Katalog

FİZJK İzafiyet teorisi sınanıyor 30 yılı aşkın bir süredir devam eden "Methusalemprojesi"nin uygulanması fizikçiler arasında heyecanla bekleniyor. Çeviri: Halit Aydm K aliforniya Stanford Üniversity bilim adamları, William Fairbank, Leonard Schiff ve Robert Cannon 50'li yılların ortasında bir plan hazırladılar. "Projekt Methusalem" adı verilen bu öneri çok basit görünüyordu. Bu plana göre dünyanın ekseni etrafına bir topaç fırlatılacaktı. Bu uydu o kadar hassas olacaktı ki dünyanın en küçük kuvvetini bile bildirecekti. Araştırmacıların o zamanki açıklamalarına göre, eğer bu çocuk oyuncağının mükemmel bir kopyası yapılabilirse yerçekimi gıbi günlük yaşantımızı etkileyen doğa guçlerinin sırrı çözülecekti. Bu topaç oyunu, 1915 yılında Einstein tarafından formüle edilen ve 'İzafiyet Teorisi' diye bilinen öğretinin de sınanması olanağını sağlayacaktı. Otuz yılı aşacak bir ön hazırlıktan sonra 170 milyon dolara mal olacak olan 'Einstein deneyi' iki aşamada gerçekleştirilecek: 1 Stanford Üniversitesi'nin bilim adamları, Locheed Missiles and Space Corporation tarafından üretilen ve deneyde kullamlacak olan parçaları birkaç gün uzayda sınayacaklar. 2 Bundan iki yıl sonra ise 'sanat yönünden ve teknik açıdan kusursuz olan' bu deneye ait cihazlar 'Gravity ProbeB' isimli aydunun üzerine yerleştirilerek dünya yörüngesine fırlatıiacak. Uyduyla deney cihazlarının birbirinden ayrılmaması astronotlar tarafından uzaya bırakılan büyük bir termos şişesi tarafından sağlanacak. Akım sağlaması için solar hücreden yapılmış bir kuşakla sarılacak olan deney uydusunun gövdesine 1580 litre sıvı helyum doldurulacak. Melyumun sıcaklığı ise eksi 269° celsius olacak, yani evrenın en düşük ısısından yaklaşık dört derece daha sıcak. Uydunun içinde her biri tenis topu büyüklüğünde dört bilya bulunacak. Bilya lar eritilmiş kuvarstan yapılacak Bu bılyanın şekli dünya ile kıyaslandığında yüzü ıstaka tarafından bozulmuş bılardo topuna benzeyecek ve eğer kuvars bilyalar dünya büyüklüğünde olsalardı en yüksek tepeleri normal düzeyden bir metre yüksek olacaktı. Dünyadan 650 kilometre uzaktaki kutup yörüngesine varıldığında fizikçi Francis Everitt ve arkadaşları gönderecekleri sinyallerle bu dört bilyayı harekete geçirecekler ve bu dört bilya topaç gibi dönmeye başlayacak. Bu dönme sürtünmesiz hareket etmelerine yol açacak. Dönerek alacakları yol, uydunun boyuna uyum sağlayacak. Topaç grubu, "bale gösterisine" başlamadan önce şişe şeklindeki uydunun boğazında bulunan bir teleskop uydunun yönünü, Orion yıldız kümesinde bulunan ve dünyadan 300 bin ışık yılı uzakta olan Rigel yıldızına çevirecek. 'SondeB' iki yıl kutupların üzerinde gezecek. Uydunun karnındaki topaçlar bu süre içinde uzaklardan gelen, daha önce hiç ölçülmemiş olan çekim kuvvetlerinin etkilerinin izlerini bulmaya çalışacak. 1 Einstein'a göre yerçekimi, dönen topacın dönme eksenini çok az da olsa değiştirir, dönen topacın dönme ekseni çevresinde gözle görülür bir çember çizmesi gibi. Şu halde kuvars bilyalar da çok az da olsa bir 'presesyon' gösterecektir. 2 Yerçekiminden 150 kat zayıf olan bir başka kuvveti de bu topaçlar aydınlatmak zorunda. Bu ikinci kuvvet Einstein'a göre dünya gibi kendi ekseni etrafında dönen gök cisimlerine özgü bir olay. Bundan 300 yıl önce ingiliz doğa araştırmacısı Isaac Nevvton'un yere düşen bir elmayı görüp genel yerçekimi yasasını keşfetmesinden bu yana araştırmacılar çekimin ne olduğunu çözmeye çalışıyorlar. Bilim adamları, Fizikçi Francis Everitt ve "Einstein deneyi" nde kullanılmak uzere uzayda yörungeye oturtulacak bilyalardan biri Einstein teleskopu fKuvars biiyalara yataklık edecek dört mahlazadan en bndekı.1* • Teleskop (kuvars yatak içinde))] Nevvton'u dikkate alarak çekimi kendine çekme kuvveti olarak tanımlıyorlar. Bu güç, evrendeki tüm maddelerın üst üste yığılmasına neden oluyor. Ancak hiçbir bilim adamı hayalet bir el gibi cisimleri çeken şeyi açıklayamıyor Einstein, İzafiyet teorısinı geliştirdiğinde, fizik uzayın gizem dolu gücünü açıklayacak bir dayanak noktası buldu. Einstein'ın açıklaması çok şaşırtıcıydı: Çekim, 'dört boyutlu uzay zaman sürekliliğin kavislenmesiydi. Burada anlatılmak istenen yaklaşık olarak şuydu: Gök cisimleri üç uzay koordinatı ve zamanboyuttan oluşan dünkü yapısında tepecikler oluşturuyorlar. Tıpkı bir folye içindeki bilyalar gibi. Dünyadaki cisimler de tıpkı rulet tablasındaki bilya gibi dünyanın üzerinde geziniyorlar. 1919 yılında İngiliz Astronomi Derneği, Einstein'ın en cüretkâr teorilerinden birini onaylayınca, çağdaşları bunu fizikçilerin felsefesi haline getirdiler: Tam güneş tutulması sırasında bilim adamları uzaklardaki bazı yıldızların ışığını ölçtüler. Bu ışınlar tıpkı Einstein'ın iddia ettiği gibi "çekim kavisi" içinde güneşe doğru kavis çiziyorlardı. Fizikçiler Einstein'ın öğretisini onaylayan ışığın kavislenmesinin keşfıni üç klasik' sınama taşından biri olarak kutladılar. Merkür gezegeninin güneş etrafında dönerken yaptığı özel kavis de ki bu, astronomlar için henüz çözüle•memiş bir bilmecedir Einstein'ın formülüne uyuyordu. Amerikalı Fizikçiler 50'li yıllarda yaptıkları bir deneyle Einstein'ın ışık konusundaki iddiasını kanıtladılar. Bu teoriye göre ışık dalgaları dünyadan yükselirken enerji kaybediyor, dünya tarafından çekiliyor. Einstein'ın çekim öğretisinin bu önemli tezlerini kanıtlayacak olan "Kozmik Öğretim Okulu"nun iki deneyi gündemde bulunuyor: a İzafiyet teorisine göre gök cisimlerinin görüntüsü küreye benziyordu. Şimdi ise bu benzerlik bir koşul oldu. Yıldizlar ve gezegenler kendi çevrelerinde uzaya taşmak zorundaydılar. Yerçekimi kuvvetinin (Mulden) içıne çekilen topaçların dönme ekseni bozuluyordu. b Çekim gücü araştırmacıları tarafından "manyetik çekim alanı" diye adlandırılan ikinci bir etki daha açıklanıyordu. Dünya gibi dönen kütleler etraflarındaki havayı da birlikte döndürmelıydiler. Bu durumda dünya, bir sıvının içinde dönen bir çırpıcıya benzetilebılır. Uzayın bu spiral şaklindeki dönüşü topaçları yerinden oynatacaktı. Çeşitli yönlerden topaçları etkileyecek olan bu çekim etkileri aslında cok küçüktür. Standfonjlu fizikçi Ewerı!t, Einstein deneyinde beklenen topaç sapmasının hassas olacağını belırtiyor. Bu mükemmel tekniğin bir örnegi "Triad I" uydusuyla birlikte uçuyor. U.S. Navy uydusunun gövdesinne, yüksek atmosferdeki moleküllerin yol açacağı rota bozukluğunu belırleyecek bir bilya var. Bilyanın, yerinden çok az bıle olsa kımıldamasıyla çalıştırma düzeni devreye girerek dış kuvvetleri dengeler, elektronik yön ışığını tam rotasında tutar. Topaçları çekim sondasının gövdesinde sürtünmesiz olarak gezdirmek ve aynı zamanda en hassas dönüş ekseni sapmasını ölçmek için bir 'teknik mucize' daha gerekiyor. Fizikçiler, bakış açısına uyan bir devrilme açısını kanıtlamayı olası görüyorlar. Araştırmacılar her iki sorunu da sürtünmeyi ortadan kaldırma ve açı ölçümü aynı şekilde çözecekler: Kuvars küreler, niyobyumdan yapılmış bir filmle kaplanacak. Bu film, termo uydunun gövdesindeki sıvı helyum tarafından elektrik akımının kürelerin niyobyum derisinden hiçbir direnişle karşılaşmadan geçmesini sağlayacak biçimde soğutulacak (supra geçırim). Küreleri, etraflarındaki deri yırtılmaksızın koruyabilmek için her küre mahfazasının içinde üç çift elektrot bulunacak. Bunların yarattığı elektronik alan supra geçirimli kürelere yataklık edecek, ancak onlara sürtünmeyecek. Fizikçiler açıyı sağlayabilmek için derin soğutma işleminin her dönerek hareket eden supra geçirimli maddeye uygrn bir özelliğını kullanacaklar. Burada manyetik bir parmak izi kullamlacak, dönme ekseni değiştığinde "iz"de değişecek ve eksen değışmesı tam olarak belirlenecek. Dönen topaçlar, Einstein gibi kozmozu derinlemesine incelemiş bir adamın şöhretini arttıracak mı? Bu konuda hiçbir bilim adamı iddiaya girmıyor. Yüzyılımızın en tanınmış fizikçısi ve Mobel Odülü sahibi Chen Ningyang. topaç deneytnin sonucu hakkında yorum yapmıyor. Chen, Einstein deneyiyle ilgili sorulara yıllar önce şu yanıtı vermişti: "Eğer sonuçlar Einstein teorisiyle çelişirse hlç şaşırmam." (Splegel)