Einstein Halkası, Uzay-zaman boyutundaki Evrenimizde bulunan yıldız vb.. ışık kaynağının, karadelik veya farklı galaksiler gibi güçlü kütle-çekim kuvveti bulunan gökcisimlerinden dolayı ışık kaynağının deforme olmasına denir. Kütleçekimsel merceklenme sınıfına girmekte olan Einstein halkasını diğer sınıflardan ayıran özellik ışığı daha güçlü bir şekilde deforme etmesidir.
Einstein görelilik teorisinde, uzayın düz bir yapı olmadığını söyler. Aslında uzay, kütleli gök cisimlerinin oluşturmuş olduğu kütle-çekim etkisi ile eğri büğrü bir yapıya sahiptir. Daha anlaşılır bir şekilde söyleyecek olursak; gergin bir çarşafa ağır bir küre koyacak olursak, çarşafta kürenin kütlesinden dolayı çukurlaşma olacak ve düz yapısından eser kalmayacaktır. İşte aynı olay uzayda gezegenler, galaksiler ve diğer gök cisimlerinin kütleleri sonucunda gerçekleşmektedir. Einstein bu bükülebilen uzaya ”Uzay-Zaman” dokusu adını vermiştir. Dokuya zaman kavramını da eklemiştir çünkü uzay ile zaman birbirleri ile sıkı bir ilişkiye sahiptir. 3 boyutlu uzay, zamanın katılımı ile 4 boyutlu bir hal almaktadır. Buna göre zaman bir nevi boyuttur diyebiliriz.
Uzayda en hızlı hareket edebilen şey ışıktır ki bu hız saniyede 300.000 km’dir. Bu hız ışığa düz bir çizgi halinde ilerleyebilmesine yardımcı olur fakat kütle-çekim kuvveti güçlü bir gök cisminin çekim kuvvetini yok sayacak güçte hıza sahip olamayan ışık, büyük ölçeklerde “Uzayda düz bir çizgi halinde ilerleyemezsiniz” kuralına uyum sağlamak zorunda kalmaktadır. Çünkü ışığı oluşturan fotonlar hareket halindeyken kinetik enerjileri nedeni ile küçük ölçekli bir kütleye sahip olmaktadır. Yani ışık evrende ‘kütlesi olmayan kütleli bir cisim’ gibi hareket eder. Bu da kütleli cisimlerin kütle-çekim kuvvetine maruz kalması gibi ışığında kütle-çekim kuvvetine maruz kalmasına neden olmaktadır. İşte ışığın düz bir şekilde ilerlerken kütle-çekim etkisi ile kırılması sonucu ‘mercek’ gibi odaklanması olayına kütleçekimsel merceklenme etkisi denmektedir.
Kütleçekimsel merceklenme’nin önemli bir diğer sonucu ise normal şartlarda görülemeyecek uzaklıkta olan gökcisimlerini ortaya çıkartmasıdır. Uzaktaki gökcisminin ışığı kütle-çekim kuvveti güçlü bir gök cisminin çekim kuvveti sonucu kırılacağından dolayı uzaktaki gök cismi gün yüzüne çıkmış olacaktır. Buradan şöyle bir sonuç çıkartabiliriz: Uzay’daki her gök cismi sahip olduğu kütle-çekim kuvvetinden dolayı tıpkı bir teleskop gibi davranır ve bu teleskobun daha uzağı görebilmesi için kütle-çekim kuvvetinin çok daha güçlü olabilmesi lazımdır.
NASA’nın uzay teloskobu Hubble tarafından bir Einstein halkası gözlemlendi. Bu fotoğraf galaksiler gibi dev kütlelerin tıpkı uzay-zamanı büktükleri gibi ışığı da büktüklerinin kanıtlarından yalnızca birisi. Fotoğrafta yer alan SDSS J0146-0929 isimli galaksi kümesinde, yüzlerce farklı galaksi kütle-çekimi etkisiyle bir arada bulunuyor. Bu galaksi kümesinin kütlesi o kadar büyük ki dev kütlesi nedeniyle uzay-zamanda çok ilginç bir bozukluğun oluşmasına neden oluyor. Bu ilginç bozuklukla ilgili NASA yayınladığı yazıda “Einstein halkasını fotoğrafın arka planında bulunan bir galaksiden gelen ışınlar oluşturuyor. Dev galaksi kümesi, arkasından gelen bu ışınları büküyor, çeviriyor ve Dünya’ya doğru farklı yollar izlemeye zorluyor. Dolayısıyla galaksi sanki aynı anda birden fazla konumdaymış gibi görünebiliyor.” ifadelerini kullandı.
Yerçekimsel kırılma olarak da bilinen bu ilginç fenomen, en basit anlamda evrenin dev objelerinin (bir galaksi kümesi gibi) devasa kütleçekimleri nedeniyle tıpkı uzay-zamanı büktükleri gibi ışığı bükmesi ve arkalarındaki cisimler için bir mercek görevi görmesi anlamına geliyor.
Albert Einstein kütleçekimsel merceklenme fenomenini 1912 yılında, henüz genel görelilik kuramını yayınlamadığı zamanlarda öngörmüş. Einstein ayrıca o zamanların teknolojisini de göz önünde bulundurarak bu durumun asla kanıtlanamayacağını da eklemiş. İnsanoğlunun bu kısa zaman içerisindeki teknolojik gelişimi, Einstein’ın da beklentilerini aşmış gibi görünüyor.
Einstein halkasının bu muhteşem görüntüsü elbette kütleçekimsel merceklenmenin en büyüleyici örneklerinden birisi. Ancak kütleçekimsel merceklenme, Einstein halkası haricinde de astronomide çok önemli bir yere sahip.
Einstein’ın Genel Görelilik kuramı cisimlerin uzaysal alanı bükerek herhangi bir yerden gelen ışığın yön değiştireceğini öngörmektedir. Bu öngörünün sonucu ise kütle çekimsel mercektir. Ancak bu etki çok büyük cisimler üzerinde gözlenebilmektedir. Çok uzakta olduklarından kütleleri hesaplanamayan birkaç yüz kütle çekimsel mercek bulunmaktadır. Buna karşılık ESO 325-G004 gökadası 450 milyon ışık yılı uzaklığıyla Dünya’ya en yakın mercekler arasındadır.
Bu veriler alternatif modellere önemli etkileri olabilir. Bu teoriler kütle çekiminin uzay zaman eğriliğine katkısının “ölçeğe bağlı” olduğunu öngörmektedir. Bu da Güneş Sistemi gibi daha küçük ölçeklerde kütle çekiminin farklı davranacağı anlamına gelir. Collett ve arkadaşları bu farklılıkların sadece 6000 ışık yılı gibi uzunluklar söz konusu olmadıkça ortaya çıkmayacağını belirledi.
Ekip üyesi Porstmouth Üniversitesinden Bob Nichol: “Evren, bize bir sürü doğal mercek sunan kocaman bir laboratuvardır. Dünya’nın en iyi teleskoplarını Einsten’ın kuramını doğrulamak ya da yanlışlamak amacıyla amacıyla kullanmak oldukça mutluluk verici” diyor.
Kaynak
gökbilimi
