Kara deliklerin çarpışması, evrendeki en şiddetli olaylardan biri olarak kabul ediliyor. Bu tür birleşmeler sırasında uzay-zaman adeta bir çan gibi titreşiyor ve bu titreşimler kütleçekim dalgaları olarak evrene yayılıyor. Ancak yeni bir araştırma, kütleçekim dalgalarının ardından çok daha zayıf, yavaş ve bugüne kadar doğrudan gösterilememiş bir başka sinyalin de yayıldığını gösteriyor. Fizikçilerin “gecikmiş kütleçekim dalgası kuyrukları” adını verdiği bu etki, uzay-zamanın tamamen sakinleşme sürecini temsil ediyor.
Baş yazarı Marina De Amicis olan ve 21 Ekim 2025’te Physical Review Letters’ta yayınlanan çalışmada, ilk kez bu kuyrukların ayrıntılı ve gerçekçi bilgisayar simülasyonlarını gerçekleştirdi. Çalışmada kullanılan yöntem, genel görelilik kuramına dayanan tam sayısal hesaplamalar içeriyor. Daha önce benzer kuyruklar yalnızca basitleştirilmiş modellerde öngörülmüş, ancak karmaşık ve gerçekçi simülasyonlarda açık biçimde gösterilememişti. Yeni sonuçlar, kara delik çarpışmalarından sonra uzay-zamanın beklenenden çok daha uzun süre düşük frekanslı titreşimlerle “dinlendiğini” ortaya koyuyor.
Simülasyonlar, kütleçekim dalgalarından sonra uzay-zamanın yavaşça sakinleştiğini gösteriyor
Kütleçekim dalgaları geçerken uzay-zamanı çok küçük oranlarda esnetiyor. Ana dalga hızla sönümlense de, bu esnemenin tamamen ortadan kalkması uzun zaman alıyor. İşte gecikmiş kuyruklar, bu yavaş toparlanma sürecinin fiziksel karşılığı olarak tanımlanıyor. Bu sinyaller, belirli ve keskin frekanslardan oluşmuyor. Bunun yerine, çok düşük genlikli ve süreklilik gösteren bir frekans dağılımına sahipler. Bu özellikleri nedeniyle tespit edilmeleri son derece zor kabul ediliyor.
Araştırmanın önemli yanlarından biri, bu kuyrukların taşıdığı bilginin niteliği. Ana kütleçekim dalgaları, kara deliklerin kütlesi, dönüşü ve çarpışma anındaki davranışları hakkında bilgi verirken, gecikmiş kuyruklar daha geniş bir tablo sunuyor. Bu kuyruklar, dalgaların geçtiği uzay-zamanın büyük ölçekli yapısından etkileniyor. Başka bir deyişle, yalnızca kara delikleri değil, dalgaların yayıldığı kozmik ortamı da anlamaya katkı sağlıyor.
Bu zayıf sinyalleri görünür hale getirebilmek için araştırmacılar, alışıldık kara delik birleşmelerinden farklı bir yol izledi. Genellikle kara delikler birbirlerinin etrafında dönerek birleşirken, simülasyonlarda neredeyse doğrudan kafa kafaya çarpışmalar modellendi. Bu tür çarpışmalar, kütleçekim dalgalarını daha güçlü hale getirerek kuyruk sinyallerinin belirginleşmesini sağladı. Ancak bilim insanları, evrende bu kadar uç koşullara sahip çarpışmaların nadir olacağını vurguluyor.
Elde edilen sonuçlar, Albert Einstein’ın genel görelilik kuramı açısından da büyük önem taşıyor. Çünkü bu tür gecikmiş kuyruklar, yalnızca eğri uzay-zamanda ortaya çıkabiliyor. Düz bir uzay-zaman yapısında bu etki görülmüyor. Bu durum, genel göreliliğin öngörülerini bir kez daha doğruluyor.
Kütleçekim dalgaları ilk kez 1915’te kuramsal olarak öngörülmüş, 2015’te ise LIGO dedektörleri tarafından doğrudan gözlemlenmişti. Günümüzde LIGO ve gelecekte devreye girmesi planlanan LISA gibi gözlemevleri, bu dalgaları incelemek için simülasyonlara büyük ölçüde dayanıyor. Yeni çalışma sayesinde, bilim insanları artık gecikmiş kütleçekim dalgası kuyruklarını ararken ne tür sinyallere odaklanmaları gerektiğini daha net biliyor. Bu da kara delikler ve evrenin yapısı hakkında daha kapsamlı bilgilere ulaşmanın önünü açıyor.
Kaynak: Physical Review Letters