Kozmosun Gizli Güçleri: Karanlık Madde ile Karanlık Enerji Arasındaki Çatışma
Araştırmacılar, kozmik yapıların ölçülmesinde kullanılmak üzere, bir galaksinin renginin uzaklığı hakkında ne söylediğini ortaya çıkarmak için bir model geliştirdiler.
Araştırmacılar teleskopik gözlemler ve spektroskopi kullanarak evrenin yapısını ve yaşını analiz ediyor, karanlık madde ve karanlık enerjinin galaksi oluşumunu ve dağılımını nasıl etkilediğini inceliyor.
Kozmik Evrim
Evrenimiz yaklaşık 13,8 milyar yaşında. Bu zaman zarfında, başlangıçtaki en küçük asimetriler büyüyerek gece gökyüzünde teleskoplarımızla görebildiğimiz büyük ölçekli yapılara dönüşmüştür: Samanyolu gibi galaksiler, galaksi kümeleri ve hatta daha büyük madde yığınları veya gaz ve toz filamentleri.
Bu büyümenin ne kadar hızlı gerçekleşeceği, en azından günümüz evreninde, doğal güçler arasındaki bir tür güreş müsabakasına bağlıdır: Kütleçekimiyle her şeyi bir arada tutan ve ilave maddeyi çeken karanlık madde, evreni giderek birbirinden uzaklaştıran karanlık enerjiye karşı koyabilecek mi?
LMU astrofizikçisi Daniel Grün, “Gökyüzündeki yapıları hassas bir şekilde ölçebilirsek, bu mücadeleyi gözlemleyebiliriz” diyor.
Teleskopik gözlem projeleri bu noktada devreye giriyor ve gökyüzünün geniş alanlarını çok hassas bir şekilde görüntülerle yakalıyor. Örneğin, Şili’deki Blanco teleskobu ile Karanlık Enerji Araştırması ve yakın zamanda hizmete giren Euclid uydusu var. LMU bilim insanları, liderlik rolleri de dahil olmak üzere her iki projede de yıllardır yer almaktadır.
Kozmik Mesafe Ölçümünde Karşılaşılan Güçlükler
Tek tek yapıların ve galaksilerin bize olan uzaklıklarını kesin olarak belirlemek her zaman kolay olmasa da hayati önem taşır. Sonuçta, bir galaksi ne kadar uzakta ise, ışığı bize o kadar uzun süredir geliyordur ve bu nedenle gözlemiyle ortaya çıkan evrenin anlık görüntüsü o kadar eskidir.
Önemli bir bilgi kaynağı, Blanco gibi yer tabanlı teleskoplar veya Euclid gibi uydular tarafından ölçülen bir galaksinin gözlemlenen rengidir. Jamie McCullough ve Daniel Grün liderliğindeki bir ekip tarafından yapılan ve MNRAS dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, bugüne kadarki en büyük veri setini analiz etti ve çeşitli galaksilerin renklerinin gerçek uzaklıkları hakkında gerçekte ne söylediğine ışık tuttu.
Spektroskopi ve Kırmızıya Kayma
Prensip olarak, bir galaksinin uzaklığı spektroskopi yoluyla kesin olarak belirlenebilir. Bu, uzak galaksilerin spektral çizgilerinin ölçülmesini içerir. Evren bir bütün olarak genişlediğinden, bir galaksi bizden ne kadar uzakta bulunursa, bunlar o kadar uzun dalga boyuna sahip görünür. Bunun nedeni, uzak galaksilerin ışık dalgalarının bize doğru olan uzun yolculukta uzamasıdır.
Kırmızıya kayma olarak bilinen bu etki, aletlerin galaksinin görüntüsünde ölçtüğü görünür renkleri de değiştirir. Gerçekte olduklarından daha kırmızı görünürler. Bu, yanımızdan geçip uzaklaşan bir ambulansın sireninin görünen perdesinde duyduğumuz Doppler etkisine benzer.
“Eğer mesafe bilgisini galaksilerin şekil ölçümleriyle birleştirebilirsek, ışık bozulmalarından büyük ölçekli yapılar çıkarabiliriz.”
Yazarlar, DESI’den elde edilen toplam 230.000 galaksinin spektroskopik verilerini KiDS-VIKING araştırmasındaki bu galaksilerin renkleriyle birleştirdi ve bu bilgileri bir galaksinin bizden uzaklığı ile gözlemlenen rengi ve parlaklığı arasındaki ilişkiyi belirlemek için kullandı. Evrendeki hiçbir galaksi aynı değildir, ancak benzer galaksilerin her sınıfı için, gözlemlenen renk ve kırmızıya kayma arasında özel bir ilişki vardır.
Eğer mesafe bilgisini galaksilerin şekil ölçümleriyle birleştirebilirsek, ışık bozulmalarından büyük ölçekli yapılar çıkarabiliriz” diyor Jamie McCullough.
Çalışmanın sonuçları, Euclid veya Karanlık Enerji Araştırması tarafından çekilen görüntülerde gözlemlenen her galaksinin gerçek uzaklığını istatistiksel olarak belirlemeyi mümkün kılıyor.
Milyonlarca galaksi arasında interaktif uçuş
Bu 360 derecelik video, DESI’den alınan koordinat verileriyle haritalanan milyonlarca galaksi arasında interaktif bir uçuşu gösteriyor. Kredi: DESI
Kozmik Yapıları Anlamada Gelişmeler
Galaksi görüntülerinde gözlemlenen bozulmaları analiz eden bilim insanları, kozmik yapıların bugünkü ve milyarlarca yıl önceki davranışları hakkında bir şeyler öğrenebilecek ve onları daha iyi anlayabilecekler. Bu da evrenin evrimsel tarihi hakkında fikir verecektir.
Yapı oluşumunun zaman içindeki seyrini gözlemleyebilmek için milyarlarca yıl beklemenize gerek yoktur; yapıyı Dünya’dan çeşitli uzaklıklarda ölçmeniz yeterlidir. Yalnızca görüntülerle bu neredeyse imkansızdır, çünkü bir galaksinin bize olan uzaklığını görüntüdeki görünümünden anlayamazsınız. Jamie McCullough tarafından yapılan çalışma, bir galaksinin görünen “renginin” bize olan uzaklığı hakkında ne söylediğine dair bir model sunarak bu sorunun anahtarını içeriyor.
Kozmik Güçler İş Başında
Galaksilerin çeşitli uzaklıklardaki bu hassas gözlem ve dağılımının en önemli amacı, karanlık madde ve karanlık enerjinin doğal güçleri arasındaki büyük güreş maçına dair içgörüler elde etmektir.
Grün, “Neler olup bittiğini gerçekten görebilmek için bu maçın tek tek raundlarını gözlemleyebilmeniz gerekir” diyor. Bunun nedeni, karanlık enerjinin evrende daha büyük kütle birikimlerinin oluşumunu yakalamaya ve potansiyel olarak durdurmaya hazır olmasıdır.
“Ancak o zaman karanlık madde ve karanlık enerjinin gerçekte ne olduğunu ve nihayetinde hangisinin galip geleceğini anlayacağız.”
Kaynak: https://scitechdaily.com