Çin’den “Ay saati”: Einstein’ın teorisine yeni kanıt

Einstein’ın görelilik teorisinin gösterdiği üzere kütleçekim veya yerçekimi, uzay-zaman dokusunu büküyor.

Bu nedenle zaman, evrenin her yerinde aynı şekilde işlemiyor. Bir nesnenin hızı ve yakınındaki cisimlerin kütleçekim kuvveti zamanın ilerlemesini etkiliyor.

Kütleçekim kuvveti arttıkça zaman daha yavaş akarken, nesneyi çeken kuvvet azalınca zaman hızlanıyor. Örneğin bir dağın tepesinde zamanın daha hızlı geçmesinin nedeni de bu.

Ay’ın kütlesi ve buna bağlı olarak kütleçekim kuvveti Dünya’dan daha düşük olduğu için zaman uyduda farklı ilerliyor. Ay’daki bir gözlemci için Dünya merkezli bir saat, her Dünya gününde 58,7 mikrosaniye kaybediyor.

58,7 mikrosaniye önemsiz bir fark gibi görünse de Ay görevlerinde kritik önem taşıyor. Modern uzay araçları GPS’e benzer sistemlerle çalışıyor. Bu sistemler, bir radyo sinyalinin bir uydudan bir alıcıya ulaşması için geçen süreyi ölçerek konumu hesaplıyor. Küçük bir zamanlama hatası, iniş aracının konumunu kilometrelerce saptırabilir.

Bugüne kadar Ay’a kısa süreliğine ve nadir gidildiği için bu durum ciddi bir sorun arz etmedi. Ancak uyduya yapılan ziyaretlerin artması beklendiğinden zamanı daha doğru hesaplayacak araçlara ihtiyaç var.

Nankin’deki Mor Dağ Gözlemevi ve Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacılar, Ay zamanını ölçen, dünyanın kullanıma hazır ilk yazılımını geliştirdi.

Bilim insanları Ay’ın hareketine ilişkin hassas verileri kullanarak uyduyla Dünya arasındaki zaman farkının değişimini izleyerek işe başladı.

Ardından bu hesaplamaları, süreci otomatikleştiren bir yazılım paketine entegre ettiler. Bu sayede kullanıcılar, karmaşık hesaplamaları yapmaya gerek kalmadan iki gökcisminin zamanını doğrudan karşılaştırabiliyor.

Bulguları hakemli dergi Astronomy & Astrophysics’te yayımlanan çalışmaya göre yazılım, bin yıl sonra bile nanosaniye hassasiyetinde doğruluğunu koruyacak.

Bulgular, uzay-zaman dokusunun kütleçekimden etkilendiğini gösteren görelilik teorisini yüksek hassasiyetli ölçümlerle güçlü bir şekilde kanıtlıyor.

Araştırmacılar, bu teoriye dayanak geliştirdikleri Ay Saati Efemerisi (Lunar Time Ephemeris / LTE440) adlı modelin, gerçek uygulamalarda navigasyon sağlamadan önce daha fazla geliştirilmeye ihtiyaç duyduğunu söylüyor.

Ay, uzay araçları ve insanlarla doldukça bu tür navigasyon araçları da daha önemli olacak.

NASA, Ay’a 1972’den beri ilk kez düzenlenecek insanlı uçuşun roketini önceki günlerde fırlatma rampasına yerleştirmişti. Artemis II görevi kapsamında atılacak roketin en erken 6 Şubat’ta fırlatılması beklenirken, bu tarih nisana kadar uzayabilir.