın kara deliklere çöküş fikrini modernize ettiler, ancak o yıl savaş patlak verdi ve ünlü bir şekilde dikkatini başka yöne çevirdi.

Kara delikler, konu 1968’de “kara delik” adını yayınlamakta zorluk çeken fizikçi John Wheeler tarafından yeniden gündeme getirilene kadar pek ilgi çekici ve hatta daha az gerçek gibi görünüyordu. riskli kabul edildiği için.

Çok geçmeden bazı ikili yıldızlar bulundu. çok büyük, görünmeyen yoldaşları var. Ayrıca esrarengiz ve çok uzak kuasarların da olduğu fark edildi. kara delikler kullanılarak açıklanabilir. Artık bizimki de dahil olmak üzere büyük galaksilerin çoğunun merkezlerinde kara delikler olduğu görülüyor.

Bükme gücü

Birkaç yıl önce, Event Horizon Teleskobu konsorsiyumu Çok sayıda radyo teleskopu galaksimizin, ışığı ve radyo dalgalarını karakteristik bir şekilde bükerek merkezi bölgesi karanlık görünen kara deliğini görüntüledi. Kara delikler en fazla bükme gücüne sahip olmasına rağmen, derin uzaydaki (gizemli karanlık madde dahil) kütle yığınları da ışığı büker. Bizim için büyüttükleri uzaktaki nesnelerden gelen ışığın buraya ulaşması uzun zaman aldığından yolculuğuna evren henüz gençken başlamıştır. Bu, zamanda geriye bakmamızı sağlar.

8 Nisan’daki güneş tutulması sırasında başka yıldızlar da görülebiliyor ancak onların konumlarını önceden gözlemleyip ölçmeden izleyenler onların olması gereken yerde olmadığını anlayamayabilir. Ancak kara deliklere giden yolun yaklaşık bir yüzyıl önce, hafifçe görülebilen Merkür ve yıldız ışığının güneş tarafından bükülmesiyle başladığını hatırlamanın tam zamanı.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okumak orijinal makale.