Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, Yıldız Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü'nde doktora görevlisi olan Murat Hüdaverdi'nin kütle çekimsel dalgalar hakkında yaptığı bilimsel bir sunum ve sonrasında Furkan Hoca'nın soru-cevap oturumunu içermektedir.
- Video, Newton'un kütle çekimsel dinamiklerinin yetersizliklerini ve Einstein'ın bu eksiklikleri nasıl giderdiğini açıklayarak başlıyor. Ardından Einstein'ın görelilik teorisi, uzay-zaman kavramı, Einstein denklemleri ve bunların matematiksel temelleri anlatılıyor. Son bölümde ise LIGO deneyleri, çekimsel dalgaların tespit edilmesi ve nötron yıldızlarının birleşmesi gibi konular ele alınıyor.
- Videoda ayrıca kara deliklerin oluşumu, Einstein'ın kozmolojik sabiti, evrenin genişlemesi ve LIGO'nun Louisiana ve Washington'da kurulan iki düzenek gibi teknik detaylar da paylaşılıyor. Soru-cevap oturumunda ise kütle çekim dalgalarının Büyük Patlama'dan kalan bilgileri nasıl sağlayabileceği ve Einstein denklemlerinin doğruluğunu test etmek için bu dalgaların önemi vurgulanıyor.
- Sunumun Tanıtımı
- Yıldız Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü'nde doktora görevlisi Murat Hüdaverdi, kütle çekimsel dalgalar hakkında sunum yapacak.
- Murat Hüdaverdi, fizik sonrası Japonya'da uydu yapımı ve uydudan alınan verilerin analizi üzerine yüksek lisans ve doktora yapmış.
- Doktora sonrası Rusya, İspanya'da uzay ajanslarında çalışmış, TÜBİTAK Uzay'da beş sene çalışmış ve gizli askeri projelerin geliştirilmesiyle ilgili ekiplerde yer almış.
- 01:47Newton'un Kütle Çekimi Teorisi
- Newton'un kütle çekimi teorisi, iki kütle arasındaki mesafenin karekökünün karesi ile ters orantılı olacak şekilde izah ediyor.
- Newton'un teorisi, kütle çekiminin sonsuz hızda gerçekleştiğini ve anlık bir iletişim olduğunu belirtiyor.
- Newton'un teorisi, kütlelerden biri yüksek hızla hareket ediyorsa oluşturacağı çekim ve çekimsel etkinin uzaklarda hissedilmesi konularını açıklamıyor.
- 04:44Newton'un Teorisinin Yetersizlikleri
- Newton dinamiği, Kepler dinamiği ile beraber yörünge salınımlarını izah ediyordu.
- Merkür yörüngesi için, kütle çekiminin en fazla olduğu noktada (güneşe en yakın) bir takım problemlerin yaşandığı, Newton dinamiği bu salınımları açıklayamadı.
- Newton dinamiği, gözlemciye göre değişmeme durumlarını açıklamıyor.
- 08:53Einstein'ın Çözümü
- Einstein, kütle çekiminin olmadığı, evrenin uzayın özünde eğimli bir yapıda olduğu ve uzay-zamanın kozmik bir kumaş olduğu teorisini önerdi.
- Einstein'ın açıklamasına göre, serbest düşmede objelerin izlediği yörünge aslında kavisli bir geometri üzerinde ilerliyordu.
- Einstein, uzay ve zamanı aynı değişkenler olarak gördü ve kozmik bir kumaş içerisinde her şeyin olduğunu belirtti.
- 11:01Newton ve Einstein'ın Uzay-Zaman Görüşleri
- Newton düz uzay (flat universe) önermiş, madde ile uzay dokusu arasında etkileşim olmadığını ve kütle çekim alanı ile hareket ettiğini savunmuştu.
- Einstein ise eğilebilir ve bükülebilen bir uzay (curved universe) dokusundan bahsetmiş ve iletişim hızının limitli olduğunu vurgulamıştı.
- Einstein, eğimli uzay ile maddenin uzay-zamanı nasıl bükebileceğini formülize etmiş ve uzay-zamanın maddeye nasıl hareket etmesi gerektiğini matematiksel olarak ortaya koymuştur.
- 12:21Einstein Denklemleri ve Uzay-Zaman Eğriliği
- Einstein denklemlerinde sol tarafta uzay-zaman ve yarıçap, sağ tarafta ise enerji ve momentum bir harmanı yer almaktadır.
- Kütle ne kadar fazlaysa, uzay-zaman kumaşını o kadar büküyordu ve bu formülün içinde limit hız (ışık hızı) vardı.
- Tensor analizi, enerji ve uzanımların etkileşimini matematiksel olarak ifade etmek için kullanılır ve inşaatta deprem dayanım hesaplarında da kullanılır.
- 14:30Einstein Denklemlerinin Test Edilmesi
- Einstein denklemlerinin ilk testleri Eddington tarafından 1915'te yapılmış ve 1919'da Eddington bir expedition düzenleyerek Güney Amerika Afrika açıklarında güneş tutulması gözlemlenmiştir.
- Güneş tutulmasında, güneşin oluşturduğu çekimsel lens etkisi sayesinde arkadaki yıldızlar olması gerektikleri yerden kaymıştır.
- Eddington, Einstein formülüne göre kayma miktarlarını tahmin etmiş ve gözlemlediği sonuçlar matematiğin doğruluğunu kanıtlamıştır.
- 16:22Eğimli Uzay ve Zamanın Yavaşlaması
- Eğimli uzay, kumaş üstüne bırakılmış gibi değil, üç boyutlu bir şekilde düşünülmelidir; bir kütle uzayda bir bozunum oluşturur.
- Einstein matematiğinde uzay ve zaman ayrı şeyler değil, tek bir bütçedir; çekim fazla olduğu yerde uzay-zaman daha fazla bükülür ve zaman daha yavaş akar.
- Gökdelenin deniz seviyesi ile tepesi arasında zaman farkı vardır; yerde saatler daha yavaş, tepede ise daha hızlı akar.
- 17:41GPS Uyduları ve Evrenin Limit Hızı
- GPS uyduları, dünyanın oluşturduğu bükülmeden daha uzak oldukları için saatleri daha hızlı akar ve her gün 45 mikro saniye daha hızlı çalışırlar.
- Evrende bir cismin gidebileceği maksimum hız sonsuzdur, ancak Einstein görelilik denkleminde gidebileceğimiz hız sonludur.
- Evrenin limit hızı ışık hızıdır (saniyede 300 milyon metre) ve hiçbir cisim bu hızdan daha hızlı gitmek için yeterli kütleye sahip olamaz.
- 21:00Işık Hızı ve Görelilik
- Durağan bir cisim (örneğin jet uçağı) yüksek hızlarda ışık hızına yaklaştığında, boyu kısalır ve bir ucundan diğerine gitme süresi de kısalır.
- Uzay ve zaman bir koreografi ile dans eder; mesafeler uzayıp kısalırken, zaman hızlanıp yavaşlar ve bu dans ışık hızını (saniyede 300.000 km) limit hız olarak belirler.
- Evrendeki limit hız ışık hızı değildir; ışık kütlesi olmadığı için bu hızda gidebilir, ancak evrendeki limit hızla gidebilir ışık.
- 22:40Kara Delikler
- Einstein denklemleri, Dünya Savaşı'nda cephede elektrik yokken ilk kara delik çözümlerini yapmayı mümkün kıldı.
- Kara delikler, bir kütleyi sıkıştırarak veya kütle aktarımı yaparak elde edilebilir; bir kütleyi kendi üstüne çöktürerek veya üst üste yığarak dengesi bozulabilir.
- Kara delik yarıçapı, kütle ve ışık hızı arasındaki bir formülle hesaplanır; örneğin güneş 3 km'ye, dünya 1 cm'ye, kedi ise 10 üzeri eksi 27 metreye sıkıştırıldığında kara delik elde edilir.
- 25:52Evrenin Genişlemesi
- Uzay-zaman kumaşı, güneş ve top gibi cisimlerin etkisiyle bükülür ve genişler.
- Einstein ilk formülünde evrenin genişlemesini engellemek için kozmolojik sabit ekledi, ancak daha sonra gözlemler evrenin genişlediğini gösterdi.
- Edwin Hubble, uzak galaksilerin ışığının yakındakine göre daha hızlı gittiğini gözlemledi; bu, evrenin balon yüzeyi gibi genişlediğini gösterdi.
- 28:32Çekimsel Dalgalar
- Einstein 1918 makalesinde ışık hızıyla yayılabilen enine dalgalar (çekimsel dalgalar) hakkında bahsetti.
- Hall-Styler ikilisi, pulsar sistemlerinde çekimsel dalgaların enerjisini azalttığını gözlemledi.
- Hall-Styler ikilisi 1993'te fizik Nobel'i aldı, ancak çekimsel dalgalar henüz gözlemlenmedi; bu çalışma teorik çekimsel dalgaların cüzdanından çaldığı enerjiyi gösterdi.
- 31:36Joe Weber ve Çekimsel Dalgalar
- Joe Weber, 1960'ların sonunda çekimsel dalgaları gözlemlemek için ilk düzeneği kuran kişidir.
- Weber, vakum çemberi içinde düzenek yapmış ve farklı veri setlerinden beslenmek için üç farklı yere düzenek kurmuştur.
- 1960'ların ve 1970'lerin teknolojisi, çekimsel dalgaları hassasiyetle algılayacak kadar gelişmemişti.
- 32:27LIGO Deneyinin Temel Prensibi
- LIGO deneyinde ışık gönderiliyor, çarpıp geri geliyor ve faz farkı yoksa dalgalar birbirini sönümlüyor.
- Uzanım veya kısalmalar varsa, kollarda biri uzarken diğeri kısılır ve faz farkı oluşur.
- Kip Thorne, 1984'te hesaplamalarını yaparak uzanım miktarının 10 üzeri eksi 21 civarı olabileceğini tahmin etmiştir.
- 34:00Çekimsel Dalgaların Hassasiyeti
- 10 üzeri eksi 21 ölçeğinde bir uzanım, 100 km'lik bir çubukta milimetrenin onda biri kadar bir uzanım anlamına gelir.
- 10 üzeri eksi 13 santimetrelik bir uzanım (bir atomun çekirdeği kadar) elde etmek için 4 km'lik bir düzenek gereklidir.
- LIGO'da ihtiyaç duyulan hassasiyet 10 üzeri eksi 18 metre olup, bu çok hassas bir ölçümdür.
- 36:26LIGO'nun Yapısı ve Çalışma Prensibi
- LIGO, 4 km uzunluğunda iki koldan oluşan bir düzenektir ve ışık bu kollar arasında gidip gelir.
- İki farklı yerde (Louisiana ve Washington DC) iki ayrı düzenek kurulmuştur çünkü tek bir düzenek çok hassas bir ölçüm için yeterli değildir.
- Çekimsel dalgalar çok hassas olduğundan, bir kamyonun geçmesi bile algılanabilir ve gerçek sinyalden ayırt edilmesi gerekir.
- 39:28LIGO'nun Teknolojik Zorlukları
- Dedektör teknolojisinde 2002-2006'ya doğru, daha sonra 2014'e doğru arttıkça delta L yakalama başarısı artmaya başlamıştır.
- LIGO'nun içinde aynalar bulunur ve bunlar sarkaç modeli olarak çalışır.
- Power analiz yöntemi kullanılarak gürültü tespit edilir ve aynı anda sallanarak gürültü iptal edilir.
- 41:06LIGO'nun Başarısı
- LIGO'nun güneydeki mavi ve kuzeydeki turuncu dedektörleri arasında binlerce kilometre mesafe vardır.
- İki bağımsız dedektör, 10 üzeri eksi 21 seviyesinde bir uzanım salınımını yakalamıştır.
- Bu uzanım, protonun çapının altıda biri kadardır ve bu çok hassas bir ölçümdür.
- 42:15Nötron Yıldızlarının Dansının Oluşumu
- Nötron yıldızlarının dansı, iki nötron yıldızının etrafında dönerek frekanslarını artırdığı ve sonunda kafa kafaya çarpışarak tek bir cisme dönüşmesiyle oluşur.
- Nötron yıldızlarının dansı sırasında, ikisinin oluşturduğu uzay-zaman bükülmesi ve enerjinin bir kısmının çekimsel dalga olarak etrafa yayılması sonucu, LIGO deneyinde dalgalar tespit edilmiştir.
- LIGO deneyinde, eksi yirmibir seviyelerinde bir delta el uzanımı tespit edilmiştir.
- 43:49LIGO Deneyinin Sonuçları
- 2015'te 9 ayın 14'ünde ve 2017'nin Ağustos'un 14'ünde LIGO deneyinde gözlemler yapılmıştır.
- Dans eden nötron yıldız çiftlerinin kütleleri, dans sırasında oluşan sarsıntılardan tahmin edilmiştir.
- İki LIGO dedektörü ve İtalya'daki Virgo ile 2017'deki tespitte, 30 güneş kütleli ve 25 kütleli bir nötron yıldız dansı tespit edilmiştir.
- 45:48Kara Deliklerin Özellikleri
- Kara delikler devasadır ve ürkütücüdür; bir kara deliği bir eyyu'ya (astronomik birim) koysak, 10 üzeri eksi yirmibir uzanım oluşturacak ve 16 üzeri eksi altı mikron mertebelerinde bir titreşim verecektir.
- Kara delikler çekimsel dalga enerjisi yayar; tahmin edilen Einstein denklemlerine göre, 10 üzeri yirmibeş watt m²'ye enerji yayabilir.
- Güneş normalde 10 üzeri üç watt m²'ye enerji verirken, kara delikler çok daha yüksek enerji yayabilir.
- 46:53Nötron Yıldızları ve Kara Deliklerin Tespiti
- Nötron yıldızları elektromanyetik dalgalarla tespit edilirken, kara delikler de elektromanyetik dalgalarla tespit edilir.
- LIGO deneyiyle çekimsel dalga dansı ile tespit edilen süper kütleli kv mertebesindeki kara delikler, astrofizikte yeni bir sayfa açmıştır.
- LIGO deneyinde, iki dedektörün oluşturduğu olası alanlar belirlenerek, Fermi gibi diğer gözlemevlerine yönlendirilmiştir.
- 49:32Nötron Yıldızlarının Önemi
- Nötron yıldızlarında, hidrojen çarpışarak helyum, lityum, berilyum gibi ağır metaller sentezlenir.
- LIGO deneyinde bulunan nötron yıldız dansında, dünyanın kaç kütlesi katı altın sentezlenmiş olduğu tespit edilmiştir.
- 2017'de LIGO deneyinde çekimsel dalga gözlemevinden veri elde etmeleri ve gözlemlemeleri, yüz sene sonra Einstein denklemlerinin doğru olduğunun gözlemci olarak gösterilmesi Nobel Fizik Ödülü'nü kazanmıştır.
- 50:48Gelecek Projeler
- LIGO deneyinde 4 kilometre uzunluğunda bir yapı kullanılmış ve gürültü seviyesi (hafriyat kamyonu, pizza delivery, sahile vuran dalgalar) vardır.
- Lisa deneyi (Lazer Inf Interferometer Space Antena) uzaydaki üç bağımsız dedektör ve lazer pointer ile sürekli mesafeleri kontrol ederek daha hassas sonuçlar elde etmeyi amaçlamaktadır.
- Lisa deneyi, 2,5-5 milyon km mesafede çalışacak ve tespit edilecek delta el daha da hassaslaşacaktır.
- 52:05Büyük Patlama'dan Kalan Kütle Çekim Dalgaları
- Büyük Patlama'dan kalan kütle çekim dalgasını saptayabilseydik, Einstein denklemlerinin doğruluğunu test edebilir ve Big Bang'i gözlemleyebiliriz.
- Optik gözlemde Samanyolu'nun merkezi bulut, gaz ve toz bulutu nedeniyle görülemiyor, bu nedenle farklı dalga boyları (X-ray, gamara) kullanılıyor.
- Kütleçekimsel dalgalar maddede tanımsız olup çok uzaklardan gelebiliyor ve kozmik kumaştaki silkelenmeyi görebiliyor.
- 54:22Kütleçekim Etkisi ve Zaman
- Kütleçekim etkisi fazla ise zaman yavaşlar, bu durum anlık harekete göre kıyaslamalarla belirleniyor.
- Kara deliğe düştüğünüzde zamanınız duruyor, atomlarınız ve elektronlarınız hareket etmiyor, ışık kaçamıyor.
- Kara deliğe düşme görüntünüz kara delikten kaçamıyor, bu nedenle gözlemciler sizin saatinizin durduğunu düşünüyor.
- 56:13Kütle Çekim Formülünün Menzili
- Kütle çekim formülündeki r'nin menzili yok, matematiksel olarak hesaplanabilir.
- Formül, yüz güneş kütleli ve otuz güneş kütleli bir çarpışmanın yüz km'de veya bir milyon ışık yılı ötede nasıl bir dalgalanma oluşturacağını hesaplayabilir.
- Şu anki sorun, bu dalgaları algılayacak dedektör teknolojisine sahip olmak veya olamamak durumudur.
- 57:28LIGO Deneyleri ve Kütle Çekim Dalgaları
- LIGO deneylerinde iki nötron yıldızı çarpışması gözlemlenmiş ve bu çarpışmaların dalgaları tespit edilmiştir.
- LIGO, olası kütle konfigürasyonları için veri setleri oluşturup, gelen dalgaları bu şablonlarla eşleştirerek tespit ediyor.
- Kütle çekim dalgaları ile ilgili hala bilinmeyen birçok şey var, ışık hızıyla gidip gitmediği bile kesin olarak bilinmiyor.