Karanlık enerji zamanla değişebilir

Mike Wall

Karanlık enerji, görünüşte gökbilimcilerin düşündüğünden bile daha gizemli.

Bilim insanları, evrenin genişlemesinin gittikçe hızlandığına ilişkin şaşkınlık verici keşiflerini açıklamak için, ilk olarak yirmi yıl önce bu görünmez gücün varlığını öne sürmüşlerdi. (Şaşırtıcı ve inanılmaz derecede önemli bu keşif, 2011 yılında üç araştırmacıya Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı.)

KARANLIK ENERJİ ‘KOZMOLOJİK SABİT’ DEĞİLDİR

Evrenin yapısı ve evrimine ilişkin en sık kullanılan astrofiziksel model, karanlık enerjiyi sabit olarak kabul eder. Gerçekten de, birçok gökbilimci, Einstein’ın 1917’de yayınladığı genel görelilik teorisinin bir parçası olarak gösterdiği kozmolojik sabitin var olduğuna inanıyordu.

Ancak, ‘kuasar’ adıyla bilinen devasa ve aşırı parlak kara delikler hakkında yapılan yeni bir araştırma, karanlık enerjinin kozmolojik sabit ya da herhangi bir sabit olarak görülmesinin hatalı bir yaklaşım olduğunu gösteriyor; araştırma ekibi üyeleri, bu evrensel gücün, evrenin 13.8 milyar yıl önce gerçekleşen doğumundan bu yana değişiyor olabileceğini ifade ediyorlar.

İtalya’daki Floransa Üniversitesi’nden araştırma başyazarı Guido Risaliti, verdiği bir demeçte “Büyük Patlama’dan yalnızca bir milyar yıl sonraya döndüğümüzde kuasarların oluşmuş olduğunu gördük ve evrenin günümüze kadarki genişlemesinin beklenenden daha hızlı olduğunu tespit ettik,” diyor. “Bu durum, kozmos büyüdükçe karanlık enerjinin güçleneceği anlamına gelebilir.”

Bir sanatçının kuasar temsili ve bu süper nesnelerden ikisinin NASA Chandra X-ışını Gözlemevi tarafından yapılan gözlemlerde elde edilen (küçük karelerde görünen) fotoğrafları. Görsel: G.Risaliti ve E.Lusso / Fotoğraflar: NASA / CXC / M.Weiss; X-ışını görüntüsü: NASA / CXC / Floransa Üniversitesi.

Kuasarlar, galaksilerin merkezinde hızla büyüyen süper kütleli kara deliklerdir. Kuasarların akıl almaz derecedeki parlaklığı -evrendeki en parlak nesnelerdir- karadeliklerin etrafında dönen materyal disklerinden kaynaklanır. Bu hızla dönen disklerin bazıları, yakında bulunan sıcak gaz bulutlarındaki elektronlara çarpan büyük miktarda ultraviyole (UV) ışığı üretir. Bu tür etkileşimler, UV ışınımını X-ışını seviyelerine yükselterek, yüksek enerjili ışığın birden fazla dalga boyunda güçlü bir ışıma meydana getirir.

İKİ IŞIK TÜRÜNÜN İLİŞKİSİ GERÇEĞİ ORTAYA ÇIKARDI

İngiltere’deki Durham Üniversitesi’nden Risaliti ve araştırmanın ortak yazarı Elisabetta Lusso, bu iki ışık türü arasındaki bağıntı sayesinde bir kuasarla aramızdaki uzaklığı belirleyebiliyorlar. İki bilim insanı yeni çalışmalarında, yaklaşık 1600 kuasar üzerinde bu bağıntıyı inceledi. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’ni ve Avrupa Uzay Ajansı’nın XMM-Newton uzay aracını kuasarların X-ışını salımlarını gözlemlemek ve yer tabanlı Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması’nı nesnelerin UV çıktılarını incelemek amacıyla kullandılar.

Risaliti ve Lusso, birçok kuasarın inanılmaz düzeyde uzak olduğunu saptadı. Mesela, bunlardan en uzak olanı, Büyük Patlama’dan yalnızca 1.1 milyar yıl sonra kozmosun içine büyük miktarda ışık patlamaları yolluyordu.

Evrenin genişleme oranına ilişkin -1990’ların sonunda karanlık enerji kavramını bilim dünyasına tanıtan çalışmalar da dahil olmak üzere- önceki çalışmalar, çoğunlukla “standart mumlar” olarak adlandırılan süpernova patlamalarının takip edilmesine dayanıyordu. Araştırmacılar, gerçek parlaklığı bilinen bu nesnelere olan uzaklığı tespit ettiler ve ışıklarının ne kadar “kırmızıya kaydığını” (daha uzun dalga boylarına yayıldığını) inceleyerek Dünya’ya göre ne kadar hızlı hareket ettiklerini belirlediler.

YENİ TEKNİK ÇOK DAHA FAZLA GÖZLEM İMKÂNI SAĞLIYOR

Süpernovalar, dramatik ve güçlü olsalar da kuasarlardan çok daha az parlaktır ve bu yüzden çok uzak mesafelerden gözlemlenemezler. Bu sebeple, yeni çalışma, araştırmacılara evrenin genişlemesini daha geniş bir zaman diliminde değerlendirmek için kullanılabilecek başka bir ‘standart mum’ veriyor.

Bunun yanında, Risaliti ve Lusso bazı süpernova ölçümlerine de göz attı.

Lusso, “Bu yeni bir teknik olduğu için, bu yöntemin bize güvenilir sonuçlar sunduğunu göstermek amacıyla fazladan adımlar attık,” diyor. “Tekniğimizden elde edilen sonuçların, son 9 milyar yılda gerçekleşen süpernovalara ilişkin ölçümlerden elde edilen sonuçlarla eşleştiğini gösterdik ve böylece daha önceki zamanlarda elde edilen sonuçların da güvenilir olduğundan emin olduk.”

Uzayda faaliyet gösteren Chandra X-ray Gözlemevi, karanlık enerjiyi anlama arayışında bir kara deliğin dönüş hızını belirlemek amacıyla PSS 0955+5940 adlı cismin bir X-ışını görüntüsünü yakaladı. Görsel: NASA / CXC / Floransa Üniversitesi / G. Risaliti ve E. Lusso.

Yeni ulaşılan sonuçlar, yakınlardaki süpernovalar üzerinde daha önce yapılan bazı gözlemlerle nispeten tutarlı. Önceki çalışma, yeni oluşan evrene kıyasla (Büyük Patlama’dan geriye kalan antik ışıktan, yani kozmik mikrodalga arka plan ölçümlerinden elde edildiği üzere), açık biçimde hızlanan bir genişleme oranı saptanmıştı.

Risaliti, “Bazı bilim insanları, karanlık enerjinin gücünün artması olasılığını da içeren bu tutarsızlığı açıklamak amacıyla yeni bir fizik anlayışına ihtiyaç olabileceğini ifade ettiler,” diyor. “Yeni sonuçlarımız da bu öneriyle aynı fikri paylaşıyor.”

Araştırma, 28 Ocak Pazartesi günü Nature Astronomy dergisinde çevrimiçi olarak yayınlandı. Ayrıca ArXiv.org adlı çevrimiçi yayın sitesinden de erişebilirsiniz.

* Yazının aslı Live Science sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)