Son veriler gizemli karanlık enerjinin evrimleştiğini gösteriyor
Nicholas U. Mayall 4 metrelik Teleskobu ve Karanlık Enerji Spektroskopik Aleti’ne (DESI) ev sahipliği yapan Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’nin üzerinde bir saatlik pozlamanın ardından yıldız izleri görülebiliyor.
Evrenin bugüne kadarki en kapsamlı araştırmalarından elde edilen yeni ipuçları, gizemli karanlık enerjinin, astrofizikçilerin evreni anlama biçimini değiştirebilecek şekillerde evrimleşiyor olabileceğini gösteriyor.
Karanlık enerji, bilim insanlarının evrenin genişlemesini hızlandıran bir enerji veya kuvveti tanımlamak için kullandıkları bir terimdir.
Teksas Üniversitesi’nden prof. Mustapha Ishak-Boushaki, “ancak evrendeki enerjinin %70’ini temsil etmesine rağmen araştırmacıların karanlık enerjinin tam olarak ne olduğu konusunda hala hiçbir fikirleri yok” diyor.
Şu anda gökyüzünü taramaya başlamasının dördüncü yılında olan enstrüman, aynı anda 5.000 galaksiden gelen ışığı gözlemleyebilir. Proje gelecek yıl sona erdiğinde, yaklaşık 50 milyon galaksinin ışığını ölçmüş olacak.
900’den fazla araştırmacının yer aldığı iş birliği, 19 Mart’ta DESI’nin ilk üç yıllık gözlemlerinden en son veri yayınını paylaştı. Bulguları arasında evrendeki en parlak nesnelerden bazıları olan yaklaşık 15 milyon galaksi ve kuasarın ölçümleri yer alıyor.
Ishak-Boushak, gökbilimcilerin değişmez olduğunu düşünmeleri nedeniyle uzun süredir “kozmolojik sabit” olarak adlandırılan karanlık enerjinin beklenmedik şekillerde davrandığını ve hatta zamanla zayıflayabileceğini öne süren en son DESI veri yayınının analizine öncülük etti.
Bilim insanları, bulguların gökbilimcileri karanlık enerjinin gizemli doğasını ortaya çıkarmaya bir adım daha yaklaştırdığını, bunun da evrenin nasıl işlediğine ilişkin standart modelin de güncellenmesi gerekebileceği anlamına gelebileceğini söylüyor.
Evrene derin bir bakış
DESI’nin 5.000 fiber optik “gözü” ve kapsamlı araştırma yetenekleri, bilim insanlarının evrenin en büyük 3B haritalarından birini oluşturmasını ve karanlık enerjinin son 11 milyar yılda kozmosu nasıl etkilediğini ve şekillendirdiğini izlemesini sağlıyor.
Galaksiler gibi gök cisimlerinden gelen ışığın Dünya’ya ulaşması zaman alıyor, bu da DESI’nin kozmosun milyarlarca yıl öncesinden günümüze kadar farklı zamanlarda nasıl olduğunu etkili bir şekilde görebileceği anlamına geliyor.
Siena Koleji’nden prof. John Moustakas, “DESI, bağımsız nesneleri aynı anda gözlemleme yeteneği bakımından diğer makinelerden farklıdır” diyor.
En yeni bulgular bir yıldan daha kısa bir süre önce incelenen ve sunulan kozmik nesnelerin iki katından fazlasına ilişkin verileri içeriyor. 2024’teki bu ifşalar, karanlık enerjinin nasıl evrimleşebileceğine dair ilk ipuçlarını verdi.
Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan Dr. Andrei Cuceu, “Evrenin nasıl çalıştığını söylemesine izin verme aşamasındayız ve belki de evren bunun düşündüğümüzden daha karmaşık olduğunu söylüyor. İlginç ve birçok farklı kanıt dizisinin aynı yöne işaret ettiğini görmek bize daha fazla güven veriyor” dedi.
Artan kozmik kanıtlar
DESI, bilim insanlarının Baryon Akustik Salınımı (BAO, Evren’e yayılmış galaksi kümelerinin yoğunluk dağılımındaki kırışıklıkların bir deseni) ölçeği olarak adlandırdığı şeyi ölçebilir.
Esasen evrenin erken dönemlerinde meydana gelen olayların, maddenin kozmos boyunca dağılımına dair kalıpları nasıl geride bıraktığını ölçer.
Gökbilimciler, standart bir cetvel olarak, maddenin yaklaşık 480 milyon ışık yılı uzaklıkta olduğu BAO ölçeğine bakarlar. Ohio Üniversitesi’nden prof. Paul Martini, “Bu ayrım ölçeği, mesafeleri ölçmek için kullanabileceğimiz uzayda gerçekten devasa bir cetvel gibidir.”
“Evrenin genişlemesini ölçmek için bu mesafe ve kırmızıya kaymaların birleşimini kullanırız. Karanlık enerjinin evrenin tarihi boyunca etkisini ölçmek, onun ne kadar baskın bir güç olduğunu gösteriyor” dedi.
Araştırmacılar, bu gözlemleri evrendeki diğer ışık ölçümleriyle ve örneğin patlayan yıldızlar, uzak galaksilerin çekiminden etkilenen ışığı ve kozmik mikrodalga zemin ışınımı ile birleştirdiklerinde, DESI verilerinin karanlık enerjinin etkisinin zamanla zayıflayabileceğini gösterdiğini fark etmeye başladılar.
Ishak-Boushak, “Eğer bu devam ederse, sonunda karanlık enerji evrendeki baskın güç olmayacak. Bu nedenle evrenin genişlemesi hızlanmayı durduracak ve sabit bir oranda ilerleyecek veya hatta bazı modellerde durup geri çökebilir.”
“Elbette, bu gelecek çok uzak ve gerçekleşmesi milyarlarca yıl alacak. Kozmik hızlanma sorusu üzerinde 25 yıldır çalışıyorum. Bana göre, eğer kanıtlar artmaya devam ederse ve muhtemelen de öyle olacak, o zaman bu kozmoloji ve tüm fizik için çok büyük bir değişim olacak” dedi.
Samanyolu Galaksisi’nin ışıltılı kuşağı teleskobun solunda görülebiliyor.
Kalıcı bir gizemi çözmek
Ishak-Boushak, karanlık enerjinin evrimleştiğini ve zayıfladığını kesin olarak söyleyen çığır açıcı bir keşif ilan etmek için henüz yeterli kanıt olmadığını, ancak bunun birkaç yıl içinde değişebileceğini söyledi.
Martini, “İlk büyük sorum, ölçümlerimiz giderek daha iyi hale geldikçe karanlık enerjinin evrimleştiğine dair kanıt görmeye devam edip etmeyeceğimizdir.”
“Kanıtların ezici bir şekilde arttığı bir noktaya gelirsek, bir sonraki sorularım şu olacak: Karanlık enerji nasıl evrimleşiyor? Ve en olası fiziksel açıklamalar nelerdir?” dedi.
Yeni veri yayını, astrofizikçilerin galaksilerin ve kara deliklerin nasıl evrimleştiğini ve karanlık maddenin doğasını daha iyi anlamalarına da yardımcı olabilir. Karanlık madde hiçbir zaman tespit edilmemiş olsa da, evrendeki toplam maddenin %85’ini oluşturduğuna inanılıyor.
DESI direktörü ve Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan Michael Levi “Karanlık enerjinin doğası ne olursa olsun, evrenimizin geleceğini şekillendirecek. Teleskoplarımızla gökyüzüne bakıp insanlığın şimdiye kadar sorduğu en büyük sorulardan birine cevap bulmaya çalışabilmemiz oldukça dikkat çekici” diyor.
Martini, Spec-S5 veya Aşama 5 Spektroskopik Deneyi adı verilen yeni bir deneyin, hem karanlık enerjiyi hem de karanlık maddeyi incelemek amacıyla DESI’den 10 kat daha fazla galaksiyi ölçebileceğini söyledi.
Martini, “Spec-S5, tüm gökyüzü boyunca galaksileri haritalamak için hem kuzey hem de güney yarımkürelerdeki teleskopları kullanacak.”
“Ayrıca Vera Rubin teleskobunun süpernovaları nasıl inceleyeceği ve evrenin genişleme geçmişini incelemek için yeni, tekdüze bir veri seti sağlayacağı konusunda da heyecanlıyız” dedi.
Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan Jason Rhodes, 2027’de fırlatılması planlanan Euclid uzay teleskobu ve Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu gibi diğer uzay gözlemevlerinin de önümüzdeki yıllarda boşlukları doldurmaya yardımcı olabilecek karanlık madde ve karanlık enerjinin daha fazla temel ölçümüne katkıda bulunacağını söyledi.
Sonuçları ilgi çekici olarak niteleyen Rhodes, verilerin evrenin ilk zamanlarındaki ölçümlerle evrenin sonraki dönemlerindeki ölçümler arasında hafif ama kalıcı bir gerginlik olduğunu gösterdiğini söyledi.
Rhodes, “Bu, karanlık enerjinin en basit modelimizin, gözlemlediğimiz erken evrenin gözlemlediğimiz geç evrene evrilmesine pek izin vermediği anlamına geliyor.”
“DESI sonuçları ve diğer bazı yakın tarihli sonuçlar daha karmaşık bir karanlık enerji modelinin tercih edildiğini gösteriyor.”
“Bu gerçekten heyecan verici çünkü evrenin evrimini yeni, bilinmeyen bir fiziğin yönettiği anlamına gelebilir. DESI bize, yeni bir kozmoloji modeline ihtiyaç duyulduğunu gösterebilecek kışkırtıcı sonuçlar verdi” diyor.
