Uluslararası bir astrofizik ekibi, en gelişmiş teknoloji ve teknikleri yeni bir yaklaşımla kullanarak evrenin en temel yasalarından birini yeniden ölçtü.

8 Kasım’da hakemli bilim dergisi The Astrophysical Journal’da yayımlanan ve dünyanın farklı coğrafyalarından 10 bilim insanının imzasını taşıyan yeni makalede, evrenin genişleme hızını ifade eden Hubble sabitinin yeni ölçümlerine yer verildi. Clemson Üniversitesi’nin haberine göre üniversitenin fizik ve astronomi bölümünden doçent doktor Marco Ajello, “Kozmoloji evrenimizin evrimini kavramakla ilgilidir, geçmişte nasıl evrimleşti, şu anda ne yapıyor ve gelecekte neler olacak?” diye konuştu:

“Bilgilerimiz mümkün olduğunca hassas ölçmeye çalıştığımız (Hubble Sabiti’nin de içinde yer aldığı) bir takım parametreye dayanıyor. Bu makalede, hem yörüngedeki hem de yer merkezli teleskoplardan elde edilen verileri analiz eden ekibimiz, evrenin ne kadar çabuk genişlediğine dair şimdiye kadarki en yeni ölçümlerden birini ortaya koydu.”

Hubble Uzay Teleskobu’na da ismini veren ABD’li astronom Edwin Hubble (1889-1953), genişleyen evren fikrini ilk geliştiren bilim insanıydı. 20. yüzyılın başlarında çok sayıda galaksi bulunduğunu savunan ilk bilim insanlarından olan Hubble, yürüttüğü bir araştırmayla en ünlü keşfini yaptı: Galaksiler, aralarındaki mesafeyle orantılı olarak birbirinden uzaklaşıyordu. Yani, birbirinden daha uzak galaksilerin uzaklaşma hızları da daha yüksek oluyordu.

Hubble başlangıçta genişleme hızının her megaparseklik mesafe artışının saniyede 500 kilometrelik hız artışına karşılık geldiğini hesaplamıştı. Böylece aralarında 2 megaparsek uzaklık bulunan galaksilerin, aralarında 1 megaparsek olanlara göre birbirlerinden 2 kat daha hızlı uzaklaşacağı sonucuna vardı. Bu gözlem evrenin genişlediğini ilk kez kanıtlarken, Hubble’ın hesapladığı değer Hubble Sabiti ismiyle tarihe geçti.

Astronomlar o günden bu yana bu değeri daha iyi hesaplayarak düzeltmeye devam ediyor. Hızla gelişen teknoloji sayesinde ilk hesaplamalar ciddi oranda değişti. Genişleme hızı hesaplamaları bugün (büyük miktarda azaldı), megaparsek uzaklık başına saniyede 50’yle 100 kilometre aralığında değişiyor. Son on yılda Plank Uzay Teleskobu gibi son derece komplike cihazlarla ölçümlerin keskinliği artırılıyor.

Yeni makaledeyse araştırmacılar, Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu’nu ve yeryüzündeki Atmosferik Cherenkov Teleskoplarını (IACT) elde edilen en güncel gama ışını zayıflama verilerini karşılaştırarak ve galaksi dışı arkaplan ışıması modellerini kullanarak hesaplamalarını yaptı. Bu yeni yaklaşımla yaklaşık her megaparsek mesafe için saniyede 67,5 kilometrelik bir hız hesaplandı.

Gama ışınları, ışığın (elektromanyetik dalgaların) en yüksek enerjili biçimidir. Galaksi dışı arkaplan ışıması (Extragalactic background light, EBL) yıldızların yaydığı morötesi, görülebilir ve kızıl ötesi tüm ışıkların bir arada bulunduğu bir tür kozmik sise benzetilebilir. Gama ışınlarının EBL’yle etkileşime girdiği yerlerde bu sis kısmi olarak dağılıyor ve bu bilim insanlarına analizlerinde kullanabilecekleri gözlemlenebilir izler bırakmış oluyor.

Clemson Üniversitesi’nden fizik ve astronomi profesörü Dieter Hartmann, “Astronomi camiası, tüm farklı parametrelerle birlikte daha kesin kozmoloji ölçümleri yapmak için çok büyük miktarda para ve kaynak yatırıyor, Hubble Sabiti de bunlardan biri” diye konuştu:

“Bu temel sabitleri kavrayışımız, şu anda bildiğimiz şekliyle evreni tanımlıyor. Yasaları kavrayışımız daha fazla hassaslaştıkça, evreni tanımlayışımız da daha kesin hale gelecek. Bu da yeni kavrayışlara ve keşiflere öncülük edecek.”

Evrenin genişleyişine dair en yaygın analojilerden biri, üzerinde noktalar bulunan bir balon. Bu noktaların her biri bir galaksiyi temsil ediyor ve balon şiştikçe bu noktalar birbirinden gittikçe uzaklaşıyor.

Clemson Üniversitesi’nde yüksek lisans yapan, araştırma asistanı Desai, “Bazıları balonun zamanda belirli bir noktaya kadar şişeceğini ve ardından tekrar çökeceğini kuramsallaştırır. Ancak en yaygın kanı Evren’in her şey birbirinden çok uzak oluncaya ve gözlemlenebilir hiçbir ışık kalmayana dek genişlemeye devam edeceği yönünde” dedi:

“Bu noktada Evren soğuk bir ölümle karşılaşacak. Ancak bu endişe etmemiz gereken bir şey değil. Eğer yaşanan buysa, bunun olması bugünden trilyonlarca yıl sonra gerçekleşecek.”

Balonu şişiren nedir?

“Yıldızları, gezegenleri ve hatta bizi oluşturan madde, evrenin bütünlüklü bileşiminin sadece küçük parçalarıdır” diyen Ajello, sözlerini şöyle sürdürdü: “Evren’in büyük kısmı karanlık enerji ve karanlık maddeden ibarettir ve ‘balonu şişirenin’ karanlık enerji olduğunu düşünüyoruz. Karanlık enerji her şeyi birbirinden uzaklaştırarak itiyor. Nesneleri birbirine çeken kütle çekimiyse yerel ölçekte en güçlü kuvvettir, bazı galaksilerin (kendi içine) çökmeye devam etmesinin nedeni budur. Ancak kozmik uzaklıklarda baskın güç karanlık enerjidir.”

Madrid Complutense Üniversitesi’nden makalenin başyazarı Alberto Dominguez de şunları ekledi: “Gama ışınlarını kozmoloji araştırmasında kullanmamız, dikkate değer bir şey. Tekniğimiz, evrenin elzem özelliklerini ölçmek için bağımsız bir strateji kullanmamıza olanak tanıyor.”

Yeni araştırmada kullanılan tekniklerin çoğu Ajello ve meslektaşlarının yaptığı önceki çalışmalarda da kullanılmıştı. Daha önce Science’de yayımlanan bir projede Ajello ve ekibi, evrenin tarihi boyunca yıldızların yaydığı tüm ışığı ölçmeyi başarmıştı.

“Bildiğimiz şey galaksi dışı kaynaklardan Evren boyunca Dünya’ya yolculuk eden gama ışını fotonları, yıldız ışıklarından gelen fotonlarla etkileşime girdiklerinde sönümleniyor” diyen Ajello sözlerine şöyle devam etti:

“Bu etkileşimin oranı (ışığın) evrende yolculuk ettiği mesafeye bağlı. Ve yolculuk ettikleri, genişlemeye bağlı olarak değişiyor. Eğer genişleme azsa kısa bir mesafe kat ediyorlar. Eğer genişleme fazlaysa çok uzun mesafe kat ediyorlar. Dolayısıyla ölçtüğümüz sönümlenmenin miktarı Hubble Sabiti’yle güçlü şekilde bağlantılı.”

Araştırmacılar, kullandıkları yöntemi gelecekte Cherenkov Teleskop Dizisi (CTA) gibi kurulumu devam eden ve antenlerini uzaydan gelen gama ışınlarına çevirmiş teleskoplarla birleştirerek ölçümlerini daha fazla kesinleştirmeyi hedefliyor.

Kaynak: Independent