Uzaydaki ışınlar neden ışık suratının 7 katında gidiyor?

2018 senesinde Hubble Uzay Teleskobu’nun çekmiş olduğu manzaraları inceleyen araştırmacılar, çarpışan iki nötron yıldızının kalıntılarında olağan dışı bir şey keşfetmişlerdi: İki yıldızın birleşmesinden çıkan ve Dünya’ya hakikat giden yüksek kuvvetli parlak bir iyon akımı, ışıktan yedi kat hızlı hareket ediyordu.

Populer Science Türkçe’nin bünyesinde yer verdiği detaylara göre yanlış giden bir şeyler vardı. Bu yüzden inceleme kadrosu, meydana getirilen müşahedeleri değişik bir radyo teleskobuyla yeniden hesapladı. Bu gözlemlerde ise akımın, fer suratından sadece dört kat hızlı gittiği ortaya çıktı. Bu ayın başlarında Nature bülteninde yayımlanan bir makalede ortaya çıkmış olduğu üzere, bu bir yanılsamaydı.

IŞIKTAN DAHA HIZLI

Uzaydaki parçacıkları fer suratından daha hızlı gidiyormuş suretiyle yayınlayan bu olgu, süperlüminal hareket olarak isimlendiriliyor. “Işıktan daha hızlı” manasına gelen terim her ne kadar araştırmacıların görmüş olduğu yanılsamaya uysa da, aslında size reel hareket eden bir cismin reel suratından daha hızlı gidiyormuş suretiyle görünmüş olduğu bir durumu tarif ediyor. Uzayda, ışıktan hızlı hareket ediyor suretiyle görünebilen yüksek kuvvetli akımlar var. Günümüzde gökbilimciler bu akımlardan giderek daha oldukça görüyor.

ABD Uzay Teleskobu Enstitüsünde görev yapan, Hubble ile kapsamlı çalışmalar yürüten ve yeni yazının kaleme alınmasına yardımcı olan astronom Jay Anderson, “Gökyüzü süresince deli bir süratte hareket ediyor suretiyle görünüyorlar” diyor. “Fakat tıpkı anda hem size yanlışsız gelip hem de sema süresince gidiyorlar.”

Anderson ve çalışmaya katkıda bulunan diğeri araştırmacılar, jetin reel suratını bulmak için Hubble ve radyo teleskoplarıyla meydana getirilen müşahedeleri karşılaştırmışlar. Sonuç olarak jetin, fer suratının %99,95’i kadar bir hızlıca Dünya doğrultusunda aktığını bulmuşlar. Kelam mevzusu sürat fer suratına oldukça yakın olsa da, ondan daha yüksek değil.

Aslında şimdiye kadar bildiklerimize nazaran, gezegenimizin içerisinde ya da dışındaki hiç bir şey ışıktan hızlı gidemez. Bu durum, Albert Einstein’ın kağıda döktüğü hususi görelilik kanunlarıyla yeniden bir daha kanıtlandı. Saatte aşağı yukarı 18 milyar km hızlıca giden ışık, kozmostaki sonuncu sürat hududu. Üstelik hususi görelilik, fer suratının kim ya da ne tarafınca gözlemlenirse gözlemlensin durağan(durgun) bulunduğunu söylüyor.

Fakat hususi görelilik, cisimlerin ışığa oldukça yakın süratlerde yolculuk edişini kısıtlamıyor (kozmik ışınlar ve Güneş püskürtülerinden gelen parçacıklar, bu cisimlere örnek). Süperlüminal hareket de burada devreye giriyor. Bir şey size reel hareket ettiğinde, cismin fer ve manzarasının size kavuşması için ihtiyaç duyulan mühlet azalıyor. Gündelik ömürde bu pek aşikâr olmuyor. Tepenizden geçen bir tayyare suretiyle görünürde hızlı olan şeyler bile fer suratının tanıdığından dahi geçmiyor.

Fakat bir şey hakikat istikamette ve saatte yüz milyonlarca kilometre süratte hareket ettiğinde, cisim ve algılayıcı (ister insan olsun, talep eder bir kamera lensi) ortasındaki ara oldukça hızlı azalıyor. Bu durum, bir şeyin gerçekte olmasından daha hızlı yaklaşıyormuş suretiyle görünmesine neden olup yanılsama meydana getiriyor. Ortadaki farkı ne gözlerimiz ne de teleskoplarımız algılayabiliyor. Hasebiyle gökbilimcilerin, bir cismin reel suratını manzaralarda toplanan bilgilerden hesaplaması gerekiyor.

Yeni yazının gerisindeki araştırmacılar, süperlüminal hareketle boğuşan birinci şahıslar değil. Aslında, yüzyıldan uzun müddet gecikmişler. 1901 senesinde karanlık gökyüzünü tarayan araştırmacılar, Perseus takımyıldızı doğrultusunda hareket eden bir nova belirleme etmişler. Bu yapı, civardaki bir gaz devinin dış kabuklarını yiyen bir beyaz cücenin çıplak gözle görülecek kadar kısa müddetliğine parlayan kalıntılarıymış. Gökbilimciler, novadan çıkan ve oldukça yüksek süratte şişen bir baloncuğa tanık olmuşlar. Ancak o vakitler genel görelilik kuramı olmadığı için vaka hızlıca hafızalardan silinmiş.

Olgu, 1970 ve 80’lerde yeniden alaka toplamış. O vakitler gökbilimciler, kozmosun uzak köşelerinde her cinsten tuhaf, yüksek kuvvetli cisimler buluyormuş: Bu cisimler, hepsi de neden jeti fırlatan kuasarlar ve faal galaksilerden oluşuyor. Cisimler güçlerini çoğu vakit, neredeyse fer suratında yüksek kuvvetli jetler püskürten kara deliklerden alıyormuş. Geldikleri kara deliğin kütle ve kuvvetine bağlı olarak, Dünya’ya ulaşmaları binlerce, yüz binlerce ve hatta milyonlarca fer yılı sürebiliyormuş.

Uzak cisimler yaklaştıkça, farkı ne gözlerimiz ne de teleskoplarımız algılayabiliyor ve bu durum, giderek daha hızlı hareket ettikleri yanılsamasını oluşturuyor.

Hemen çabucak birebir vakitlerde radyo dalgaları üstünde çalışan bilim insanları, bu olguları paniğe kapılacak kadar fazla görmeye başlamışlar. Hatta uzak bir galaksiden çıkan ve fer suratının neredeyse 10 katı süratte gidiyor suretiyle gözüken bir jet bile bulmuşlar. Düzenekler o vakte kadar yeterlice anlaşılsa bile, müşahedeler gökbilimciler ortasında bir hayli bir ürkü yaratmış.

Aradan geçen onlarca yılda, süperlüminal hareket müşahedeleri artmaya devam etmiş. Gökbilimciler, özellikle Hubble ya da James Webb Uzay Teleskobu suretiyle uzayda gezen teleskoplar yoluyla rakamları daima artan jetler görüyor.

Işık Dünya’nın atmosferinden geçmek zorunda olmadığında, teleskoplar oldukça daha yüksek çözünürlükte görünüm yakalayabiliyor. Bu sayede araştırmacılar, daha uzakta olan daha oldukça jet (antik, uzak galaksilerden gelenler gibi) bulabiliyor ve jetlere daha yakından, daha detaylı biçimde bakabiliyorlar. “Cisimler, Hubble imgelerinde yer tabanlı imgelere nazaran oldukça daha makul göze çarpıyor” diyor Anderson.

Örneğin M87 galaksisini ele alalım. Galaksinin merkezindeki şaşırtıcı kara delik, fer suratının 4 ila 6 katı ortasında gidiyor suretiyle gözüken bir jet fırlatmış.

Aslında Hubble, 1990’lı yıllarda bu güç akımına bakabiliyor ve akımın değişik kısımlarının değişik süratlerde gittiğini ortaya çıkarabiliyormuş. “Jetteki özelliklerin hareket ettiğini görebiliyor ve bu özelliklerin pozisyonlarını ölçebiliyordunuz” diye açıklıyor Anderson.

Gökbilimcilerin bu çeşit hızlı jetlerle ilgilenmek için kimi nedenleri var; özellikle de artık. Nature‘daki makalede çarpışan nötron yıldızları, yüksek kuvvetli bir patlama olan ve gereğince anlaşılmayan bir gama ışını infilakı meydana getirmiş. Olay ayrıyeten feza vakitte, araştırmacıların artık belirleme edip gözlemleyebildiği dalgalanmalar olan bir kütleçekim dalgası fırtınasını harekete geçirmiş. Ama uzayda uçan hususlarda yeni ve garip fizik kanunlarını ortaya çıkarana kadar, fer suratı son hudut olarak kalmaya devam edecek.