Kara Delikler Karanlık Enerjinin Kaynağı mı?
DESI’den elde edilen verileri kullanan bilim insanları, kara delikleri evrenin hızlanan genişlemesine bağlayan çığır açıcı bir teoriyi araştırıyor. Teori, evrenin yaklaşık %70’ini oluşturan ve genişlemesini sağlayan karanlık enerjinin, tersine bir Büyük Patlama’ya benzer şekilde kara deliklerin içinde meydana gelen süreçlerden kaynaklanabileceğini öne sürüyor.
Karanlık Enerji Muammasını Keşfetmek
Yaklaşık 14 milyar yıl önce, Büyük Patlama’nın başlangıcında, gizemli bir enerji, bilinen tüm maddeyi yaratan üstel bir genişlemeyi tetikledi. Enflasyonist evren teorisi tarafından tanımlanan bu olay, bildiğimiz kozmosun oluşumuna zemin hazırlamıştır.
Bu eski enerji, günümüz evreninde derin bir gizem olarak bulunan karanlık enerji ile bazı temel özellikleri paylaşmaktadır. Karanlık enerji evrenin yaklaşık %70’ini oluşturmaktadır, ancak doğası bilim insanları için anlaşılması zor olmaya devam etmektedir.
JWST NIRCam, 11 milyar yıl önce evren yıldız oluşumunun zirvesine yaklaşırken yıldız oluşturan protoküme PHz G191.24+62.04’ü görüntüledi. Bu erken galaksiler, 10,5 ila 11,5 milyar yıl önce gözlemlenen en aktif yıldız oluşturan galaksiler arasındadır. Dolayısıyla bu görüntüde görülen her bir galaksi, kozmolojik olarak bağlı kara delik hipotezine göre maddeyi karanlık enerjiye dönüştüren çok sayıda kara delik üretmektedir. Bu görüntü JWST NIRCam’in iki “modülünü” göstermektedir: En soldaki modül protokümeyi içerir ve en sağdaki modül bitişik boş bir alandır. Her modül binlerce galaksi görüyor. Kredi: NASA, ESA, CSA, Maria Polletta (INAF), Hervé Dole (Paris), Brenda Frye (UofA), Jordan C. J. D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU)
Tersine Büyük Patlama Teorisi
Michigan Üniversitesi’nden Gregory Tarlé, “Kendinize şu soruyu sorarsanız, ‘Sonraki evrenin neresinde yerçekimini evrenin başlangıcındaki kadar güçlü görüyoruz?” cevap kara deliklerin merkezindedir” dedi. “Enflasyon sırasında yaşananların tersine işlemesi, büyük bir yıldızın maddesinin yerçekimsel çöküş sırasında tekrar karanlık enerjiye dönüşmesi mümkündür; tıpkı tersten oynanan küçük bir Büyük Patlama gibi.”
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada Tarlé ve beş kurumdan işbirlikçileri, Karanlık Enerji Spektroskopik Aracı’ndan (DESI) elde edilen verileri kullanarak bu fikri destekleyen yeni kanıtlar sunuyor. Tohono O’odham Ulusu topraklarındaki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’nde bulunan Mayall Teleskobu’ndaki 5.000 robotik gözden oluşan DESI, kara delikler ve karanlık enerji arasındaki ilişkiye dair yeni bilgiler sunuyor
Kara Delikler ve Kozmik İvme
Ekibin yeni çalışmasının başyazarı ve Arizona Eyalet Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olan Kevin Croker, “Eğer kara delikler karanlık enerji içeriyorsa, genişleyen evrenle birleşip onunla birlikte büyüyerek evrenin büyümesinin hızlanmasına neden olabilirler,” dedi. “Bunun nasıl gerçekleştiğinin ayrıntılarını öğrenemiyoruz, ancak gerçekleştiğine dair kanıtlar görebiliyoruz.”
DESI’nin planlanan beş yıllık araştırmasının ilk yılından elde edilen veriler, karanlık enerjinin yoğunluğunun zaman içinde arttığına dair kışkırtıcı kanıtlar gösteriyor. Araştırmacılar, bunun karanlık enerjinin ne olduğu fikrini destekleyen ikna edici bir ipucu sağladığını, çünkü zaman içindeki bu artışın kara deliklerin miktarının ve kütlesinin zaman içinde nasıl arttığı ile uyuştuğunu söyledi.
Boston Üniversitesi’nde emeritus fizik profesörü olan ortak yazar Steve Ahlen, “Projeye ilk dahil olduğumda çok şüpheciydim,” dedi. “Ancak tüm süreç boyunca açık fikirli olmaya devam ettim ve kozmoloji hesaplamalarını yapmaya başladığımızda, ‘Bu karanlık enerji oluşturmak için gerçekten güzel bir mekanizma’ dedim.”
DESI, Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki 4 metrelik Mayall Teleskobuna monte edilmiştir. Kitt Peak Ulusal Gözlemevi (KNPO) Tucson, Arizona’nın 56 mil güneybatısında, Tohono O’odham Ulusu’ndaki Schuk Toak Bölgesi’nde yer almaktadır. KPNO, NSF’nin Tucson’daki Ulusal Optik-Kızılötesi Astronomi Araştırma Laboratuvarı (NSF’s OIR Lab) tarafından yönetilmektedir. Mayall Teleskobu, ekvatoral bir yuvaya oturan 4 metrelik birincil aynaya sahip bir yansıtıcı teleskoptur. Kitt Peak’te bulunan 22 optik teleskoptan en büyüğüdür. Teleskop 1973 yılında hizmete girmiştir ve NSF’nin OIR Laboratuvarı tarafından işletilen ve 1976 yılında hizmete giren Şili’deki Cerro Tololo Inter-American Gözlemevi’ndeki 4 metrelik Blanco Teleskobu ile neredeyse aynıdır. Kredi: DESI İşbirliği
Galaktik Verilerin Analizi
Ekip, kara deliklerden gelen karanlık enerjinin kanıtlarını aramak için DESI tarafından ölçülen on milyonlarca uzak galaksiyi kullandı. Cihaz milyarlarca yıl öncesine bakıyor ve evrenin ne kadar hızlı genişlediğini mükemmel bir hassasiyetle belirlemek için kullanılabilecek verileri topluyor. Buna karşılık, bu veriler karanlık enerji miktarının zaman içinde nasıl değiştiğini çıkarmak için kullanılabilir.
Ekip bu verileri, evrenin tarihi boyunca büyük yıldızların ölümünde kaç tane kara delik oluştuğu ile karşılaştırdı.
Hawai’i Üniversitesi’nde fizik profesörü ve çalışmanın ortak yazarı olan Duncan Farrah, “İki olgu birbiriyle tutarlıydı – büyük yıldızların ölümüyle yeni kara delikler oluştukça, evrendeki karanlık enerji miktarı da doğru şekilde arttı” dedi. “Bu da kara deliklerin karanlık enerjinin kaynağı olduğunu daha akla yatkın hale getiriyor.”
Karanlık Enerji Üzerine Daha İleri Araştırmalar
Bu araştırma, kara deliklerde kozmolojik eşleşme olasılığını inceleyen ve giderek büyüyen bir literatürü tamamlamaktadır. Bu makaledeki yazarların çoğunun dahil olduğu 2023 tarihli bir çalışma, galaktik merkezlerdeki süper kütleli kara deliklerde kozmolojik eşleşme olduğunu bildirmiştir. Bu 2023 raporu, diğer ekipleri evrende bulunabilecekleri tüm farklı yerlerdeki kara deliklerde bu etkiyi araştırmaya teşvik etti.
“Bu makaleler karanlık enerji ile kara delikler arasındaki bağlantıyı büyüme hızlarına göre araştırıyor. Bizim yeni makalemiz ise kara delikleri doğdukları zamana göre karanlık enerjiyle ilişkilendiriyor,” diyor astrofizikçi, ortak yazar ve ABD Menkul Kıymetler ve Borsa Komisyonu’nun eski genel danışmanı Brian Cartwright.
Kara Deliklerin Gelişen Çalışması
Yeni makaledeki önemli bir fark, ilgili kara deliklerin çoğunun daha önce incelenenlerden daha genç olmasıdır. Bu kara delikler, kara delik oluşumunu takip eden yıldız oluşumunun henüz yeni başladığı değil, devam ettiği bir çağda doğmuştur.
JWST’nin disiplinler arası bilim insanı ve Arizona Eyalet Üniversitesi’nde yeryüzü ve uzay araştırmaları profesörü olan ortak yazar Rogier Windhorst, “Bu, evrende çok daha sonra meydana geliyor ve Hubble ve Webb uzay teleskoplarıyla gözlemlenen kara delik üretimi ve büyümesine ilişkin son ölçümler tarafından bilgilendiriliyor” dedi.
“Bir sonraki soru, bu kara deliklerin nerede olduğu ve son 8 milyar yıldır nasıl hareket ettikleri. Bilim insanları şu anda bunu sınırlandırmak için çalışıyorlar” diyor Croker.
Karanlık Enerji Araştırmalarında Gelecek Beklentileri
Bilim daha fazla araştırma ve gözlem yolu gerektiriyor ve DESI artık çevrimiçi olduğuna göre, karanlık enerji için bu keşif daha yeni başlıyor.
Ahlen, “Bu, kara delik hipotezini desteklemeye devam etsin ya da etmesin, karanlık enerji anlayışımıza sadece daha fazla derinlik ve netlik getirecektir” dedi. “Deneysel bir çaba olarak harika olduğunu düşünüyorum. Önyargılı fikirlere sahip olabilirsiniz ya da olmayabilirsiniz, ancak biz veriler ve gözlemler tarafından yönlendiriliyoruz.”
Ekip, gelecekteki gözlemlerin ne getireceğinden bağımsız olarak, şu anda yapılan çalışmanın karanlık enerji araştırmalarında bir deniz değişimini temsil ettiğini söyledi.
Tarlé, “Temel olarak, kara deliklerin karanlık enerji olup olmadığı, yaşadıkları evrenle birleştiğinde, sadece teorik bir soru olmaktan çıktı” dedi. “Bu artık deneysel bir soru.”
Kaynak: https://scitechdaily.com