Genişleyen Evrendeki mesafeler beklediğiniz gibi çalışmaz. Anlayabilmek için Kozmolog gibi düşünmeyi öğrenmek gerekir.
Evrenin – kökeni, tarihi ve bugün ne olduğu – hakkında kafa yormak çok zor ama birkaç temel gerçek var. Bunlardan biri Büyük Patlama ya da Evrenin belli bir süre önce başladığı fikri: 13.8 milyar yıl önce olduğu kesin.
Bu, Evren’i bugün bildiğimiz haliyle tanımlayabildiğimiz ilk an: madde ve radyasyonla dolu ve sonunda yıldızlara, galaksilere, gezegenlere, canlılara ve insanlara dönüşecek olan maddeler.
Peki bütün bunları ne kadar bir uzaklıkta görebiliriz? Işık hızıyla sınırlı bir Evrende sınırın 13.8 milyar ışık yılı olacağını düşünebilirsiniz: Evrenin yaşı ışık hızıyla çarpılır. Ancak 13,8 milyar ışık yılı doğru cevap için çok küçük bir mesafedir.
Gerçekte, toplam 92 milyar ışık yılı olan 46 milyar ışık yılı içinde her yönü görebiliriz. Bu neden böyledir? Bu sorun hakkında düşünmeyi seçebileceğimiz üç sezgisel yol var, ancak bunlardan sadece biri doğru.
Sanatçının logaritmik ölçekli gözlemlenebilir evren anlayışı.
1.) Her yer her şeydir ve ışık ışık hızında hareket eder. Bu, çoğu insanın sahip olduğu “varsayılan” bir fikirdir. Baktığımız her yerde yıldızlar ve galaksilerle dolu bir Evren hayal edebilirsiniz, ve bu yıldızlar ve galaksiler her şeyin başlangıcına oldukça yakın bir zamanda şekillenmeye başlamıştır.
Bu nedenle, ne kadar uzun süre beklersek, o kadar uzaktayız demektir ki, ışık, ışık hızında düz bir çizgide ilerler. Yani 13,8 milyar yıl sonra, neredeyse 13,8 milyar ışık yılı geçmişini görmeyi beklersiniz , bu da Büyük Patlama’dan sonra yıldızların ve galaksilerin ortaya çıkışlarının ne kadar sürdüğünü gösterir.
GOODS-N alanı, galaksi GN-z11: şimdiye dek keşfedilen en uzak gökada.
2.) Her yer her şeydir, ışık, ışık hızında hareket eder ve her şey uzayda hareket edebilir. Bu, soruna başka bir sorun ekler; sadece ışık yayan bir şey değil, ışık yayan nesneler de birbirine göre hareket eder.
Özel görelilik kurallarına göre, ışığın hızına (yaklaşık) yükselebildiklerinden, ışık size doğru ışık hızında ilerlerken, iki misli daha fazla görmeyi hayal edebilirsiniz.
Belki de nesneler şu anda 27.6 milyar ışık yılı uzakta olabilirler, onların bize şimdi ulaştığını ve neredeyse ışık hızında bizden uzaklaştığını var sayarız.
Sağda gösterilen gerçek, hızlanan kaderimizle Evrenin farklı olası kaderleri.
3.) Her yer eşyadır, ışık, ışık hızında gider , yıldızlar ve galaksiler hareket eder ve Evren genişlemektedir. Bu son durum, çoğu insanın en zor algıladığı bir konudur. Evet, uzay hızlı bir şekilde yıldızlara, galaksilere ve hatta daha büyük yapılara karışan maddeyle doludur.
Evet, ürettiği ışık ışık hızında hareket eder, ışığın vakumdaki hızıyla. Evet, bu konunun tümü, çoğunlukla birbirlerinden farklı aşırı ve yoğun bölgelerin karşılıklı çekim kuvveti nedeniyle, uzayda hareket edebilir. Tüm bunlar aynen ikinci senaryoda olduğu gibi doğrudur.
Gökadaların “akışları” yakındaki kitle alanı ile eşleşti. Yerel Evrenin Kozmografisi.
Ama ayrıca fazladan bir şey var. Alanın kendisi genişliyor. Uzak bir galaksiye baktığınızda ve galaksinin normalden daha kırmızı olduğunu gördüğünüzde, bunun hakkında düşünmenin en yaygın yolu galaksinin bizden uzaklaştığı ve dolayısıyla ışığının daha uzun (daha kırmızı) dalga boylarına kaydığı şeklindedir.
Aynı şekilde sizden uzaklaşan bir sirenin sesi daha uzun dalga boylarına ve daha düşük perdelere kayar. Ancak bu hala 2 numaralı açıklamanın bir parçasıdır; Genel Görelilik, uzaydaki genişleyen bu fazladan öğeyi ekler.
Genişleyen Evrendeki kırmızıya kaymaların nasıl çalıştığını gösteren bir örnek.
Ve Evren genişledikçe, alanın dokusu uzar ve uzayda bu ışık dalgalarının dalga boylarının da uzadığını görürüz!
Bu iki etkiyi birbirinden ayırmanın imkansız olduğunu düşünebilirsiniz. Tek ölçebildiğiniz ışığın gözlerinize ulaştığı dalga boyu ise, hareketten mi yoksa mekan dokusundan mı olduğunu nasıl söyleyebiliriz?
Görünüşe göre, kırmızıya kayma (ve dolayısıyla dalga boyu) ile galaksinin, mesafenin bir işlevi olan gözlenen parlaklığı arasında var olan bir ilişki vardır.
Genişlemeyen bir Evrende, daha önce ele aldığımız gibi, gözlemleyebileceğimiz maksimum uzaklık ışık evrelerinde Evrenin yaşının iki katıdır: 27,6 milyar ışık yılı. Fakat bugün evrende, bundan daha uzakta olan galaksileri görüyoruz!
Burada gösterilen GOODS-Kuzey araştırması, bugüne kadar 30 milyar ışık yılı uzaklıktan büyük bir kısmı (sağda vurgulanmıştır) gözlemlenen en uzak galaksilerin bazılarını içermektedir.
Peki herhangi bir yönde ne kadar uzağı görebiliriz? Evreninde karanlık enerji yoksa, en uzaktaki nesneler – yıldızlar, galaksiler, Büyük Patlama’dan kalanlar vs. – 41.4 milyar ışık yılı ile sınırlı olacaktır.
(Bu rakamın göreceli olarak türetilmesi, R = 3c.t Genel Relativite okuyanlara tanıdık bir sonuçtur). Ama karanlık enerjili bir Evrende, daha da büyük bir sayıya ulaşırız: 46 milyar ışık yılı Kozmosun sahip olduğu gözlenen karanlık enerjili Evren için en uzak mesafedir.
Bunları bir araya getirin ve bu, Evren’de bir uzak uçtan diğerine görebildiğimiz mesafe 92 milyar ışık yılı demektir. Ve unutmayalım: Evren genişlemeye devam ediyor! Bugün ışık hızında gidersek, bunun üzerinden sadece üçte birine ulaşabiliriz: hacminin yaklaşık% 3’ü.
Başka bir deyişle, Evrenin genişlemesi ve karanlık enerjinin varlığı nedeniyle, gözlemlenebilir Evrenin% 97’sine, bugün ışık hızında gitsek bile ulaşamayız.
Ve böylece 92 milyar ışık yılı, 13.8 milyar yıllık bir Evren için büyük bir sayı gibi görünebilir, ancak bugün sahip olduğumuz Evren için doğrudur.
Uzayın kendisinin genişlemesi ve evrendeki bağlı galaksiler, gruplar ve kümelenmeler arasında sürekli yeni alan yaratılması, Evrenin bizim gözlerimize göre ne kadar büyük olması gerektiğidir.
Andromeda galaksisinin, gökyüzünde 3.5 milyar yıl sonra nasıl görüneceğini anlatan bir sanatçı yorumu.
Romalılar bizim Samanyolu dediğimiz Galaksimize “süt yolu” ismini vermişlerdi. Gerçekten de baktığınızda gökyüzündeki bulanık beyaz puslu zeminden, benek benek karanlığa dökülen taze, parlak süt dökülmüş bir yolu andırır.
Yunan efsaneleri, Tanrıça Hera’nın bebek Herakles’i emzirirken, bugün gördüğümüz galaksilerin dizisi haline gelen sütünün damla damla döküldüğünü anlatır.
Galaksimizin bu görüntüsü (hatta Yunanca’da “gala” kelimesi bile süt anlamına gelir) insanlığın varlığından beri devam etmiştir.
Gökyüzündeki bu aydınlık şeritin, derin uzayı gözlerken düz mü spiral mi olduğunu anlamaya çalıştığımız, yüz binlerce yıldır tanıdığımız ev galaksimizin belli bir görüntüsü olsa da yine de, evrende hiçbir şey sonsuza dek sürmez.
Aysız gecelerde Andromeda galaksisi çıplak gözle görülebilecek kadar parlak, tanıdık bir sarmal yapıya sahip Süt Yolu’nun kardeş galaksisidir. Trilyonlarca yıldız barındırır.
1700’lerde ilk tespit edildiğinde bir bulutsu olduğu düşünüldü. Kendimizden ayrı bu yıldız havuzu “ada evreni” olarak tanımlanmıştı. Şimdi bunun yerel grubumuzun en büyük galaksisi olduğunu biliyoruz, bunu Samanyolu ve Üçlü Galaksi takip ediyor.
Gelecek birkaç milyar yıl içinde çarpışmaya ayarlanmış olan bu üç müstakbel ceset, sonsuza dek Samanyolu’nun bilinen imajını silerken, onu görecek kadar şanslı olan herkes için gerçekten büyüleyici bir gösteri yaratacak.
Andromeda 2,5 milyon ışık yılı uzaklıkta olmasına rağmen, saatte 400.000 km hızla bize doğru geliyor. Yerel grubumuzdaki diğer tüm galaksiler hızlanmaya, evren genişlemeye devam ederken, bu iki galaksinin yakınlarını çekmelerine neden oldu.
Bu fenomen ilk kez 1900’lerde, bir bilim insanının gezegenimize Andromeda’dan gelen hafif dalgalar tespit ettiğinde fark edildi. Nesneler uzaklaştığında ışık dalgaları uzar, gerilir ve kırmızıya kayar. Ancak Andromeda’dan gelen ışık dalgaları maviye kayıyordu, bu da galaksinin yaklaşması anlamına geliyordu.
Andromeda’nın bize doğru geldiğini yüzyıldan fazla bir süredir bilmemize rağmen, çarpışmanın gerçekleşip gerçekleşmeyeceği her zaman belli değildi.
Bunun nedeni, düz bir çizgide hareket etmek yerine, Andromeda’nın bir miktar yanal hıza sahip olması, Samanyolu’dan başka bir tarafa sapabileceği ve asla bizimle çarpışmayacağı anlamına gelir.
Uzak nesnelerin yanal hareketlerini ayırt etmek inanılmaz derecede zordur, bazen kesin hesap yüzlerce yıl alır. Gökbilimciler, Andromeda’nın arka plan yıldızlarına göre konumunu eşleştirmeye yardımcı olabilecek çok ayrıntılı teleskoplar kullanmak zorunda kaldı.
Bu çok duyarlı hassas gözlemler sonucu Andromeda’nın Samanyolu’ndan kaçmak için yeterli yanal hıza sahip olmadığı sonucuna vardılar.
Öyleyse, şu anda çıplak gözle beyaz bir leke gibi gördüğümüz, Andromeda yaklaşırken görüntüsü büyümeye devam edecek ve 3.75 milyar yıl sonra gece gökyüzünün yarısını dolduracak.
Samanyolu’muza çarpacak, galaksilerin etrafındaki karanlık alan, gelgit kuyrukları olarak bilinen ışık ve gaz hüzmeleri ile dolacak ve renkli bir ışık cümbüşü gösterime girecek.
Samanyolu ve Andromeda galaksilerinin birbirine çarpma simülasyonu.
Üçgen Gökadası, diğer ikisinden daha küçük olmasına rağmen, çarpışmaya katılacak. Andromeda’dan önce Samanyolu’na çarpabilme olasılığına rağmen, bizimle tam olarak birleşip birleşmeyeceği henüz bilinmiyor.
Bu galaksimizin sonu anlamına mı geliyor?
Bir şekilde evet. Üç gökada arasındaki çarpışma Andromeda’nın ve Samanyolu’nun düz, spiral şekillerini kalıcı olarak bozacaktır.
6 milyar yıl içinde birleştiklerinde, şimdikilerin yerine yepyeni takımyıldızlar ve kırmızımsı renkli eliptik şekilli bir galaksi oluşacak.
Birçok yıldız daha büyük yörüngelere sahip olacak veya tamamen yeni galaksiden atılacak. Aynı zamanda kimileri Andromeda’nın çekirdeğindeki kara delikle etkileşime girdikten sonra kendilerini galaksiler arası uzayda bulabilecek güneşimiz için de bu durum geçerli olabilir.
Ancak, güneşin hayatta kalması ve güneş sistemimizin aslında galaksimizi aşması muhtemeldir. Gökadalar çoğunlukla boş alan olduğundan, yıldızlar arasındaki çarpışmaların olasılığı düşüktür. Yıldızlar arasındaki ortalama mesafe her zaman yıldızın boyutundan daha büyüktür.
Örneğin, Güneş sistemimizin Neptün’ün yörüngesine giren bir yıldız tarafından bozulma olasılığı vardır, ancak şansı çok küçüktür – sadece 10 milyonda 1.
Hem Samanyolu hem de Andromeda gökadalarının merkezindeki kara delikler birleşecek ve kısaca, her iki gökadadaki gaz rezervlerinin ne kadarını kullandıklarına bağlı olarak kara delikler tarafından sürülen kuasar – aydınlık, güçlü nesneler yaratabilecektir.
Aşağıdaki resimler Andromeda’nın nasıl göründüğü ile başlıyor ve Samanyolu’na yaklaştıkça gece gökyüzünü nasıl değiştireceğini gösteriyor,
5 milyar yıl sonra, güneşin kırmızı bir deve dönüşeceğini ve Dünyayı tüketeceğini not edelim. Biraz komik bir kader gibi görünüyor.
Yaşamın oluşumunda büyük rol oynayan yıldızımız, hayatta kalmamıza da engel olacaktır. Sonrasında güneş, okyanuslarımızı kaynatıp gezegenimizi yaşanamaz kılacak kadar sıcak bir yer yapacak, yani o zamanlar bu galaktik şovu izleyen her kimse, şimdiki gibi bir Dünya’dan bunu yapamayacak.
Evrenin sonuna ulaştığınızda, garip şekilli gök cisimleri ile karşılaşırsınız.
Burada hem kırmızı bir dev hem de beyaz bir cüce gösterilmektedir, kırmızı dev yıldızın malzemesi çekimsel olarak beyaz cüce tarafından çekildiğinden büyük patlamalara neden olmaktadır. Gelecekte, güneşimiz hem kırmızı hem de beyaz bir yıldız aşamasından geçecek.
Yıldızlar yıllar boyunca bizim için birçok rol üstlenmiştir: yön bulma araçları, en keskin şiirlerimiz ve hikayelerimiz için ilham kaynağı, hatta dinlerimizin inançlarımızın merkezi olmuşlar.
Hayatımızın arka planlarından öte, takımyıldızlar, insanların gündelik romantizmidir. Uzak gelecekte birkaç milyar yıl sonra Dünya mütevazı yıldızı tehlikeli bir kırmızı deve dönüşürken güneşin şişirilmiş karnına doğru süpürülecek.
Yaşamdan sorumlu olan nesne bu kez onu tehdit edecek. Kayalık, tuzlu gezegenimiz, plazma ile buharlaşacak, tamamen gidene kadar ateşin derinliklerine sertleşmiş olacak.
Evimizin tek izi, tüketimden sonra% 0,01 oranında metalik olarak güneşin dış zarfında kalacak. Güneşimiz gibi ortalama, düşük kütleli bir yıldız milyarlarca yıl güvenilirliğini sürdürür.
Hidrojeninin neredeyse tamamı bitene kadar sıcaklık ve parlaklıklarını korurlar. Güneşimiz, şu anda 10 milyar yıllık ömrünün yaklaşık yarısında.
Hidrojeni tükendiğinde, çekirdeği büzülüp ısınacak ve sürekli artan oranda kalan hidrojen kullanıp dış tabakaları çekirdekten uzağa itilecek, tabakalar sonunda genişleme ve soğuma ile Güneş kırmızı dev bir yıldıza dönüşecek.
Güneş iki kez dev olacak. En dıştaki katmanlar yıldızlar arası uzayda tamamen kaybedilmeden önce, görsel olarak çarpıcı bir gezegenimsi bulutsu olacak.
Kırmızı bir deve dönüştüğünde en yakın gezegenlerinin yörüngelerine girecek, aynı zamanda güneş rüzgarlarıyla da kütlesini kaybedecek.
Bu durum Dünya’nın yok olmasıyla sonuçlanacak. Bulutsunun oluşumundan sonra, güneşimiz tükenmiş, sadece yoğun beyaz bir cüce yıldız olarak geride kalacaktır.
Evrendeki neredeyse çoğu yıldızın geleceği böyle. Muhafazakar tahminlere göre bu aşama 10 milyar yıl sürüyor.
Hubble Teleskobunun görüntülediği bu karede, küresel küme M4’te yer alan beyaz cücelerinin 12–13 milyar yaşında olduğu belirlendi.
Evren bir sonraki aşama olan siyah bir cüceyi barındırmak için çok genç, 13.8 milyar yaşında, beyaz cücelerin kararması ve enerji yaymasının durması epeyce zaman alır.
Uzak gelecekte Evren, Bu soğuk, aktif olmayan kara cüceler, kara delikler ve nötron yıldızlarıyla dolu olacak. Proton bozunması görmedik.
Bir protonun bozunması için 10³¹ ile 10³⁶ yıl arası bir zaman gerekir. Mevcut fizik yasalarımızda bunun olmasını engelleyebilecek hiçbir şey yoktur.
Atom çekirdeği dağıldığında dakikalar içinde bozunmaya başlayan nötronların aksine, serbest yüzen protonlar ve elektronlar evrende oldukça yaygındır, hidrojen plazması, kozmik toz ve gazlarla birlikte yeni yıldızlar oluştururlar.
Yalnızca protonlar sonsuza dek sürecek olsalar siyah cüceler uzayda daha da garip bir yaratık haline gelebilir – dev, ağır bir saf demir kütlesi gibi.
Demir izotoplar, zaman içinde hafif elementlerden daha kararlı ağır elementlere kaynaşarak birikirler. Bu durumda, siyah cüceler trilyonlarca yıl boyunca enerji sarf etmeye ve bu egzotik hidrojen durumuna girmeye devam edecek gözüküyor.
Demir aslında bir yıldızın içinde kaynaşabilen en ağır elementtir; süper nova patlamalarında veya nötron yıldızı çarpışmalarında çinko ve gümüş gibi daha ağır elementler de oluşur.
Bir sanatçının gelgit kilitli bir gezegen kavramı. Sıvı suyu korumak için, Dünya’nın şu anda güneşe göre yörüngesinden 75 kat daha yakın bir mesafedeki beyaz bir cücenin yörüngesinde olması gerekir.
Bu, diğer taraf uzağa bakarken gezegenin aynı tarafının yıldızla kalıcı olarak yüzleşeceği bir olgu olan gelgit kilitlenmesine neden olur. Diğer bir deyişle, bir taraf donarken, Dünya’nın diğer tarafı yanar.
Fakat beyaz cüceleri teleskopla görebilsek de, kırmızı cüceden doğan birini hiç görmemiştik. Kırmızı cüceler evrendeki en küçük ve en kalabalık yıldızlardır.
Çıplak gözle görülemeyecek kadar sönük olmalarına rağmen, tüm yıldızların% 70’ini oluşturuyorlar. Sarı yıldızların veya korkutucu ölçeklere yelken açan ve muhteşem biçimde ölen devasa mavi yıldızların aksine, kırmızı cüceler sessizdir.
Evrenimizdeki cüceler beklenen yaşam sürelerinin % 1’inden fazlasını henüz gerçekleştiremedi. Yaşamlarının sonuna doğru, yaklaşık % 15 güneş kütlesine ulaştığında, kırmızı cüceler, yaşamı sürdürmek için gereken ışığı ve sıcaklığı sağlayabilecekleri daha istikrarlı bir duruma girebilirler.
En yakın yıldızlarımızdan 20 tanesi, Proxima Centauri dahil kırmızı cücedir. Evrendeki tüm diğer yıldız türleri enerjilerini teslim ettiklerinde, kendimizi kırmızı cüceler arasında bulacağız.
Bulut şeritleri ile bir kahverengi cüce illüstrasyonu. Kırmızı cüceler ve diğer düşük kütleli yıldızların boyutu etkileyici olmayabilir, ancak evren onlara miras kalacak.
Donmuş yıldızlar, 0 santigrat derece sıcaklıkta yanabilen, buz bulutlarına sarılmış ve çekirdeğinde en bariz enerji miktarını üreten teorik nesnelerdir. İçlerinde nükleer füzyon hala gerçekleşebilir, ancak çok az ışık ortaya çıkarırlar.
Daha hafif elementleri tükettikten sonra, ağır elementler bu yıldızların çekirdeğine sızacak ve suyun donma noktasına kaymalarını önleyecektir. Donmuş yıldızların çoğu kahverengi cüce çarpışmalarından kaynaklanabilir.
Gezegenlerden daha büyük ancak başarısız yıldızlar olarak kabul edilen kahverengi cüceler hidrojeni birleştiremedikleri için asla tutuşmaz veya yanmaz.
Donuk ve gizlidirler, ancak içinde nükleer yakıt depoları taşırlar. Bu cisimlerin çiftleri arasındaki çarpışmalar, kahverengi cücelerin hedeflendiği, ancak asla sağlanamayacağı şeyi üretebilir: bunlar düşük kütleli, yanan yıldızlardır.
Yaşam hikayesi – ister insan isterse başka bir biçimde – yıldızların hikayesinden ayrılamaz. Işıltılı, eriyen yıldızlar, evrenin, yarattıklarının ve sonuçlarının birer yansımasıdır.
Gezegenlerin jeokimyasını incelemek için kullanılan yeni yöntem, Dünya’nın benzersiz olmadığı anlamına gelir.
Dünya benzeri gezegenler evrende yaygın olabilir. Astrofizikçiler ve jeokimyacılar takımı, Dünya’nın benzersiz olmadığı konusunda yeni kanıtlar sunmaktalar.
UCLA’dan kozmokimya profesörü Edward Young, “Çok sayıda kayalık gezegenin Dünya’ya benzeme olasılığını yükselttik ve evrende çok sayıda kayalık gezegen var” dedi.
Ekipteki jeokimyacı Alexandra Doyle liderliğindeki bilim insanları, güneş sistemimizin dışındaki gezegenlerin jeokimyasını ayrıntılı olarak analiz etmek için yeni bir yöntem geliştirdiler. Doyle bunu, altı beyaz cüce yıldızın yörüngesindeki asteroitleri ve kayalık gezegen fragmanlarındaki kayaları inceleyerek yaptı.
Young, “Neredeyse duyulmamış diğer yıldızların kayaları içindeki jeokimyayı inceliyoruz.” Dedi. Astrofizikçi profesör Hilke Schlichting, “Güneş sistemimiz dışındaki gezegenlerin kompozisyonunu öğrenmek çok zordur.
Güneş sisteminin dışındaki kayaların jeokimyasını belirlemek için mümkün olan tek yöntemi kullandık” dedi. Beyaz cüce yıldızlar normal yıldızların yoğun, yanmış kalıntılarıdır. Güçlü çekimsel etkileri, karbon, oksijen ve azot gibi ağır elementlerin iç kısımlarına hızla çökmesine neden olur.
Ağır elementlerinin teleskoplar tarafından tespit edilmesi çok zor olur. Doyle’un incelediği en yakın beyaz cüce Dünya’dan yaklaşık 200 ışık yılı uzaklıkta ve en uzaktakiler 665 ışık yılı mesafede.
Doyle, “Beyaz cüceleri ve atmosferlerinde bulunan elementleri gözlemleyerek, onları yörüngede taşıyan elementleri gözlemlemiş oluyoruz.
Beyaz cücenin büyük çekim kuvveti, yörüngede dönen asteroit veya gezegenimsi kayaları parçalıyor ve malzemeler beyaz cücenin üzerine düşüyor.
Beyaz bir cüceyi gözlemlemek, güneş sisteminde neyin ezilmiş olduğuna dair otopsi yapmak gibidir” dedi. Doyle’un analiz ettiği veriler, uzay bilimcilerin daha önce başka bilimsel amaçlar için topladıkları, çoğunlukla Hawaii’deki Keck Gözlemevi’nin teleskopları tarafından elde edilmiş.
Doyle, “Sadece beyaz bir cüce yıldızına bakacak olsaydım, hidrojen ve helyum görmeyi beklerdim. Ancak bu verilerde, silikon, magnezyum, karbon ve oksijen gibi diğer malzemeleri de görüyorum – beyaz cücelere kendilerini yörüngeden gövdelerden biriktiren malzeme.
Demir oksitlendiğinde elektronlarını oksijenle paylaşarak aralarında kimyasal bir bağ kurar. Buna oksidasyon denir ve metal pasa dönüştüğünde bunu görebilirsiniz.
Oksijen demir elektronlarını çalıyor, demir metal yerine demir oksidi üretiyor. Beyaz cüceye çarpan bu kayalarda okside olmuş demir miktarını ölçtük. Metalin ne kadar paslandığını inceledik.” dedi
Young, “Dünyadaki ve Mars’tan ve güneş sistemimizin başka yerlerinden gelen kayaların kimyasal bileşimlerine benzer ve şaşırtıcı derecede yüksek okside demir içeriyor. Beyaz cüceye çarpan bu kayalarda oksitlenen demir miktarını ölçtük” dedi.
Araştırmacılar, kayalık bir gezegenin oksidasyonunun atmosferi, çekirdeği ve yüzeyinde yaptığı kaya türleri üzerinde önemli bir etkisi olduğunu söylüyor.
Dünya yüzeyinde gerçekleşen tüm kimya, sonunda gezegenin oksidasyon durumuna kadar izlenebiliyor. Şimdiye kadar, bilim adamları kayalık ötegezegenlerin kimyasının Dünya’nınkine benzer ya da çok farklı olup olmadığını hiçbir şekilde bilmiyorlardı.
Kayaların her yerde, benzer jeofizik ve jeokimyaya sahip kayalar olduğunu görüyoruz.
Young, “Güneş sistemimizdeki kayaların neden bu kadar oksitlendiği her zaman bir gizem oldu. Soru bunun diğer yıldızlar için de geçerli olup olmayacağıydı. Çalışmamız evet diyor. Bu, evrendeki Dünya benzeri gezegenleri aramak için gerçekten iyi bir işarettir.”
Araştırmacılar, kaya, demir, oksijen, silikon, magnezyum, kalsiyum ve alüminyum gibi en yaygın altı elementi incelediler.
Schlichting, “Dünya dışı kayalar Dünya’nınkine benzer miktarda oksidasyona sahipse, gezegenin benzer plaka tektoniği ve Dünyadaki manyetik alan için benzer potansiyeli olduğu sonucuna varabilirsiniz,” dedi.
Elon Musk SpaceX’i Şubat 2018’de uzaya gönderdi. Güneş etrafında bir yörüngeye geçmeden önce yaklaşık 250 milyon mil uzayda yolculuk edecek.
Yine de, bu kadar uç bir mesafe, kozmosla bir bütün olarak karşılaştırıldığında hiçbir şey değildir. Astronomi söz konusu olduğunda zaman ve mesafenin ölçekleri zihni sarsmaktadır. En yakın komşu yıldızımız Proxima Centauri 4.2 ışık yılı uzaklıktadır.
O yıldıza bir lazer ışını veya radyo sinyali ya da TV sinyali gönderirseniz, en hızlı hareket eden şeylerin hedefe ulaşması ve potansiyel olarak tespit edilebilir hale gelmesi orada yaşayabilecek herhangi bir yabancı yaşam tarafından 4 yıldan fazla zaman alır.
Evren anlaşılamaz, tahayyül edilemez derecede büyüktür. En güçlü uzay teleskopumuz yaklaşık 30 milyar ışık yılı uzaklıktaki galaksileri görebilecek kadar güçlüdür.
Gözlenebilir evrenin yarıçapı için şimdiki sayı yaklaşık 46.5 milyar ışık yılıdır. Bu alanda, her biri ortalama 100 bin milyon yıldız içeren 2 trilyon galaksi bulunur.
Fermi Paradoksu
1950’de fizikçilerden Enrico Fermi ve Michael H. Hart aşağıda sıralanan mantık silsilesini takip ettiler:
Samanyolu’nda kendi Güneşimiz gibi milyarlarca yıldız var,
Ve bunların çoğu Güneş’ten milyarlarca yıl daha yaşlı.
Ve bu yıldızların bazılarının Dünya benzeri gezegenlere sahip olma ihtimali yüksek,
Ve eğer Dünya gibi, bazıları da akıllı hayatı geliştirmişse,
O zaman bir kısmı uzay yolculuğunu ve muhtemelen yıldızlararası uzay yolculuğunu yapabilir,
Dolayısıyla, şu anki teknolojimizin izin verdiği “uzay yolculuğu” temposunda bile uygarlıklardan biri Samanyolu’nu birkaç milyon yılda geçebilir.
Bütün bunlar göz önüne alındığında, Fermi Paradoksu neden başka kimseleri görmediğimizi veya duymadığımızı sorar.
O zaman bile bu soru yeni değildi. Rus roket bilimcisi Konstantin Tsiolkovsky, Fermi’nin versiyonundan yaklaşık 20 yıl önce benzer bir soru sormuştu.
Drake Denklemi
1961’de, astronom Frank Drake, Carl Sagan ve John Lilly’den yardım alarak, “Drake Denklemi” olarak bilinen bir denklem tasarladı.
Bu değişken dizisi, Samanyolu galaksisindeki (iletişim kurabileceğimiz) olası uygarlık sayısını temsil eder. Drake Denklemi, evrendeki iletişim eden medeniyetlerin sayısını tahmin etmek için ya da daha basit bir ifadeyle …
N = R * • fp • ne • fl • fi • fc • L
N = Samanyolu galaksisindeki elektromanyetik emisyonları saptanabilen medeniyetlerin sayısı .
R * = Akıllı yaşamın gelişimine uygun yıldız oluşum hızı.
fp = Bu yıldızların gezegensel sistemler ile oranı.
ne = Yaşam için uygun bir ortama sahip olan güneş sistemi başına gezegen sayısı.
fl = Yaşamın gerçekte göründüğü uygun gezegenlerin oranı.
fi = Akıllı yaşamın ortaya çıktığı yaşamı taşıyan gezegenlerin oranı.
fc = Varlıklarının tespit edilebildiğine dair işaretler ortaya koyan bir teknoloji geliştiren medeniyetlerin kesiti.
L = Bu tür uygarlıkların uzaya algılanabilir sinyalleri serbest bıraktığı süre.
Drake ve meslektaşlarının kullandıkları tahminler aşağıdaki gibidir:
R ∗ = 1 yr − 1 (galaksinin ömrü boyunca ortalama olarak yılda 1 yıldız oluşmuş; bu muhafazakar olarak kabul edildi)
f p = 0,2 ila 0,5 (oluşturulan tüm yıldızların beşte biri ile gezegenlerinde olacak)
n e = 1 – 5 (gezegenlerin yıldızları, yaşamı geliştirebilecek 1 ila 5 gezegen arasında olacaktır)
f l = 1 (bu gezegenlerin% 100’ü yaşamı geliştirecek)
f i = 1 (% 100’ü akıllı yaşam geliştirecek)
f c = 0,1 – 0,2 (bunun% 10-20’si iletişim kurabilecektir)
L = 1,000 ila 100,000,000 yıl (bu süre 1000 ila 100,000,000 yıl arasında sürecek)
Asgari değerlerin kullanılması N’nin 20 olmasıyla sonuçlanır. Maksimum değerlerin kullanılması bize 50.000.000 N verir. Açıkçası, buradaki olasılık aralığı değerli olarak kabul edilemeyecek kadar büyük.
Yeterince ileri teknolojiye sahip çok az sayıda uygarlık olabilir, galaksimiz sıfıra yaklaştığı kadar geniş bir alanda temas şansı olabilir veya önümüzdeki birkaç on yıl içinde temasın gerçekleşmesini bekleyebileceğim o kadar çok insan olabilir.
Bu geniş varyansa dayanarak, Drake güvenilir bir şekilde sadece N’nin değerinin 1.000 ila 100.000.000 arasında veya kabaca N = L arasında olduğunu söylüyor. Şunu tekrar söyleyelim: Dışarıda 1.000 tane veya 100.000.000 gelişmiş uygarlık olabilir.
NASA ve diğer kaynaklardan gelen son verilere dayanan mevcut tahminler:
R ∗ = 1 yıl − 1,5 – 3 (yılda 1,5 – 3 yıldız oluşuyor)
f p = ~ 1 (çoğu yıldızın en az bir gezegeni olduğunu gösteren çekimsel verilere dayanarak)
n e = ~ 4 (yıldızların etrafındaki yaşanabilir bölgelerde bulunan gezegenlerin daha yüksek yüzdelerini öneren daha yeni verilere dayanarak)
f l = 1 (muhtemelen daha yeni verilere dayanarak 1 kadar yüksek değil, ancak yine de “tahmin”)
f i = 1 (muhtemelen daha yeni verilere dayanarak 1 kadar yüksek değil, ancak yine de “tahmin”)
f c = 0,1 – 0,2 (Hala aynı)
L = 420 yıl
Bu sonuncusu, L , 1.000-100.000.000 yıllık önceki değer aralığına göre oldukça büyük bir azalmadır. 420 yıllık değeri 60 büyük medeniyetler süren sürenin ortalama uzunluğuna bağlı Michael Shermer gibi, bir bilim tarihçisi tarafından önerilmişti.
Bu yeni varsayımlara girerek, minimum olarak N = 252, maksimum için N = 1.008 olur.
Sadece orijinal değerleri (1000 – 100.000.000) kullanarak kazanılan dev aralığın kısaltılmasıyla, artık Samanyolu galaksisinde saptanabilir elektromanyetik ışınım yayan 252 ila 1008 medeniyetleri olabileceğini belirten çok daha gerçekçi bir aralığa sahip olduk.
Daha gerçekçi – ama neredeyse 100.000.000 gibi büyük bir olasılık kadar heyecan verici ya da umut verici değil.
Elbette, L de çok daha büyük bir sayı olabilir, bu yüzden bizi daha geniş bir alana geri götürür.
Anatomik olarak modern insanları geliştirmek için Dünya’da çok kabaca 4 milyar yıl geçti ve insanların şu anda zevk aldıkları aşamaya ulaşması 200.000 yıl sürdü, tonlarca ve tonlarca kozmosa yayılan her türlü sinyaller gönderiliyordu. Pioneer ve Voyager gibi güzel uzay enkazları dahil.
Yani denklem bunun yerine şöyle olabilir:
N = R * • fp • ne • fl • fi • fc • L • (fIC • T)
Değişkenler için mevcut tahminlerimizi kullanarak, fIC için .1 (esasen fc ile aynı değerde) ve T için 200.000 kullanarak, Samanyolu’ndaki minimum uygarlık sayımız için N = 12.000 olan . Maksimumda 96,000 bir cevabı alıyoruz.
1000 ila 100,000,000 milyon olası medeniyetin orijinal tahmininden, onu biraz daralttık. Michael Shermer’in L değerini temel alan tahminlere kıyasla, 252 ile 1.008 arasında değişen, üst seviyesini bir miktar kısıtlamış halde tutarken çok şey genişlettik.
Öyleyse, bir gün iletişim kurabileceğimiz Samanyolu’nda yabancı yaşamın ilerlemesinin olası bir şans olduğunu söyleyebilir miyiz? Gereken yeteneklere sahip on binlerce medeniyet var mı?
Sanırım bu noktada sonuçlayabileceğimiz tek şey, bu olasılıkları tahmin etme yeteneğimizi geliştiriyor olabileceğimiz, ancak daha iyi hesaplamalar yapabilmek için kendimizle uğraştığımız ölçeklerde daha fazla teknolojik ilerlemeye ihtiyacımız olacak.
Yeni Araştırma, Yeni Sorunlar
Son araştırmaların bazıları denklemde yeni bir sınırlayıcı faktör getirmiştir – fosfor elementi. Fosfor, ATP molekülündeki hücrelerimize enerji taşıyan “P” dir. Yeryüzünde, bu yaşam için bir gerekliliktir; bu, bildiğimiz ve anladığımız gibi akıllı yaşam formları üretmenin kesinlikle gerekli olduğu anlamına gelir.
Sorun şu ki, fosfor aslında evrende çok nadir görülen bir unsurdur. Fosfor süper novada yaratılmıştır ve daha sonra meteorlar üzerindeki bir gezegene yolunu bulmak zorundadır.
Araştırmacılara göre, dolaşmak için yeterli fosfor bulunmuyor. Neyse, yaşanabilir bir bölgedeki her gezegenin kendisini sahiplenmeye zorlayacağı bir şey değil.
Böylece, bizim değişken n e (yaşama uygun bir ortam olabilir güneş sisteminin başına gezegen sayısı) Drake Denklemi tahminlerinde çok daha düşük olabilir.
Bir gezegenin, yüzeyinde yaşam için gerekli unsurlara sahip olmaması durumunda, yıldızın etrafında basitçe yaşanabilir bir bölgede olması önemli değildir.
Yaşam potansiyeli olan bir yıldızın etrafındaki birden fazla gezegen yerine, en fazla 1 olabilir ve muhtemelen çok daha az … belki de yaşanabilir bölgelerde bu tür dünyaların% 0,1’i kadar düşük bir kesir gerekli fosforu içerebilir. Doğru, bir süper nova’nın yaklaşık 50 yılda bir Samanyolu’nda meydana geldiğine inanılır.
Milyonlarca olay ve bu olayların ürettiği tüm elementlerin ortaya çıkmasına neden olan evrensel zamanın genişlemesinde, alan o kadar geniş ve çoğunlukla boştur ki, her güneş sisteminde bir fosforun iniş şansı yaşanabilir dünyalar küçük olurdu.
Muhtemelen bu spekülasyonun meraklılarının çoğu mümkün olduğunca iyimser olmayı tercih etseler de, mümkün olan şey gerçeklik tarafından sınırlandırılmalıdır.
Belki de Michael Shermer’ın akıllı yaşamı olan 252 ila 1.008 potansiyel dünyasının sonucu en yakınlarından biri. Fosfor problemi göz önüne alındığında, kolayca 1 ila 10 dünyaya düşebilir.
Ve Dünya 1 olabilir.
Samanyolu’nda akıllı yaşam ile 1 dünya, ister 10, ister 250, ister 10.000 olsun… Evren o kadar büyük ki, tüm bu gezegenler ve onlardaki hayat benzersiz ve özel.
Evrenin büyük ölçekli yapısı zamanla değişir, ilk yıldızlar ve galaksileri oluşturmak için küçük yapılar büyür, sonra bugün gördüğümüz büyük, modern galaksileri oluşturmak için bir araya gelirler.
Galaksiler Büyük Patlama’dan 200 milyon yıldan daha az bir süre önce ortaya çıkmış olabilirler, ancak Evren o zamanlar çok farklı bir yerdi.
Bugün Samanyolu’nun ötesine baktığınızda, gördüğümüz kadarıyla, her yerde kesinlikle galaksiler var. Yıldızların, galaksilerin ya da bilinen herhangi bir maddenin olmadığı karanlık bir gökyüzü parçasını alsanız bile, yeterince derin görüyorsanız, binlerce galaksinin üzerinde binlerce ödülünüz olacak.
Tüm söylenenler, gözlemlenebilir evrende tahminen iki trilyon galaksinin olduğu, her yöne milyarlarca yıldır yayıldığıdır. Yine de gördüğümüz tüm galaksilere rağmen, Evren’de yapılan ilklerle karşılaşmak için yeterince geriye gidemedik.
Şu anki kayıtın, Evrenin sadece 400 milyon yaşında olduğu zamanki ışığına ulaşmasına rağmen – şu anki yaşının% 3’ü – zaten evrimleşmiş ve eski yıldızlarla doludur.
İlk galaksiler, daha önce denemediğimiz bir zamandan geliyor. Ama şanslıysak, yakında orada oluruz. İşte bu galaksilerin nasıl olması gerektiği.
Galaksi NGC 7331 ve daha küçük, ötesinde daha uzak galaksiler. Ne kadar uzağa bakarsak, zaman içinde o kadar uzağa bakarız. Sonunda, yeterince geriye gidersek galaksilerin oluşmadığı bir noktaya ulaşacağız.
Bugün gördüğümüz galaksiler yaşlı. Çok büyükler, çok çok büyükler ve çeşitli yıldızlarla dolular. Çoğunlukla, orada çok fazla ağır element var: galaksilerde bulunan atomların yaklaşık% 1-2’si (ağırlıkça) hidrojen veya helyumdan başka bir şey.
Evrenin karbon, azot, oksijen, silikon, kükürt, demir veya günümüzde yıldız ve galaksilerde bulduğumuz elementlerden herhangi biri olmadan doğduğunu düşünmek çok önemli.
Fakat onları günümüze getirmek milyarlarca yıl ve sayısız yıldız neslini aldı. Uzak Evreni tekrar ararsak, zamanda geriye bakarız ve galaksilerin o zamanlar bugün göründüklerinden çok farklı olduklarını keşfederiz.
Bu ağır elementlerde bugün sahip olduğumuz galaksilerden daha küçük, daha mavili, sayısız ve fakirdiler. Evrenin tarihi boyunca galaksiler büyük ölçüde evrimleşmiştir.
Günümüz Samanyolu ile karşılaştırılabilir olan gökadalar sayısızdır, ancak Samanyolu benzeri olan genç gökadalar doğal olarak bugün gördüğümüz gökadalardan daha küçük, daha mavi, daha kaotik ve daha zengindir.
Fakat ilkler nasıl oluştu? Ve evren bunları yaparken nasıldı? Onları bize getiren kozmik hikaye, önce birkaç önemli adım olduğunu gösterdi.
Nedeni basit. En küçük hacimli kozmik ölçekler önce çekimsel olarak çökmekte, daha büyük ölçekler daha uzun süreçlere ihtiyaç duymaktadır.
Bir sanatçının ilk kez yıldızları oluştururken Evrenin neye benzeyebileceği anlayışı. Parladıkça ve birleştikçe, hem elektromanyetik hem de çekim gücü olarak radyasyon yayılır. Fakat öldüklerinde, ikinci nesil yıldızlara neden olabilirler ve bunlar çok daha ilginçtir.
Burada oyundaki iki önemli faktörü düşünün: kütle çekim gücü ve ışığın hızı. Çekim, daha büyük ve giderek daha da büyük madde yığınlarını bir araya getirebilecek tek mekanizmadır. Bununla birlikte, nesnelerin çekimsel olarak büyüyebilme hızı ile sınırlıdır.
Herhangi bir uzaklıktaki bir kütle çekim kaynağı, çekim dalgaları yayabilir ve çekim gücü olarak ortaya çıkan alan dokusunu deforme eden bir sinyal gönderebilir.
Ancak bu deformasyon sadece ışık hızında hareket eder; uzaktaki nesneler bu kuvveti hissetmeden önce uzun bir süre beklemelidir.
Öyleyse, ilk yıldızlarınızın ve yıldız kümelerinizin kütle çekimsel çöküşünden ötürü nihayet bir yerde büyük miktarda kütle toplandığınızda ne olur?
Birbirlerini çekerler ve sonunda etkili bir şekilde bunu yapabilirler. Ancak, bir büyük yıldız kümesinin diğerini çeken zaman çizelgesi, bireysel yıldız kümelerinin oluşma zaman çizelgesinden çok daha uzun olacaktır.
Bir tarafta birkaç bin ışık yılı olabilecek uzayın hacimlerine bakmak yerine – bir yıldız kümesi oluşturmak için neyin çökebileceği ölçeği – yeterli maddeyi bir araya getirmek için onlarca veya yüzlerce kez ölçeklere bakmanız gerekir. Böylece ilk galaksilerin yapım aşaması başlar.
Yıldızlar, onlarca, hatta Güneş kadar yüzlerce katı parlak, mavi olanlar da dahil olmak üzere çok çeşitli boyutlarda, renklerde ve kütlelerde oluşur.
Burada
Erboğa takımyıldızında açık yıldız kümesi NGC 3766, görülmektedir. Yıldız kümeleri, evrenin başlangıcında galaksilerden daha hızlı oluşur.
Yıldız kümeleri arasına ulaşmak çekim gücü için onlarca ya da yüzlerce yıl sürerse, galaksiler yapmanın yıldızlardan çok daha fazla zaman alacağından endişe duymalıyız.
Neyse ki, bu doğru değil! Daha uzun sürer, ancak düşünülen miktarda değil. Çekim kuvveti gücü birikimlidir, bu yüzden temelde bir gecikme saatini başlatmak gibi.
“Yıldız kümesi” saati, Büyük Patlama’dan birkaç milyon yıl sonra başlar; “galaksi” saati, belki de bundan on milyon yıl sonra başlar ama bir engelle: çökmek üzere daha uzağı var.
Karanlık madde akışları, bu simülasyonda görüldüğü gibi galaksilerin kümelenmesini ve büyük ölçekli bir yapı oluşmasını sağlar.
İlk yıldız kümelerini 50 ila 100 milyon yıl sonra hızla oluşturuyoruz. Neredeyse hemen ardından ikinci nesil yıldızları oluşturuyoruz, çünkü ilk nesil yıldızlar çok kısa bir süre sonra yeni nesilleri tetikleyerek çok hızlı yaşar ve ölürler.
Öyleyse, ilk galaksilerin oluşması için on milyonlarca yıl beklemeliyiz, çünkü yıldız kümelerinin birbirlerini boş alanların derinliklerinde çekmeleri gerekir; Ve büyük galaksilerin ve daha sonra galaksi gruplarının ve galaksi kümelerinin ortaya çıkması için çok daha uzun zaman ölçekleri gerekecektir.
En büyük küme merkezli, büyük ölçekli bir çalışma. Gaz yoğunluğuna geçiş yapan koyu madde yoğunluğunu (solda) gösterir.
Evrenin büyük ölçekli yapısı karanlık madde olmadan açıklanamaz. Evrende mevcut olan yapının önce küçük ölçekler üzerinde şekillendiğini, sonunda giderek daha büyük ve daha büyük olanlara yol açtığını belirtir.
Bu ilk galaksileri bulmak için en büyük zorluk, evrendeki bütün nötr atomları galaksiler arası uzayda iyonize edecek kadar yıldız oluşmamış olmasıdır.
Bu, ilk yıldızlardan (ve ilk galaksilerden) gelen ışığın bu atomlar tarafından emildiği anlamına gelir; Evren hala opaktır. Şimdiye kadar gördüğümüz en erken galaksiler, Büyük Patlama’dan 400 milyon yıl öncesine dayanır ve keşfedilmiştir.
Bu uzak galaksi GN-z11, galaksiler arası ortamın çoğunlukla iyonlaştırıldığı bir bölgede bulunduğundan, Hubble bize şu anda ancak bunu gösterebiliyor. Daha fazlalarını görmek için, Hubble’dan daha iyi bir gözlemciye ihtiyacımız var.
Ancak bundan biraz daha iyisini yapabiliriz. Bir süre sonra bir miktar galaksi daha gözlemledik ve içlerindeki yıldızların kaç yaşında olduklarını belirledik!
Galaksi MACS1149-JD1, ışığı Büyük Patlama’dan 530 milyon yıl sonra gelen en uzak gökadadır. Bunu gözlemlediğimizde, içindeki yıldızların yaklaşık 280 milyon yıllık olduğunu, yani Büyük Patlama’dan sadece 250 milyon yıl sonra büyük bir oluştuğunu anlamış bulunuyoruz.
Uzak galaksi MACS1149-JD1 kütle çekimi açısından ön plan kümelenmesi tarafından lensleştirilerek (mercekleme etkisi), yeni nesil teknoloji olmadan bile yüksek çözünürlükte ve çoklu cihazlarda görüntülenmesine olanak tanır.
Bu büyük yıldız oluşumu patlamaları basitçe gerçekleşmez çünkü sizin bir yıldız kümeniz vardı; Büyük birleşme gerçekleştiğinde, gökbilimcilerin yıldız patlaması dediği şeye yol açıyor.
Çarpışan gaz, büyük miktarda yeni yıldız oluşumunu tetikleyebilen malzemenin çökmesine neden olur. Sadece çökmekte olan bir yıldız kümesinden çok daha büyük ve daha güçlü olan, bunlar gerçek ilk galaksileri işaret etmelidir.
Daha büyük olacak, daha fazla yıldız içerecek, daha büyük, daha aydınlık olacaklar ve kusursuz bir imza bırakacaklar. Evrendeki kendilerini damgalayacaklar. Ve bu baskı gözlemlenebilir olacak.
Bütün kozmik tarihimiz teorik olarak iyi anlaşılmıştır, ancak yalnızca nitelikseldir. Evrenimizin geçmişinde, ilk yıldızlar ve galaksiler oluştuğundaki gibi, kozmozumuzu, gerçekleşmesi gereken çeşitli aşamalarını gözlemsel olarak doğrulayarak ve açığa vurarak gerçekten anlayabiliriz.
Sadece Evrenin yeniden birleşmesine katkıda bulunmakla kalmayacaklar, aynı zamanda yıldızları oluşturdukları her yerde iyonize çekirdekleriyle birleşen elektronları bulacağız.
Ne zaman “kozmik şafak” meydana geldiğinde, bu ilk galaksiler meydana çıktığında, her bir kanıt parçası ilk galaksilerin ana orijini olarak 200-250 milyon yıllık bir zaman çizelgesine işaret etmektedir.
İlk galaksiler için ilk önce çok sayıda adım gerekirdi: önce yıldızların ve yıldız kümelerinin oluşması gerekiyordu ve çekim gücünün bu yıldız kümelerini daha büyük kümeler halinde bir araya getirmesi gerekiyordu.
Fakat onları bir kez yarattıktan sonra, şimdi onlar en büyük yapılardır ve büyümeye devam edebilir, sadece yıldız kümelerini ve gazları değil, aynı zamanda küçük galaksileri de çekebilirler.
Kozmik ağ ilk büyük adımını attı ve yüz milyonlarca ve milyarlarca yıldan daha fazla ve daha karmaşık bir biçimde büyümeye devam edecek.
Bu arada, başlangıçta daha küçük aşırı yoğunluğu olan bölgeler de büyümeye devam edecek ve daha önce oluşmadıkları yerlerde ilk (veya ikinci) zaman için yıldız oluşturacaklardır. Yapıların yaratılmasının büyük kozmik hikayesi bir kerede değil, kozmos boyunca her yerde her zaman gerçekleşir.
Araştırmacılar, galaksiler arasında gerilmiş olan gaz demetleri tarafından yayılan ışığın haritasını çıkardılar.
Bilim insanları, galaksiler (parlak noktalar) arasında iplik benzeri bağlantılar kuran, kozmik ağda gaz filamanlarını (mavi) görmüşlerdir. Gaz oluşumlar ve bazı gökadalar, ilkel kümelerin bir parçası, oluşum sürecinde bir gökada yığınıdır.
Eterik bir kozmik örümcek ağı gibi, gaz lifleri de galaksileri birbirine bağlayan karmaşık, bir diğerine bağlı bir yapı oluşturur. Ancak, örümcek ipliği gibi bu ince ipliklerinin neredeyse görünmez olabileceği gibi, bu kozmik ağ soluk ve algılanması zordur. Şimdi gökbilimciler, gaz tarafından yayılan ışığın ilk ayrıntılı fotoğrafını elde ettiler. Araştırmacılar yaptıkları çalışmada yeni filamanların milyonlarca ışık yılı boyunca yayıldığını bildirdi .
Bilgisayar simülasyonları kozmik ağın varlığını tahmin ediyordu ve astronomlar daha önce tek bir filamanın işaretlerini yakalamıştı. Ancak bilim insanları şu ana kadar birden fazla galaksi arasında uzanan bir ağ görmüyorlardı. Durham Üniversitesi’nden astrofizikçi Michele Fumagalli “Aslında sonunda bir fotoğrafımız oldu” diyor.
Fumagalli ve meslektaşları, gökadaların bir protokolünü içeren büyük bir gökada kümesinin bir araya gelmeye başladığı bir gökyüzü bölgesini inceledi. Küme içindeki gökadalar, gökada merkezindeki süper kütleli kara deliklerin çevresinde oluşan ya da çalkalanan bölgelerdeki yeni yıldızların bir sonucu olarak morötesi ışık yayar. Gazın filamanları bu ışığı emer ve yeniden toplar. Avrupa Güney Gözlemevinin (ESO) Şili’deki Çok Büyük Teleskopu’nu kullanarak, gökbilimciler yeniden gönderilen ışığı tespit ettiler.
13.8 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama’dan sonra, bilim adamları kütle çekim gücünün maddenin tabakalara ve filamanlara çökmesine neden olduğuna inanıyorlar. Maddenin özellikle yoğun olduğu bölgelerde, kozmik ağdan gazla beslenen galaksiler oluştu. İpliklerin yeni resmi bu kozmik köken hikayesini destekliyor.
Bu bilgisayar simülasyonu, komşu galaksileri birbirine bağlayan gazın lifleri olan kozmik ağı gösterir. Renkler, gaz tarafından yayılan ışığın parlaklığını gösteriyor, kırmızı bölgeler daha parlak ve mavi bölgeler daha karadır. Büyük Patlama’dan sonra çekim kuvveti, maddenin tabakalara ve filamanlara çökmesine neden oldu. Maddenin özellikle yoğun olduğu yerde galaksiler oluşmuştur. Bilim insanları şimdi bu kozmik ağın yaydığı ışığın ilk ayrıntılı görüntüsünü hazırladı.
Satürn’ün ayı Enceladus’unda, amino asitlerin içerikleri olan yeni tür organik bileşikler tespit edildi. Bulgular, göreve devam eden Cassini misyonundan elde edilen verilere dayanıyor.
Güçlü hidrotermal menfezler, su buharı ve buz taneleri olarak uzaya bırakılmadan önce, uydunun devasa yeraltı okyanusundan suya karışıp Enceladus’un çekirdeğindeki malzemeyi dışarı atmaktadır.
Buz taneleri üzerine yoğunlaşmış yeni keşfedilen moleküllerin azot ve oksijen içeren bileşikler olduğu belirlendi.
Cassini uzay aracının 2007’de yakaladığı bu resimde, Enceladus’dan dışarı atılan malzeme açıkça görülüyor. Uydu, Cassini’nin bakış açısı doğrultusunda Güneş’in önünde.
Dünyada benzer bileşikler, yaşamın yapı taşları olan amino asitleri üreten kimyasal reaksiyonların bir parçasıdır. Okyanus tabanındaki hidrotermal menfezler reaksiyonları besleyen enerjiyi sağlar.
Bilim insanları, Enceladus’un hidrotermal menfezlerinin aynı şekilde çalışabileceğini ve amino asitlerin üretilmesine yol açan enerjiyi sağladığını düşünüyor.
Araştırmacılar, Enceladus’un okyanusundan gelen yaşam için en temel malzemeleri buldular. NASA verilerinin yeni bir analizi, Enceladus’un buzlu kabuğunun altındaki okyanustan uzaya fırlayan sıvı suların içindeki organik bileşiklerin varlığını ortaya koyuyor.
Azot ve oksijen taşıyan bu bileşikler, proteinlerin yapı taşları olarak görev yapan amino asitler complex-molekülleri üretmede kilit rol oynarlar. Proteinler olmadan, Dünya’da bildiğimiz yaşam var olamazdı.
Bilim insanları, Enceladus’un yüzeyinin altındaki okyanusun yaşam için gerekli malzemeleri barındırabileceğinden şüpheleniyorlar. Araştırmacılar daha önce buzlu aydan gelen başka organik moleküller de tespit etmişlerdi, ancak, ilk defa bu bileşiklerin suda çözüldüğü tespit ediliyor.
“Koşullar uygunsa, Enceladus’un derin okyanusundan çıkan bu moleküller, Dünya’da gördüğümüz reaksiyon zincir yolunda olabilir.
Dünya dışındaki yaşam için amino asitlere ihtiyaç duyulup duyulmadığını henüz bilmiyoruz, ancak amino asitleri oluşturan molekülleri bulmacanın önemli bir parçası olarak görüyoruz, ”diyor Berlin Üniversitesi araştırma ekibini yöneten Nozair Khawaja.
Cassini’nin görevi Eylül 2017’de sona ermesine rağmen, sağladığı veriler üzerinde on yıllar boyunca çalışılacak.
Khawaja’nın takımı, uzay aracının Kozmik Toz Analiz Cihazından veya Enceladus’tan Satürn’ün E halkasına salınan buz tanelerini tespit eden CDA’dan (Kozmik Toz Çözümleyicisi) gelen verileri kullandı .
Bu çizim, Cassini uzay aracı tarafından tespit edilen, Satürn’ün ayı Enceladus’undan yayılan buz taneciklerine giden organik bileşiklerin işlemini göstermektedir.
Bilim insanları, tahıllardaki organik madde bileşimini belirlemek için CDA’nın kütle spektrometresi ölçümlerini kullandılar.
Araştırmacılar, tespit edilen organiklerin ilk önce Enceladus okyanusunda çözüldüğünü, daha sonra da ay kabuğundaki kırıkların içindeki buz taneleri üzerinde yoğunlaşma ve donmadan önce su yüzeyinden buharlaştıklarını belirtti.
Bu kırıklardan yayılan yükselen uzaya adeta üflenen buz taneleri sonra Cassini’nin CDA’sı ile analiz edildi. Yeni bulgular, ekibin , Enceladus okyanusunun yüzeyinde yüzdüğüne inanılan büyük, çözünmeyen karmaşık organik moleküllerin keşfini tamamladı.
Ekip, okyanusta çözünmüş, amino asit oluşumunu teşvik edecek hidrotermal prosesler için gerekli olan malzemeleri bulmak için bu yakın tarihli çalışma ile daha da ileri gitti.
Ekipten Jon Hillier “Burada daha küçük ve çözülebilir organik yapı blokları buluyoruz – amino asitler ve dünyadaki yaşam için gerekli diğer bileşenler için potansiyel öncüler.”
Frank Postberg ise, “Bu çalışma, Enceladus’un okyanusunun çok miktarda reaktif yapı taşı olduğunu ve Enceladus’un yaşam alanı araştırmasında başka bir yeşil ışık olduğunu gösteriyor” dedi.
“Onlara ‘lurker’ deniyor ve bizi milyonlarca yıldır uzaydan gizlice gözlüyorlar – belki de daha öncelerden var olduğumuzdan beri.”
Astrofizikçi James Benford tarafından hazırlanan yeni bir makalede bu cesur görüş öne sürüldü. Fakat Benford’un fikirleri radikal görünmesine rağmen, SETI (Dünya Dışı Zeki Yaşam Arayışı) topluluğundaki uzun geçmişine dayanır.
1960’da, Stanford radyofizikçisi Ronald Bracewell ilk olarak “üstün galaktik toplulukların”, ki dünyadakiler de dahil olmak üzere diğer yaşam formlarını gözlemlemek, izlemek ve hatta belki de iletişim kurmak için uzayda “hipotetik duygular” olarak özerk yıldızlararası sondalar dağıtabileceği fikrini önerdi.
Benford makalesinde “Yakınlarda bulunan bir sondayla, medeniyetimiz onu bulabilecek teknolojiyi geliştirirken ve bir kez temasa geçildiğinde gerçek zamanlı olarak bir konuşma yapılabilir. Bu arada, uzun süredir rutin olarak biyosferimiz ve medeniyetimiz hakkında rapor veriyor olabilir” diye açıklıyor.
Ancak, onlarca yıllık Bracewell sondaları kavramı, daha sonraları araştırılmış ve bilim kurgu tarafından ele alınmış olsa da – en önemlisi 2001’deki ürkütücü monolit olarak : A Space Odyssey – böyle robot nöbetçilerin varlığına dair hiçbir kanıt bulunamamıştır.
Şimdi, Benford, Güneş Sistemi’mizde uzaylı yapımı “lurkerlerin” her zaman dikkatli bir sessizlik içinde bizi gözlemlemek üzere yerleştirilebilecekleri ideal bir yer önerdi.
Yeni makalesinde, fizikçi bu kadar gizli, uzun ömürlü robot avukatların, eşlik etmelerini koorbital (ortak yörüngede) nesneler olarak adlandırılan, Dünya’ya yakın kayalık cisimler (NEO) sınıfına yerleştirmek için iyi bir fikir olacağına işaret etmekte.
Adlarından da anlaşılacağı gibi, Dünya’nın bu yarı-uyduları, Dünya’nın kendi yörünge düzenine benzeyen Güneş’in etrafında yörüngesel döngüler uygularlar ve bunu Dünya’ya yakın bir yerde, Güneş’e ek olarak kendi gezegenimize bağlanırlar.
Gökbilimciler tarafından bu tür nesnelerin çok az bir kısmı bulunabilmiştir. Örneğin 2016 HO3, Dünya’ya en yakın bilinen, NASA tarafından “Dünya’nın sürekli arkadaşı” olarak tanımlanan küçük bir asteroittir.
NEO araştırmacısı Paul Chodas, 2016 yılında “2016 HO3 gezegenimizin etrafında dönüyor, ama ikimiz de Güneşin etrafında dolaştığımızdan çok uzaklaşmıyor. Aslında, bu küçük göktaşı Dünya ile küçük bir dansta yakalandı” demişti.
Ancak, Koorbital nesnelerin Dünya’nın dans ortaklarından çok daha fazlası olabileceği, Benford’un önerdiği gibi, sürekli yörünge yakınlıklarından dolayı, bu yakın uzay kayaları, bizi takip etmek isteyen robotik sondalar için en uygun avantaj noktasını sunabilir.
“Bu Dünya’ya yakın nesneler, dünyamızı güvenli bir doğal nesneden izlemek için ideal bir yol sunuyor. Bu, bir ET’nın (dış dünyalı) ihtiyaç duyabileceği kaynakları sağlar: malzemeler, sağlam bir çapa ve gizlenmedir.”
Bu olasılıktan dolayı – ve eşgüdümlerin gerçekten Dünya’ya çok yakın olmasından dolayı – fizikçi, onları araştırmanın SETI gökbilimciler için bir öncelik olması gerektiğini savunuyor.
Benford, “Onları hem elektromanyetik spektrum ve gezegen radarında gözlemleyerek hem de sondalarla ziyaret ederek gözlemlemeye doğru ilerlemeliyiz” diyor.
Uzaylı nöbetçi bulma ihtimalinin yanı sıra, diğer bilimsel nedenlerle de mantıklı gelebilecek bir durum – özellikle 20’den az keşfedilmiş olan koorbital nesneler hakkında çok az şey biliyoruz.
Çin, 2016 HO3’ten örneklerin ziyaret edilmesini ve toplanmasını içerecek 10 yıllık bir misyon başlatmayı planladığını duyurdu: Dünya’nın sürekli bir arkadaşı hakkında komik (veya yabancı) bir şey varsa yakından bakmak için mükemmel bir fırsat.
Fakat bir göz atmanın maliyeti çok azsa, neden olmasın? ET’yi bulamazsak bile, ilgi çekici bir şey bulabiliriz.
Bu 20 ay epeyce küçük, yaklaşık 5 km boyutundadır. On yedi tanesi geriye dönük (retrograt) yörüngeye sahip, yani Satürn’ün etrafında gezegenin dönüşünün tersi yönde hareket ediyorlar.
Keşif ekibi üyeleri, bu 17 uydunun bir Satürn turunu tamamlamasının üç yıldan fazla sürdüğünü ve bilinen en uzak Satürn uyduları olduğunu söylüyorlar.
Yeni bulunanlar için keşfedilen görüntüler çok uzaklarda bulunan Satürn ayının ilerisindedir. Subaru teleskobunda, her görüntü arasında yaklaşık bir saat kaldılar.
Arka plandaki yıldızlar ve galaksiler hareket etmiyor, oysa turuncu bir çubukla vurgulanan yeni keşfedilen Satürn ayı, iki resim arasındaki hareketi gösteriyor.
Geriye dönük hareket eden bu 17 ay, aynı temel yörünge parametrelerini paylaşan Satürn uydularının “İskandinav grubuna” aitmiş gibi görünüyor.
Araştırmacılar, en içteki iki ilerleme nesnesinin “Inuit grubu” ile aynı hizada olduğunu ve yeni buluntular arasındaki en dıştaki ilerleme ayının “Galya grubuna” ait olabileceğini ancak şu anda belirsiz olduğunu belirtti.
Bu uydu gruplarının her biri, o genel alanda yörüngede olan daha büyük bir ayı tahrip eden uzun zaman önce bir etkinin kanıtıdır.
Carnegie Enstitüsü’nden Scott Sheppard, “Bu tür dış ay gruplamaları, Jüpiter’in etrafında, Satürn sistemindeki aylar arasında veya asteroitlerden veya kuyruklu yıldızlardan geçmek gibi dış cisimlerle meydana gelen şiddetli çarpışmaların meydana geldiğini gösteriyor” dedi.
Sheppard keşif ekibini yönetti. O ve arkadaşları – California Üniversitesi’nden David Jewitt, Los Angeles ve Hawaii Üniversitesi’nden Jan Kleyna – Hawaii’deki Subaru Teleskobunu kullanarak Satürn aylarını buldu.
Sheppard, “Dünyanın en büyük teleskoplarından bazılarını kullanarak, dev gezegenlerin etrafındaki küçük ayların envanterini tamamlıyoruz” dedi.
“Güneş sistemimizin gezegenlerinin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini belirlememize yardımcı olmamızda çok önemli bir rol oynuyor.”
Gaz devi, şeklini alırken bir toz ve gaz diskiyle çevriliydi. Bu küçük aylar, Satürn’ün etrafındaki yolda tüm bu malzemeyi sürmek zorunda kaldılar.
Sheppard, geçen yıl bir düzine Jüpiter ayı keşfetti ve Carnegie Enstitüsü bu dünyalardan beşine isim vermek için bir halk yarışması düzenledi. Bu rekabeti kaçırdıysanız endişelenmeyin: Şimdi başka bir şansınız var.
Sheppard, “Yeni Jüpiter Ay Adlandırma Yarışması’na halkın katılımıyla çok heyecanlandım, bu yeni keşfedilen Satürn aylarını adlandırmak için bir tane daha yapmaya karar verdik.” Dedi. “Bu sefer, aylara İskandinav, Galya veya İnuit mitolojisindeki devlerin isimleri verilmeli.”
Yeni keşfedilen 20 Saturn ayının tümü de adlandırma için adil bir oyun. Eğer ilgileniyorsanız, tweetleyerek önerinizi @SaturnLunacy nedenlerinizi hashtag #NameSaturnsMoons 6 Aralık 2019 tarihine kadar gönderin.
Organizatörler, “Fotoğraflar, sanat eserleri ve videolar şiddetle tavsiye edilir” diye yazdı, burada adlandırma yarışması sayfasında daha fazla bilgi var.
/https://tf-cmsv2-smithsonianmag-media.s3.amazonaws.com/filer/f6/75/f675f24e-2978-4c1b-8e55-6148e3bb33c9/06_04_2014_mega_earth.jpg)
