semaver
New member
Evren neyden yapılmıştır? Bu soru yüzlerce yıldır gökbilimcileri rahatsız ediyor.
Geçtiğimiz çeyrek yüzyıl boyunca bilim insanları, sizi, beni, Dünya'yı ve görebildiğimiz neredeyse her şeyi oluşturan atomlar ve moleküller gibi “normal” maddenin evrenin yalnızca %5'ini oluşturduğunu savundular.
Diğer %25'lik kısım ise göremediğimiz ancak yerçekimi yoluyla normal maddeyi nasıl etkilediğini tespit edebildiğimiz bilinmeyen bir madde olan “karanlık madde”ye karşılık gelir. Ve evrenin geri kalan %70'i “karanlık enerjiden” oluşuyor. 1998 yılında keşfedilen, evrenin giderek artan bir hızla genişlemesine neden olduğuna inanılan, bilinmeyen bir enerji türüdür.
Astronomical Journal'da yayınlanacak yeni bir çalışmada, karanlık enerjinin özelliklerini her zamankinden daha ayrıntılı olarak ölçtük. Sonuçlarımız, bunun ilk olarak Einstein tarafından öne sürülen varsayımsal bir boşluk enerjisi olabileceğini, hatta zamanla değişen daha tuhaf ve daha karmaşık bir şey olabileceğini gösteriyor.
Karanlık enerji nedir?
Einstein bir asırdan fazla bir süre önce Genel Görelilik Teorisini geliştirdiğinde, denklemlerinin evrenin genişliyor ya da küçülüyor olması gerektiğini gösterdiğini kısa sürede fark etti. Bu ona yanlış göründü, bu yüzden yerçekimi kuvvetini dengelemek ve evreni statik tutmak için bir “kozmolojik sabit” (boş uzayda bulunan bir tür enerji) ekledi.
Daha sonra Henrietta Swan Leavitt ve Edwin Hubble'ın çalışmaları evrenin genişlediğini gösterdiğinde Einstein kozmolojik sabiti ortadan kaldırdı ve bunu “en büyük hatası” olarak nitelendirdi.
Ancak 1998'de iki araştırmacı ekibi evrenin genişlemesinin hızlandığını keşfetti. Bu, Einstein'ın kozmolojik sabitine çok benzer bir şeyin, şu anda karanlık enerji dediğimiz şeyin var olabileceği anlamına geliyor.
O zamandan beri karanlık enerjinin doğasını ölçmek için süpernovaları ve diğer sondaları kullandık. Şu ana kadar bu sonuçlar evrendeki karanlık enerjinin yoğunluğunun sabit göründüğünü gösterdi.
Bu, evren büyüse bile karanlık enerjinin gücünün aynı kalacağı anlamına gelir. Başka bir deyişle, evren büyüdükçe daha fazla yayılmıyor gibi görünüyor. Gerçekten de Einstein'ın kozmolojik sabiti w'yi -1 olarak belirledi ve önceki gözlemler bunun aşağı yukarı doğru olduğunu ileri sürdü.
Kozmik bir ölçüm çubuğu olarak yıldızların patlaması
Evreni ve onun büyüme hızını nasıl ölçebiliriz? Elimizde çok büyük şerit metreler veya dev teraziler yok, bunun yerine “standart mumlar” kullanıyoruz: uzaydan gelen, parlaklığını bildiğimiz nesneler.
Gece olduğunu ve birkaç lamba direğinin olduğu uzun bir yolda durduğunuzu hayal edin. Bu direklerin hepsi aynı ampule sahiptir ancak uzaktakiler yakındakilere göre daha sönüktür.
Küçük bir yıldız, çok daha büyük olanın malzemesini yudumluyor.
Tip Ia süpernovada beyaz cüce, patlamadan önce yavaş yavaş komşu yıldızdan kütle çeker. NASA/JPL-Caltech, CC BY
Bunun nedeni ışığın mesafeyle orantılı olarak azalmasıdır. Ampulün gücünü bilirsek ve ne kadar parlak göründüğünü ölçebilirsek ışıklı direğe olan mesafeyi hesaplayabiliriz.
Gökbilimcilere göre yaygın bir kozmik ampul, Ia tipi süpernova adı verilen patlayan bir yıldız türüdür. Bunlar genellikle komşu bir yıldızdan madde emen ve Güneşimizin kütlesinin 1,44 katına ulaşana kadar büyüyen ve bu noktada patlayan beyaz cüce yıldızlardır. Patlamanın ne kadar çabuk söndüğünü ölçerek parlaklığını ve dolayısıyla bizden ne kadar uzakta olduğunu belirleyebiliriz.
Karanlık enerji üzerine çalışma
Karanlık Enerji Araştırması, karanlık enerjiyi ölçmeye yönelik şimdiye kadarki en büyük çabadır. Çeşitli kıtalardan 400'den fazla bilim insanı, güney gökyüzünün belirli kısımlarını tekrar tekrar gözlemlemek için neredeyse on yıldır birlikte çalışıyor.
Tekrarlanan gözlemler, yeni yıldızların patlaması gibi değişiklikleri aramamıza olanak tanır. Ne kadar sık gözlemlenirse bu değişiklikler o kadar iyi tespit edilebilir. Arama alanı ne kadar büyük olursa, o kadar fazla süpernova bulabiliriz.
Karanlık enerjinin varlığını gösteren ilk sonuçlar yalnızca buna dayanıyordu. birkaç düzine süpernova. Karanlık Enerji Araştırması'nın en son sonuçlarında yaklaşık 1.500 patlayan yıldız kullanılıyor ve bu da çok daha fazla hassasiyet sağlıyor.
Cerro-Tololo Inter-American Gözlemevi'ndeki (Şili) 4 metrelik Blanco Teleskobuna takılan özel bir kamerayı kullanan çalışmamız, farklı türde binlerce süpernova tespit etti. Hangilerinin Tip Ia (mesafeleri ölçmemiz gereken tip) olduğunu bulmak için Yeni Güney Galler'deki Siding Spring Gözlemevi'ndeki 4 metrelik Anglo-Avustralya Teleskobunu kullandık.
Arka planda yıldızlı gökyüzü ile kırmızı renkte aydınlatılmış bir gözlemevi binasının fotoğrafı.
Cerro Tololo Inter-American Gözlemevi'nin Karanlık Enerji Araştırması tarafından kullanılan 4 metrelik teleskopu. Reidar Hahn / Fermilab, CC BY
Anglo-Avustralya Teleskobu, süpernovalardan gelen ışığın renklerini ayrıştıran ölçümler yaptı. Bu, patlamanın ayrı ayrı unsurlarının “parmak izini” görmemizi sağlar.
Tip Ia süpernovaları, hidrojen ve silikonun bulunmaması gibi bazı benzersiz özelliklere sahiptir. Yeterli sayıda süpernova ile makine öğrenimi, binlercesini verimli bir şekilde sınıflandırmamıza olanak sağladı.
Kozmolojik sabitten daha karmaşık
Son olarak, on yılı aşkın bir çalışmanın ve yaklaşık 1.500 tip Ia süpernovanın incelenmesinin ardından, Karanlık Enerji Araştırması, w'nin yeni ve daha iyi bir ölçümünü üretti. w = -0,80 ± 0,18'i buluyoruz, yani -0,62 ile -0,98 arasındadır.
Bu çok ilginç bir sonuçtur. -1'e yakın ama tam olarak orada değil. Kozmolojik sabit veya boş uzayın enerjisi olması için tam olarak -1'e eşit olması gerekir.
Bu bizi nereye bırakıyor? Karanlık enerjinin daha karmaşık bir modelinin gerekli olabileceği düşüncesiyle, belki de bu gizemli enerjinin evrenin yaşamı boyunca değiştiği bir model.
Bu yazı 'The Conversation'da yayımlandı.
Geçtiğimiz çeyrek yüzyıl boyunca bilim insanları, sizi, beni, Dünya'yı ve görebildiğimiz neredeyse her şeyi oluşturan atomlar ve moleküller gibi “normal” maddenin evrenin yalnızca %5'ini oluşturduğunu savundular.
Diğer %25'lik kısım ise göremediğimiz ancak yerçekimi yoluyla normal maddeyi nasıl etkilediğini tespit edebildiğimiz bilinmeyen bir madde olan “karanlık madde”ye karşılık gelir. Ve evrenin geri kalan %70'i “karanlık enerjiden” oluşuyor. 1998 yılında keşfedilen, evrenin giderek artan bir hızla genişlemesine neden olduğuna inanılan, bilinmeyen bir enerji türüdür.
Astronomical Journal'da yayınlanacak yeni bir çalışmada, karanlık enerjinin özelliklerini her zamankinden daha ayrıntılı olarak ölçtük. Sonuçlarımız, bunun ilk olarak Einstein tarafından öne sürülen varsayımsal bir boşluk enerjisi olabileceğini, hatta zamanla değişen daha tuhaf ve daha karmaşık bir şey olabileceğini gösteriyor.
Karanlık enerji nedir?
Einstein bir asırdan fazla bir süre önce Genel Görelilik Teorisini geliştirdiğinde, denklemlerinin evrenin genişliyor ya da küçülüyor olması gerektiğini gösterdiğini kısa sürede fark etti. Bu ona yanlış göründü, bu yüzden yerçekimi kuvvetini dengelemek ve evreni statik tutmak için bir “kozmolojik sabit” (boş uzayda bulunan bir tür enerji) ekledi.
Daha sonra Henrietta Swan Leavitt ve Edwin Hubble'ın çalışmaları evrenin genişlediğini gösterdiğinde Einstein kozmolojik sabiti ortadan kaldırdı ve bunu “en büyük hatası” olarak nitelendirdi.
Ancak 1998'de iki araştırmacı ekibi evrenin genişlemesinin hızlandığını keşfetti. Bu, Einstein'ın kozmolojik sabitine çok benzer bir şeyin, şu anda karanlık enerji dediğimiz şeyin var olabileceği anlamına geliyor.
O zamandan beri karanlık enerjinin doğasını ölçmek için süpernovaları ve diğer sondaları kullandık. Şu ana kadar bu sonuçlar evrendeki karanlık enerjinin yoğunluğunun sabit göründüğünü gösterdi.
Bu, evren büyüse bile karanlık enerjinin gücünün aynı kalacağı anlamına gelir. Başka bir deyişle, evren büyüdükçe daha fazla yayılmıyor gibi görünüyor. Gerçekten de Einstein'ın kozmolojik sabiti w'yi -1 olarak belirledi ve önceki gözlemler bunun aşağı yukarı doğru olduğunu ileri sürdü.
Kozmik bir ölçüm çubuğu olarak yıldızların patlaması
Evreni ve onun büyüme hızını nasıl ölçebiliriz? Elimizde çok büyük şerit metreler veya dev teraziler yok, bunun yerine “standart mumlar” kullanıyoruz: uzaydan gelen, parlaklığını bildiğimiz nesneler.
Gece olduğunu ve birkaç lamba direğinin olduğu uzun bir yolda durduğunuzu hayal edin. Bu direklerin hepsi aynı ampule sahiptir ancak uzaktakiler yakındakilere göre daha sönüktür.
Küçük bir yıldız, çok daha büyük olanın malzemesini yudumluyor.
Tip Ia süpernovada beyaz cüce, patlamadan önce yavaş yavaş komşu yıldızdan kütle çeker. NASA/JPL-Caltech, CC BY
Bunun nedeni ışığın mesafeyle orantılı olarak azalmasıdır. Ampulün gücünü bilirsek ve ne kadar parlak göründüğünü ölçebilirsek ışıklı direğe olan mesafeyi hesaplayabiliriz.
Gökbilimcilere göre yaygın bir kozmik ampul, Ia tipi süpernova adı verilen patlayan bir yıldız türüdür. Bunlar genellikle komşu bir yıldızdan madde emen ve Güneşimizin kütlesinin 1,44 katına ulaşana kadar büyüyen ve bu noktada patlayan beyaz cüce yıldızlardır. Patlamanın ne kadar çabuk söndüğünü ölçerek parlaklığını ve dolayısıyla bizden ne kadar uzakta olduğunu belirleyebiliriz.
Karanlık enerji üzerine çalışma
Karanlık Enerji Araştırması, karanlık enerjiyi ölçmeye yönelik şimdiye kadarki en büyük çabadır. Çeşitli kıtalardan 400'den fazla bilim insanı, güney gökyüzünün belirli kısımlarını tekrar tekrar gözlemlemek için neredeyse on yıldır birlikte çalışıyor.
Tekrarlanan gözlemler, yeni yıldızların patlaması gibi değişiklikleri aramamıza olanak tanır. Ne kadar sık gözlemlenirse bu değişiklikler o kadar iyi tespit edilebilir. Arama alanı ne kadar büyük olursa, o kadar fazla süpernova bulabiliriz.
Karanlık enerjinin varlığını gösteren ilk sonuçlar yalnızca buna dayanıyordu. birkaç düzine süpernova. Karanlık Enerji Araştırması'nın en son sonuçlarında yaklaşık 1.500 patlayan yıldız kullanılıyor ve bu da çok daha fazla hassasiyet sağlıyor.
Cerro-Tololo Inter-American Gözlemevi'ndeki (Şili) 4 metrelik Blanco Teleskobuna takılan özel bir kamerayı kullanan çalışmamız, farklı türde binlerce süpernova tespit etti. Hangilerinin Tip Ia (mesafeleri ölçmemiz gereken tip) olduğunu bulmak için Yeni Güney Galler'deki Siding Spring Gözlemevi'ndeki 4 metrelik Anglo-Avustralya Teleskobunu kullandık.
Arka planda yıldızlı gökyüzü ile kırmızı renkte aydınlatılmış bir gözlemevi binasının fotoğrafı.
Cerro Tololo Inter-American Gözlemevi'nin Karanlık Enerji Araştırması tarafından kullanılan 4 metrelik teleskopu. Reidar Hahn / Fermilab, CC BY
Anglo-Avustralya Teleskobu, süpernovalardan gelen ışığın renklerini ayrıştıran ölçümler yaptı. Bu, patlamanın ayrı ayrı unsurlarının “parmak izini” görmemizi sağlar.
Tip Ia süpernovaları, hidrojen ve silikonun bulunmaması gibi bazı benzersiz özelliklere sahiptir. Yeterli sayıda süpernova ile makine öğrenimi, binlercesini verimli bir şekilde sınıflandırmamıza olanak sağladı.
Kozmolojik sabitten daha karmaşık
Son olarak, on yılı aşkın bir çalışmanın ve yaklaşık 1.500 tip Ia süpernovanın incelenmesinin ardından, Karanlık Enerji Araştırması, w'nin yeni ve daha iyi bir ölçümünü üretti. w = -0,80 ± 0,18'i buluyoruz, yani -0,62 ile -0,98 arasındadır.
Bu çok ilginç bir sonuçtur. -1'e yakın ama tam olarak orada değil. Kozmolojik sabit veya boş uzayın enerjisi olması için tam olarak -1'e eşit olması gerekir.
Bu bizi nereye bırakıyor? Karanlık enerjinin daha karmaşık bir modelinin gerekli olabileceği düşüncesiyle, belki de bu gizemli enerjinin evrenin yaşamı boyunca değiştiği bir model.
Bu yazı 'The Conversation'da yayımlandı.