BilimÇevreEditörün SeçimiTeknoloji

Evrenin Genişlemesi Homojen Olmayabilir

Evrenin Genişlemesi Homojen Olmayabilir mi?

Astronomlar yıllardır evrenin her yöne aynı oranda genişlediğini kabul ediyorlardı. Ancak ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) XMM-Newton, NASA’nın (Ulusal Havacılık ve Uzay Ajansı) Chandra ve Alman ROAST X-ray gözlemlerinden alınan verilerle çalışan uzmanlar kozmolojinin temel önermesinin yanlış olabileceğini düşünüyorlar. Yani yapılan araştırmalar doğrultusunda evrenin genişlemesi homojen olmayabilir. Sizler için Evrenin Genişlemesi ile ilgili detaylı bir inceleme yaptık.

Almanya Bonn Üniversitesinde görevli Astronomi ve Astrofizik Doktora araştırmacısı Konstantinos Migkas ve danışmanı Thomas Reiprich:

Başlangıçta gökbilimcilerin izotropi hipotezini test etmelerini sağlayacak yeni bir yöntem doğrulamak için yola çıktı. Bu varsayıma göre, evren, bazı yerel farklılıklara rağmen, büyük ölçekte her yönde aynı özelliklere sahiptir.

Temel fiziğin bir sonucu olarak, yaygın kabule sahip hipotez kozmik mikrodalga arka planının (CMB) gözlemleri ile desteklenmiştir. Büyük patlamanın doğrudan bir kalıntısı olan CMB, evrenin 380 000 yaşındaki halini yansıtarak gözlememize olanak sağlar. CMB’nin tekdüze dağılımı, evrenin bebeklik döneminde her yöne hızla ve aynı oranda genişlemiş olması gerektiğini göstermekteydi.

Ancak bugünün evreninde bu doğru olmayabilir.

evrenin genişlemesi
Şu anki çalışmalara göre evrenin genişleme oranının farklı doğrultulardaki dağılımı

Konstantinos Migkas, “Bonn Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi’nden çalışma arkadaşlarımızla birlikte günümüz evreninde 800 den fazla galaksi kümelerini gözlemledik. Eğer izotropi hipotezi doğru olsaydı, kümelerin özellikleri gökyüzünde eşit olacaktı. Ancak çok önemli farklılıklar gördük.” diyor.

Evrenin Genişlemesi Araştırması için X-ışınları Kullanarak Gözlem Yaptılar

Gökbilimciler galaksi kümelerini kaplayan aşırı sıcak gazların  X-ışını sıcaklık ölçümünü kullandılar ve kümelerin gökyüzünde ne kadar parlak göründükleriyle karşılaştırdılar. Aynı sıcaklıkta ve benzer mesafedeki kümelerin de aynı parlaklıkta görünmeleri gerekir. Ancak gökbilimcilerin gözlemlediği şey bu değildi.

Thomas Reiprich, “Aynı özelliğe ve sıcaklığa sahip kümelerin, gökyüzünün bir yönünde beklediğimizden daha az parlak ve başka bir yönde beklenenden daha parlak göründüğünü fark ettik. Bu fark oldukça önemliydi, yaklaşık % 30.” diyor. 

Küme mesafelerini tahmin etmek için genel kabul gören kozmoloji modeline meydan okumadan önce, Konstantinos ve çalışma arkadaşları diğer olası açıklamalara baktılar. Belki de, fark edilmemiş bir gaz ya da toz bulutu bazı alanlarda gözlem yaptıkları kümeleri karartıyor ve kümenin daha soluk görünmesine sebep oluyordu. Ancak veriler bu senaryoyu desteklemedi.

Uzayın bazı bölümlerinde küme dağılımı, büyük küme grupları gibi aşırı kütleli yapılardan kaynaklanan kütleçekimsel kuvvetin neden olduğu büyük çaplı madde hareketlerinden etkilenebilir. Ancak bu hipotez de doğru görünmüyor. Konstantinos bulguların ekibi şaşırttığını da ekliyor.

Gökada kümelerinin gökyüzüne eşit olarak dağıtıldığına inanılıyor
Gökada kümelerinin gökyüzüne eşit olarak dağıtıldığına inanılıyor

“Evren gerçekten anizotropik ise, sadece son birkaç milyar yılda bile, bu büyük bir paradigma değişimi anlamına gelir çünkü, özelliklerini analiz ettiğimizde her nesnenin yönü dikkate alınmalıdır. Örneğin, bugün evrendeki çok uzak nesnelerin uzaklığını tahmin etmek için bir dizi kozmolojik parametre ve denklem kullanıyoruz. Bu parametrelerin her yerde aynı olduğuna inanıyoruz. Ancak çıkardığımız sonuçlar bundan daha doğru ise durum değişirdi ve önceki sonuçlarımızı tekrar gözden geçirmeliyiz.”

XMM-Newton projesi bilimcisi Norbert Schartel, “Bu son derece büyüleyici bir sonuç. Önceki çalışmalar, mevcut evrenin her yöne eşit olarak genişlemeyebileceğini öne sürdü, ancak bu sonuç -ilk kez galaksi kümeleri üzerinde X-ışınları kullanılarak böyle bir test yapıldığı için- çok daha büyük bir öneme sahip ve aynı zamanda gelecekteki araştırmalar için büyük bir potansiyel ortaya koyuyor.” diyor.

Bilim insanları, kozmik genişleme üzerindeki bu muhtemel düzensiz etkinin evrendeki toplam enerjinin % 69’unu oluşturan karanlık enerjiden kaynaklandığını düşünüyorlar. Karanlık enerji hakkında günümüzde çok az şey biliniyor, ancak son birkaç milyar yılda evrenin genişlemesinin hızlandığı görülüyor.

Evrenin Genişlemesi ile İlgili Euclid Teleskobu Sorulara Yanıt Bulabilir

ESA’nın milyarlarca gökadayı görüntülemek, kozmosun genişlemesini ve hızlanmasını, aynı zamanda karanlık enerjinin doğasını incelemek için tasarlanan ve yapımı devam eden Euclid teleskobu gelecekte bu gizlerin çözülmesine yardımcı olabilir.

ESA’nın Euclid projesi bilim insanı René Laureijs, “Bulgular gerçekten ilginç, ancak çalışmaya dahil edilen örnek hala bu kadar derin sonuçlar çıkarmak için nispeten küçük. Bu, mevcut verilerle yapabileceğiniz en iyisidir, ancak geniş çapta kabul gören kozmolojik modeli gerçekten yeniden değerlendirecek olsaydık, daha fazla veriye ihtiyacımız olurdu.”

Euclid tam da bunu yapabilir. 2022 yılında fırlatılacak uzay aracı, yalnızca karanlık enerjinin evreni gerçekten farklı yönlerde dengesiz bir şekilde gerdiğine dair kanıtlar bulmakla kalmayacak, aynı zamanda bilim insanlarının mevcut bulgularını destekleyebilecek veya çürütebilecek çok sayıda gökada kümesinin özellikleri hakkında daha fazla veri toplamasına olanak sağlayacaktır.

Daha fazla veri yakında Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü tarafından üretilen X-ışını eROSITA cihazından da gelecek. Yakın zamanda piyasaya sürülen Alman-Rus uydusu Spektr-RG, daha önce bilinmeyen on binlerce gökada kümesinin ve aktif galaktik merkezin keşfine odaklanan orta enerji X-ışınlarında ilk tüm gökyüzü araştırmasını gerçekleştirecek.

Çeviri kaynağı: Rethinking cosmology: Universe expansion may not be uniform

İleri okuma: Probing cosmic isotropy with a new X-ray galaxy cluster sample through the LX−Tscaling relation’ by K. Migkas et al. (2020)

Share:

Bir Cevap Yazın