kütle çekim dalgaları ve ışık hızı üzerine

quote:

Orijinalden alıntı: Tarkus

Aslında bu dalgaların gözlenememesinin en büyük sebebi Dünya ile en yakın kütleçekim dalgası ürettiği öne sürülen kaynaklar arasında çok fazla mesafe olması ve detektörlerin dalgalardan etkilenmemesi. Şu an umut vaat eden birçok dizayn bulunmakta. Bahsettiğiniz gibi enterferometrelerle beraber süperiletken osilatör çiftleri de kullanılıyor. Aynı zamanda uzayda çalıştırılacak LISA ve DECIGO adlı iki adet uydu da tasarlanmakta.

Sizin bahsettiğiniz şu an en hassas detektörlerden biri olan LIGO projesinin detektörlerinden biri. Ama ufak bir hatayı düzeltmek lazım değişen dalgaboyu değil enterferometrenin bacaklarından birinin boyudur. Işığın aldığı yol değişince normal koşullarda aynı fazda ve polarizasyonda olan diğer bacaktaki ışın ile girişime girer.

İlgi çekici noktalardan biri ise aslında kütleçekimi dalgalarının dolaylı yoldan gözlenmiş olması. 1974 yılında Hulse ve Taylor bir ikili pulsar (binary pulsar) sistemini araştırmaya başladı. Kütleçekimi dalgalarının eğer varlarsa enerji taşıdıklarını biliyoruz (elektromanyetik dalgalar gibi). Bunu doğrularcasına izledikleri pulsar sisteminin zamanla yörüngesinin bozunmaya başladığını gözlemlediler ki bu da kütleçekimine bağlı bir enerji kaybını gösteriyor. Bu bilinen en iyi sonuçlardan biridir. Hatta Hulse ve Taylor 93 yılında bu araştırmadan dolayı Nobel aldılar.

quote:

diyelim ki çok hızlı giden bir aracın içindeyiz. ve aracın arkasında gidiş yönüne doğru bir ışık kaynağı var gördüğümüz şey ışığın hızı aynıdır ancak dalga boyu kızıla kayar. biz de bunu ışık enerji kaybediyor diye değerlendiririz. aslında ışık geminin gidiş yönünde geminin hızından ötürü bir yol alıyor zaten üzerine bir de kendi hızını koyarsak arada sadece küçük bir fark kalıyor. aslında dışardan bakan bir gözlemci geminin arkasından önüne ışığın hızının çok ağır olduğunu farkedecektir. yani ışık gemiye göre yine aynı hızda uzaklaşmaz !!(dışardan bakan gözlemciye göre)

quote:

Orijinalden alıntı: C2H5OH

karınca öğreniğiniz yada şöyle söyleyim bilgisayardaki boyutu lastikle küçülen karınca öğreniğiniz çok yerinde olmuş..


ayrıca bu dediğiniz:

quote: diyelim ki çok hızlı giden bir aracın içindeyiz. ve aracın arkasında gidiş yönüne doğru bir ışık kaynağı var gördüğümüz şey ışığın hızı aynıdır ancak dalga boyu kızıla kayar. biz de bunu ışık enerji kaybediyor diye değerlendiririz. aslında ışık geminin gidiş yönünde geminin hızından ötürü bir yol alıyor zaten üzerine bir de kendi hızını koyarsak arada sadece küçük bir fark kalıyor. aslında dışardan bakan bir gözlemci geminin arkasından önüne ışığın hızının çok ağır olduğunu farkedecektir. yani ışık gemiye göre yine aynı hızda uzaklaşmaz !!(dışardan bakan gözlemciye göre)

Doppler etkisi değilmi ? yada ben kafamda o canlandığı içinmi öyle düşündüm, kısmen dopler etkisi gösterse ışık ile esnediğimiz uzay/zaman da , farklı kütle çekiminden gözlem yapan kişi bunu dopler etkisi olarakmı adlandıracaktır kafamda şuan onu canlandırmaya çalışıyorum sanırım tahmin yerine. sizcede öylemi?

quote:

Orijinalden alıntı: speedy_

kütle çekim dalgaları ile ilgili olarak paylaşmak istediğim bazı düşüncelerim var. tabi bu düşünceler daha önce birileri tarafından dile getirilmiş olabilir ancak en azından ben şimdiye kadar rastlamadım.
bilindiği gibi bazı gök cisimleri pulsarlar karadelikler gibi.. uzay zamanda ki hareketlerinden ötürü denizdeki dalgalar gibi kütle çekim dalgaları yaratırlar.tabi henüz kanıtlanabilmiş bi durum değil.
zaten bu yazıyı da neden kanıtlanamadığını tahmin etmek için yazıyorum.
öncesinde kütle çekim dalgalarının nasıl tespit edilmeye çalışıldığını anlatayım;
birbirine 90 derece dik açıyla 2 adet kmlerce uzunluktaki tünelin içindeki lazer ışığındaki dalga boyu değişimlerini fark edecek bir yapı diyebiliriz kısaca.
eğer herhangi bir tüneldeki lazer ışığının dalga boyu diğerine göre çok çok az da olsa değişim gösterirse kütle çekim dalgaları kanıtlanmış olacak. ancak şu ana kadar bu gerçekleşmedi. en azından gözlenemedi.
burada ışığın dalga boyundaki değişimin nedeni kütle çekim dalgasının uzay zamanı esneterek hızının etkileyemese de dalga boyunda ölçülebilir değişimler meydana getirebilmesidir. daha önce başka bir deneyde dünya üzerinde kütle çekimin etkisiyle deniz seviyesi ve daha yüksek bir yerde ışık üzerinde yapılan ölçümlerde dalga boyu değşimleri gözlenmişti.
ışığın hızının değişmeyip, dalga boyunun neden değiştiği ile ilgili de şunu söyleyebilirim;
öncelikle ışık hızı kütle çekim alanlarında yavaşlıyor !!! ışık hızı her yerde aynıdır değişmez kuralı yanlış anlaşılıyor bence. bu konuda çok düşündüm ve bu kanıya vardım. bu durumu şu şekilde anlatabilirim herhalde. bilindiği gibi kütle çekim alanları yani gezegen gibi büyük kütleli gök cisimleri yanında uzay -zaman esner. bu esnek mekanda ise zaman,boyut ve kütle gibi kavramlar değişime uğrar. işte bu değişimlerden ötürü ışığın hızını hep aynı hesaplarız nerede olursak olalım.
ancak bu kütle çekimden etkilenmeyen bir ortamda dışardan bakan bir gözlemci olayları bambaşka şekilde görür.bütün bu değişimleri fark edecek konumdadır. durumu daha iyi anlayabilmek için uzay-zamanı çok küçük belki planck boyutlarında kesitlere ayrı olarak düşündüm. uzayın esnediği yerden geçen ışık bu kesitlerden geçmeye devam ediyor ancak bu kesitler kesit içinde olanların fark etmeyeceği, dışarda başka bir konumda olanlar ise bu esnek hali içerdekilerin hareket ve boyutlarından anlayabileceğini düşünüyorum.
bir lastik düşünün, bu lastik henüz esnetilmeden üzerinde bir karıncanın başından sonuna doğru gittiğini düşünün. karınca bu yolu 1 dakikada alabiliyor diyelim. şimdi lastiği iki ucundan tutup esnetelim .karınca esnek lastik üzerinde başından sonuna bu sefer 2 dakikada yürüdü diyelim. şimdi püf nokta, esnemiş olan lastiği eski uzunluğuna getirecek şekilde sıkıştırırsak (bu sıkıştırma sanal bir sıkıştırma olsun yani lastik hala esnek ancak biz lastiği sanki bilgisayar ekranında görüntü ayarları ile oynar gibi sıkıştırıyoruz ve eski esnemeden önceki uzunluğuna getiriyoruz.)
ne görürdük; karınca önceki boyutunun yarısında ve önceki hızının yarısında bir uçtan diğerine yürüyor...
aslın da ışığın da bir ayrıcalığı yok , ışık da bir uçtan diğerine giderken esnek uzay zamandan geçiyor ve bizim dışardan görüdğümüz ise sanki yavaşlamış gibi görünen ışık... zaten bu yüzden dalga boyu yapılan ölçümlerde kızıla kayıyor. ölçüm kütle çekim alanında yapıldığı için normalde alanın dışında gözleyen biri ışığın dalga boyunu kızıla kaymış görmez ancak hızını yavaşlamış görür. ölçüm yapılan yeri ise büzüşmüş olarak görür kütle çekimin etkisiyle. ölçümü yapan ise büzüşmüş mekanda olduğunu bilemez. şimdi büzüşmüş olan uzunluğu esnetirseniz ne olur. ışığın dalga boyu artar ve kızıla kayar.
bunu başka bir yöntemle de anlatabilirim. diyelim ki çok hızlı giden bir aracın içindeyiz. ve aracın arkasında gidiş yönüne doğru bir ışık kaynağı var gördüğümüz şey ışığın hızı aynıdır ancak dalga boyu kızıla kayar. biz de bunu ışık enerji kaybediyor diye değerlendiririz. aslında ışık geminin gidiş yönünde geminin hızından ötürü bir yol alıyor zaten üzerine bir de kendi hızını koyarsak arada sadece küçük bir fark kalıyor. aslında dışardan bakan bir gözlemci geminin arkasından önüne ışığın hızının çok ağır olduğunu farkedecektir. yani ışık gemiye göre yine aynı hızda uzaklaşmaz !!(dışardan bakan gözlemciye göre)
ışık aslında enerji kaybetmiyor, enerjisi geminin kat ettiği uzay -zaman içinde kalıyor. böylece sanki gemide yol alan ışık enerji kaybetmiş gibi algılanıyor.
kütle çekim dalgaları konusuna geri dönersek;
benim düşüncem, bu dalgalar gerçekten var ancak ölçülememe nedeni güneş sisteminin dışından gelen dalga, sistemin esnettiği uzay-zamana çarpıp dağılıyor. bunu iki şekilde düşünebiliriz.
birincisi, güneş uzay zamanı esnetip çökertiyor (masa örtüsündeki top örneği) dışardan gelen dalgalar çökmüş olan uzay-zamana etki edemiyor.
ikincisi, güneşin esnettiği uzay zamanı okyanustaki adalar gibi düşünün ,dalgalar kara parçasına çarpıp yok olurlar...
düşüncelerim konusunda yorumlarınızı bekliyorum.

quote:

Orijinalden alıntı: PHaLaNX.


speedy_ uzay-zaman'ı nasıl tanımlıyorsunuz?

quote:

Orijinalden alıntı: speedy_


öncelikle ışık hızı kütle çekim alanlarında yavaşlıyor !!!

quote:

Orijinalden alıntı: FirstLight

quote: Orijinalden alıntı: speedy_ öncelikle ışık hızı kütle çekim alanlarında yavaşlıyor !!!

Kardeş bu cümleni okuyunca aklıma karadelikler geldi.Karadelikler kütlesi çok büyük, hacmi de çok küçük olduğu için uzay zamanı aşırı derecede büküyor.Peki ışık karadeliğe yaklaştığında bu durumda ışığın kara deliğe yaklaştıkça yavaşlaması, en yakın halinde ise tamamen durması mı gerekiyor?Eğer böyle bir şey olursa diyelim karadelik bizi bir şekilde çekmiyor ve tam ağzındayız.Ve o karadeliğe en yakın gezegenden (bu bile milyonlarca ışık yılı) bir lazer doğrultuğunda ve lazer beam'ine baktığımızda tam ağız kısmında sanki görünmez duvar varmış gibi bir engele çarpmış olarak mı görünecek?Dahası lazer beaminin hızı(ışık hızı) karadeliğe yaklaştıkça azalacağından kademeli bir azalma olacak. Bu durumda ortaya nasıl bir görüntü çıkabilir?

quote:

Orijinalden alıntı: bahtiyar0011

speedy haddim olmayarak infrometrenin çalışma prensibini yanlış anlamış olabileceğini düşünüyorum
ışık tüm yol boyunca dalga boyunu değiştirmiyor, tarkus un dediği gibi mesafenin uzayıp kısalması sonucu iki kaynak arasında faz farkı(girişm) oluşuyor
yani alıcımıza ışık düştüğü andaki dalga boyu farklı ölçülüyor

birde kütle çekimi altındaki ışığa uzaktan(kütle çekiminden etkilenmeyecek) bakan gözlemcinin ışık hızını daha yavaş ölçececğini söylüyorsun ki bu benim bildiğime göre yanlış

fizik bilgim seninki kadar değil ama öyle düşünüyorum
seni yanlış anlamış yada yanlış biliyor olabilirim

quote:

Orijinalden alıntı: bahtiyar0011

uzay zaman akışı diye bir kavramı hiç duymadım
sana brian green in kitabından birşey aktarıyım
"klasik fizik uzayın ve zamanın ayrı ayrı mutlak olduğunu söylerken, izafiyet teorisi uzay-zaman'ın mutlak olduğunu söyler, her gözlemcinin ayrı bir uzay-zaman'ı vardır"
bu cümleler aklımda kalanlar

maddeden dışarıya doğru fışkıran bir uzay-zaman fikrini daha önce hiç duymadım

eğer kastettiğin "güneş sistemimiz uzayda hareket ettiğinden dolayı uzay-zamanı dalgalandırıyor ve diğer cisimlerin kütle çekim dalgalarını bu dalga kesiyor" ise bu yanlış bir fikir olur çünkü dalgalar birbiri içinden etkilenmeden geçebilirler
ölçüm yaptığın noktada iki dalganın üst üste binmesini ölçersin ki buda sana doğru gelen bir dalga olduğunda yaptığın ölçümü etkileyeceği için gelen dalgayı algılamış olursun
ayrıca bu dalagalar ışık hızında hareket ettiğine göre maddeden böyle bir uzay-zaman fışkırması olsa başka bir cisimden gelen ışığıda algılayamazdık
halbuki gözümüze ışık geliyor

quote:

Orijinalden alıntı: speedy_

quote: Orijinalden alıntı: bahtiyar0011 speedy haddim olmayarak infrometrenin çalışma prensibini yanlış anlamış olabileceğini düşünüyorum ışık tüm yol boyunca dalga boyunu değiştirmiyor, tarkus un dediği gibi mesafenin uzayıp kısalması sonucu iki kaynak arasında faz farkı(girişm) oluşuyor yani alıcımıza ışık düştüğü andaki dalga boyu farklı ölçülüyor birde kütle çekimi altındaki ışığa uzaktan(kütle çekiminden etkilenmeyecek) bakan gözlemcinin ışık hızını daha yavaş ölçececğini söylüyorsun ki bu benim bildiğime göre yanlış fizik bilgim seninki kadar değil ama öyle düşünüyorum seni yanlış anlamış yada yanlış biliyor olabilirim

rica ederim tabiki de ben de yanlış anlamış olabilirim. ayrıca fiziği çok iyi bildiğimi söylemiyorum sadece konu üzerine çok düşünüyorum.
konuya gelirsek, interferometre nin çalışması ile ilgili kütle çekim etkisi ile bacakların birinde kısalma olması gerektiğini biliyorum ben sadece deney sırasında bu kısalmanın hesaplanamayacağını, bu etkinin ışık üzerindeki dalga boyu farkının ölçülebileceğini söylemiştim. zaten siz de asıl ölçülenin bu dalga boyu farkı olduğunu yazmışsınız. ayrıca kanımca bu etki hiçbir zaman ölçülemeyecek çünkü dış uzaydan gelen kütle çekim dalgaları güneş sistemi başta olmak üzere dünyanın kütle çekim alanına takılıp yok oluyor. bunu da kütlenin merkezinden uzaya devamlı akış halinde olan uzay-zaman gibi düşünün dolayısıyla akış istikametinin tersi yönde gelen dalga akışı aşıp bize ulaşamıyor.
diğer konu,dışardan bakan gözlemci , aynen bir balığın akan bir derenin tersi yönde yüzmeye çalışması gibi ışığın da kütle çekim merkezine doğru zorlandığını düşünüyorum bu sebeple hızı düşüyor dalga boyu mora kayıyor.(sıkışıyor) başka bir anlatım yöntemiyle hızlı giden bir cisme arkadan yaklaşan ışık cismi geçerken cisme göre nasıl hareket ediyorsa (dışardan bakan için) kütle çekim merkezine doğru giden ışık da aynı şekilde davranır. sanki kütle çekim merkezinden dışa doğru uzay-zaman akışı var gibi...

quote:

Orijinalden alıntı: Tarkus

quote: Orijinalden alıntı: speedy_ quote: Orijinalden alıntı: bahtiyar0011 speedy haddim olmayarak infrometrenin çalışma prensibini yanlış anlamış olabileceğini düşünüyorum ışık tüm yol boyunca dalga boyunu değiştirmiyor, tarkus un dediği gibi mesafenin uzayıp kısalması sonucu iki kaynak arasında faz farkı(girişm) oluşuyor yani alıcımıza ışık düştüğü andaki dalga boyu farklı ölçülüyor birde kütle çekimi altındaki ışığa uzaktan(kütle çekiminden etkilenmeyecek) bakan gözlemcinin ışık hızını daha yavaş ölçececğini söylüyorsun ki bu benim bildiğime göre yanlış fizik bilgim seninki kadar değil ama öyle düşünüyorum seni yanlış anlamış yada yanlış biliyor olabilirim rica ederim tabiki de ben de yanlış anlamış olabilirim. ayrıca fiziği çok iyi bildiğimi söylemiyorum sadece konu üzerine çok düşünüyorum. konuya gelirsek, interferometre nin çalışması ile ilgili kütle çekim etkisi ile bacakların birinde kısalma olması gerektiğini biliyorum ben sadece deney sırasında bu kısalmanın hesaplanamayacağını, bu etkinin ışık üzerindeki dalga boyu farkının ölçülebileceğini söylemiştim. zaten siz de asıl ölçülenin bu dalga boyu farkı olduğunu yazmışsınız. ayrıca kanımca bu etki hiçbir zaman ölçülemeyecek çünkü dış uzaydan gelen kütle çekim dalgaları güneş sistemi başta olmak üzere dünyanın kütle çekim alanına takılıp yok oluyor. bunu da kütlenin merkezinden uzaya devamlı akış halinde olan uzay-zaman gibi düşünün dolayısıyla akış istikametinin tersi yönde gelen dalga akışı aşıp bize ulaşamıyor. diğer konu,dışardan bakan gözlemci , aynen bir balığın akan bir derenin tersi yönde yüzmeye çalışması gibi ışığın da kütle çekim merkezine doğru zorlandığını düşünüyorum bu sebeple hızı düşüyor dalga boyu mora kayıyor.(sıkışıyor) başka bir anlatım yöntemiyle hızlı giden bir cisme arkadan yaklaşan ışık cismi geçerken cisme göre nasıl hareket ediyorsa (dışardan bakan için) kütle çekim merkezine doğru giden ışık da aynı şekilde davranır. sanki kütle çekim merkezinden dışa doğru uzay-zaman akışı var gibi...

Merhabalar,

Bildiğim kadarıyla buradaki gözlemler red/blue shift ile değil tamamen kovuk (cavity) boylarının değişmesi sayesinde gerçekleşiyor. Zaten dalgaboyu 1 mikron olduğu için (10^-6 metre) çok ufak değişimler rahatça farkedilebilir. Bir de tabi interferometrenin kolları oldukça uzun. Ben de optik sistemlerle alakalı bir laboratuvarda araştırma yaptığım için biraz tuhaf geldi dalgaboyu değişimini gözlemlemek. Böyle bir durumda spektrometre daha faydalı olurdu. Bunun yerine Lorentz contraction'dan faydalanmak çok daha mantıklı. Bir de sistem bir kütleçekimi dalgasına maruz kalıp red shift veya blue shift gösterdiği zaman sistemdeki tüm lazer aynı kaymaya ığrayacağından ölçümlerde bir şey farketmek imkansız hale gelir. Zaten interferometreler genelde faz farkı ölçmek üzerine kullanılır. Ama Lorentz contraction durumunda genelde bacaklar sistemin hareket yönüne bağlı olarak sadece hareket yönüne paralel komponentlerde sıkışma gösterir. Böylece rahatça bir faz farkı görebilirsiniz. Sistem üzerinde biraz daha detay istersenizhttp://www.ligo.caltech.edu/docs/G/G030024-00.pdf adresinden LIGO üzerine bilgi edinebilirsiniz. Akademik bir iki kaynak daha bakıp yollamak istiyorum ama şu an üniversitede değilim. Pazartesi günü isterseniz birkaç makale tavsiye edebilirim.

Saygılarımla