Karanlık enerji evreni genişlemeye zorluyor. Bu yeni gözlemevi bize evrenin nasıl genişlediğini gösterebilir
Evrenimiz, insan gözünden tamamen saklı bir güç olan karanlık enerji sayesinde yok edilemez bir balon gibi her yöne doğru puflarken, Dillon Brout tüm bunları anlamlandırmaya çalışan bir astrofizikçi.
Brout, görünmez ve görünür evren arasında var olan garip korelasyonu ortaya çıkarmak, uzay-zaman dokusunun nasıl aktığını anlamak ve belki de sonunda kozmosun gün geçtikçe daha hızlı bir şekilde dışa doğru kabarmasına neden olan şey hakkındaki gerçeği ortaya çıkarmak istiyor.
Bunu yapmak için süpernovaları topluyor.
Ancak rafa hangi süpernovaların ekleneceğini seçerken Brout hepsiyle ilgilenmiyor. Bu yıldız patlamaları tipik olarak iki ana kategoriye ayrılır: Tip 2 ve Tip 1a. Brout Tip 1a’ları istiyor ve gerekçesi aslında oldukça basit:
Özünde, yukarıda bahsedilen tüm bu uzay gizemlerini çözmek için kozmolojik ölçeklerde bazı mesafeleri ölçmeniz gerekir. Ancak o zaman, örneğin karanlık enerjinin uzayı ne kadar uzağa ve ne kadar hızlı bir şekilde genişlemeye zorladığını bilebilirsiniz. Buradan tersine hesaplama yaparsanız, belki karanlık enerjinin doğası hakkında da bir şeyler öğrenebilirsiniz. Yine de, böylesine büyük mesafeleri ve anlaşılması zor kavramları ölçmek, ne kadar geriyi görebildiğimizi ve o noktanın ne kadar geriye gittiğini araştırmak için bile cetvel kadar basit bir şeye ihtiyacınız vardır.
Neyse ki, parlaklık ve genel davranış açısından çok standart oldukları için Tip 1a süpernovalar uzayda ilerleyen ışık yılı uzunluğundaki cetvellerdeki tiklere benziyor. Aslında gökbilimciler bu nedenle onlara “standart mumlar” demeyi severler. Denklemlerimizi kalibre ederken ve bazı cevaplar ararken bize yol gösteren mükemmel deniz fenerleridir. Elimizde ne kadar çok olursa o kadar iyi.
Verimlilik ve doğruluk arayan Brout, mümkün olduğunca çok sayıda Tip 1a’yı dikkatle araştıran makine öğrenimi algoritmaları kullanarak süpernova koleksiyonunu dolduruyor. (Tip 1a standardizasyonunun yararlı olmasının bir başka nedeni daha. Tutarlı algoritmalar tutarlılığı sever).
Karanlık Enerji Araştırması işbirliğinin bir parçası olan ekip, bu ayın başlarında algoritmalarının sadece beş yıl içinde bu parlak doğal işaretlerden 1.500 tanesini tespit etmeyi başardığını duyurdu. Bu oldukça büyük bir olay. Bağlam açısından Brout, bilim insanlarının önceki 1.500 toplam özneyi bulmasının 30 yıl süren düzenli Tip 1a araştırması (diğer bir deyişle güvenilir bir spektrograf kullanarak) aldığını söylüyor. DES aynı sonucu bu zaman diliminin yaklaşık altıda birinde elde etti.
“DES’i bu kadar özel kılan en önemli şeylerden biri, gökyüzünde çok geniş bir alanı kapsamasıydı” diyen Brout, algoritmalarına aynı parametreleri çapraz kontrol etmenin aşağı yukarı gerekli olmadığını söyleyecek kadar güvendiğini de sözlerine ekledi.
Ancak işler büyük ölçüde hızlanmak üzere.
DES etkileyici miktarda Tip 1a vermesine rağmen, ilişkili aracı olan Karanlık Enerji Kamerası sadece 30 derece karelik gökyüzünü kapladı. Brout, bunun nispeten küçük bir bölüm olduğunu söylüyor. Girin: Rubin Gözlemevi.
Ya da daha spesifik olarak, gelecek yıldan itibaren kısmen son teknoloji LSST Kamerası kullanılarak oluşturulacak Uzay ve Zamanın Eski Araştırması.
Brout, “LSST gözlemlenebilir güney gece gökyüzünün tamamını gözlemleyecek” dedi. “DES’in 1.500 keşfinden LSST’nin bir milyon uyarı keşfine geçeceksiniz ve umarım makine öğrenimi ve diğer algoritmaları kullanarak birkaç 100.000 Tip 1a süpernova elde etmek için bunu filtreleyeceğiz.”
Cevaplanmayı bekleyen özel bir soru Gözlemevinin inşaat proje müdürü Victor Krabbendam, Ocak 2024’te Amerikan Astronomi Derneği’nin 243. toplantısında yaptığı açıklamada, Rubin Gözlemevi’nin bu yılın sonlarına doğru tamamen inşa edilme yolunda ilerlediğini ve LSST’nin yolculuğuna Şili’deki bir zirvenin tepesinden önümüzdeki yılın başlarından ortalarına kadar başlayacağını söyledi. “Gerçek inşaat aşamasına yaklaşık 10 yıl kaldı” dedi. “Güneş batıyor ve biz yaklaşıyoruz.”
Ve aslında Brout’un LSST ile çözülmeyi bekleyen özel bir bulmacası var.
Bu ay açıkladıkları 1500 Tip 1a süpernova ile Brout ve diğer araştırmacılar, evrenin genişleme denklemlerinde karanlık enerjiyi temsil eden değer olarak düşünebileceğiniz “kozmolojik sabit” denen şey hakkında şu anda bildiklerimizi bir nevi doğruladılar. Normal fiziğin tam olarak açıklayamadığı ivmelenme kısmını açıklıyor. Bu “doğrulama” ilk başta hayal kırıklığı yaratabilir, ancak bir bakıma oldukça iyi bir ilerlemedir. Bu, evrenin genişlemesiyle ilgili en hassas hesaplamalardan birinin bize karanlık enerjiyle ilgili şu ana kadar bildiğimiz her şeyde muhtemelen haklı olduğumuzu söylediği anlamına geliyor.
Ancak belki de daha ilginç olanı, ekibin çalışmasının garip bir modele de işaret ediyor olması. “Makalede, sadece süpernova değil, karanlık enerjinin mevcut tüm sondalarını birleştiren bir bölümümüz var ve gördüğümüz şey, bunların çoğunun karanlık enerjinin ‘durum denkleminin’ biraz daha büyük bir değerine işaret ettiği ve bunun kozmolojik bir sabit olmadığı anlamına geliyor.”
Başka bir deyişle, bu karanlık enerjiyi temsil edecek bir değer olmadığı anlamına gelir. Belki de esnektir.
Brout, “Bu yeni LSST analizinden elde ettiğimiz en büyük faydalardan biri, yakın evrende çok daha fazla süpernova elde etmemizdir ve bunun nedeni gökyüzünün çok fazla alanını kapsıyor olmamızdır” dedi. “Eğer düşünürseniz, yakın evren, ışık hızı nedeniyle galaksileri bugün oldukları gibi çok daha yakın gördüğümüz evrendir. Eğer uzaktaki evrene bakıyorsanız, evrenin çok daha genç olduğu zamanları görüyorsunuz demektir.”
Bunun önemli olduğunu, çünkü karanlık enerjinin etkisinin yakın evrende en güçlü olduğuna inanıldığını açıklıyor. Neden mi? İşte burada işler gerçekten tuhaflaşıyor.
Brout, “Karanlık enerjinin, uzayın kendisinin bir özelliği olduğunu düşünüyoruz” dedi. “Kozmolojik sabitin somutlaştırdığı şey de bu, yani boş uzayın enerjisi gibi bir şey.”
Dolayısıyla, eğer karanlık enerji boş uzayın bir özelliği ise, bu, bugün evrende geçmişte olduğundan daha fazla karanlık enerji olduğu anlamına gelir. Bunun nedeni evrenin genişlemesi ve dolayısıyla daha fazla “boşluk” yaratmasıdır.
Brout, “Evren genişledikçe seyrelmediğini düşünüyoruz,” dedi, “bu da evrendeki madde miktarına ve evrendeki karanlık maddeye göre, giderek daha fazla karanlık enerji elde ettiğiniz anlamına geliyor.”
Bu noktada, benim gibi siz de merak ediyor olabilirsiniz: Pardon, ne dedin? Evrenin kontrol altında olduğunu sanıyordum? Yeni karanlık enerji nereden geliyor? Öylece var olamaz, değil mi?
Brout, “Bu milyon dolarlık bir soru,” dedi. “Bu sadece uzayın bir özelliği mi? Bu evrenin temel bir özelliği mi? Uzayın kendisi genişledikçe, doğal olarak onunla birlikte daha fazla karanlık enerji mi elde edersiniz?”
Bu sorunun cevabını bulmak için yakında milyonlarca dolarlık bir kamera bizi bekliyor olacak.
2025’in altın gözlemevi
Brout’un LSST’nin ilk ışığına giden günleri saymaya başlayabilmesi için dört önemli adım kaldı. Öncelikle Rubin ekibinin bazı önemli aynaları hazır hale getirmesi gerekiyor. Daha sonra ekip, Simonyi Teleskobu için gerekli olan camı almalı – ki uygun cam bileşeni olmadan testlerden geçtiği bildiriliyor – ve ardından devreye alma kamerasını monte etmelidir. Son olarak, şu anda Batı Yakası’nda bir araya getirilmekte olan yaklaşık 200 milyon dolarlık LSST kamerası yerini alacak.
“Bunu Kaliforniya’dan zirveye hala ulaştırmanız gerekiyor. Bu çok hassas bir alet. Yeri doldurulamaz 200 milyon dolarlık bir kamera olması açısından da özel” diyor Krabbendam Space.com’a.
“Bu devasa bir kamera” dedi. “Bir odak düzlemi için 3,2 gigapiksel.”
Bağlam açısından bir gigapiksel bir milyar piksele eşittir; standart bir DSLR fotoğraf makinesi megapiksel veya milyonlarca piksel ölçeğinde çalışır. Bunu daha iyi anlamak için bir milyon saniyenin 12 dakika, bir milyar saniyenin ise 31 yıl olduğunu düşünün. Yani… gözlemlenebilir güney gökyüzünün tamamını tarayan bu çözünürlükteki kamera gücünü hayal edin.
Yaklaşık 500 milyon dolarlık Ulusal Bilim Vakfı fonu ve birkaç 100 milyon dolarlık Enerji Bakanlığı fonu ile inşa edilen gözlemevinin – ki Enerji Bakanlığı özellikle Brout’unki gibi karanlık enerji çalışmalarıyla ilgileniyor- bu kadar heyecanla beklenmesinin nedeni de bu.
Çok heyecanla bekleniyor.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Karanlık enerji evreni genişlemeye zorluyor. Bu yeni gözlemevi bize evrenin nasıl genişlediğini gösterebilir.
Manyetohidrodinamik Tahrik Mars’ta Yakıt İstasyonlarına Yol Açabilir
Manyetohidrodinamik Tahrik Mars’ta Yakıt İstasyonlarına Yol Açabilir
Karanlık enerji evreni genişlemeye zorluyor. Bu yeni gözlemevi bize evrenin nasıl genişlediğini gösterebilir.