“Evrenin kaderi nasıl sonlanacak? Bu sorunun cevabı için 2011 yılı Nobel Fizik Ödülü’nü kazananlara kulak verirsek eğer evrenimiz, muhtemelen buzda sona erecek. Süpernova olarak tanımlanan yıldız patlamalarından onlarcasını inceleyen gökbilimciler evrenin giderek daha hızlı bir şekilde genişlediğini keşfettiler.”
İşte tam da bu satırları yazmıştık, 2011 yılı Nobel Fizik Ödülü ile ilgili haberimizin ilk satırları arasında. Son 25 yılın en önemli beş fizik keşfi ile ilgili yazı dizimiz “Dünyamızı Değiştirebilecek Fizik Keşifleri”nde bu defa konu edeceğimiz keşif, evrenin genişlemesinin hızlanması olacak.
Evrenin genişlemesinin hızlandığının hayret verici keşfi evreni kaplayan gizemli bir karanlık enerjinin varlığını da ima ediyordu aynı zamanda.
Evrenin genişlemesinin hızlandığı tip1a süpernovalar üzerine yapılan çalışmalarla keşfedildi. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/JHughes et al. Optical: NASA/ESA/Hubble Heritage Team
Son 25 yılda astrofizik ve kozmolojide sayısız sayıda şaşırtıcı bulguların keşfedildiği söylenebilir ama evrenin genişlemesinin yavaşladığının değil de aslında hızlandığını keşfetmek diğerleri arasında en büyük keşifti. Bu sansasyonel bulgu gösterdi ki evrenin kütle-enerji içeriğinin yaklaşık dörtte üçünün hâlâ hemen hemen hakkında hiçbir şey bilmediğimiz ama yerçekimsel itmeden dolayı var olduğunu düşündüğümüz biraz garip olan karanlık madde olarak adlandırdığımız bir maddeden oluştuğunu söylüyor. Daha önce, evrenin içerdiği madde miktarının ne kadar olduğuna bağlı olarak ya bir büyük çöküş ile eninde sonunda evrenin çökeceği ya da giderek ama yavaş bir şekilde azalarak sonsuza dek evrenin genişleyeceği var sayılıyordu.
Evrenin genişlemesinin hızlandığının keşfi, tip1a süpernova olarak bilinen belirli bazı patlayan yıldızları araştıran araştırmacılardan iki rakip araştırma grubu tarafından 1990’lı yılların ortalarında yapıldı. Bu tür yıldızlar aynı kütleye ulaştıklarında aynı şekilde her zaman kabarıp patlamaktadırlar. Bu, evrenin uzaklığını doğru bir şekilde ölçmemizde bu yıldızları “standart kandiller” olarak kullanabileceğimiz anlamına geliyor. Parlaklıklarına rağmen, böyle süpernovalar son derece nadirdir ve Saul Perlmutter’in liderliğini yaptığı Süpernova Cosmology Project ve Brian Schmidt’in liderliğini yaptığı High-Z Supernovae Search Team adındaki iki grup yeterince sayıda bu yıldızlardan bulmak için Hubble Uzay Teleskobu ve yer-temelli teleskopları kullanarak özenli araştırmalar yapmak zorunda kaldılar.
İki araştırma grubu da aslında daha fazla yığınla veri elde ederek evrenin genişlemesinin yavaşladığını bekliyorlardı. Çünkü kütleçekimi evrenin bu genişlemesini yavaşlattığı düşünülüyordu, eğer evren maddeden ayrı olarak itici bir kuvvet içeriyorsa bu son derece mantıklı bir çıkarım yerini başka bir teoriye bırakmalıydı. Fakat araştırmacılar bu sonuca hızlı ve kolaylıkla ulaşamadılar. Aynı zamanda, bizim göremediğimiz bir yığın karanlık madde ve sıradan, görünür maddenin küçük bir miktarından oluşan bir evrende yaşadığımızı kabul ediyorduk. Karanlık maddenin kendisinin kabul edilmesi 50 yıldan fazla bir süre almıştı ve karanlık enerjinin eklenmesiyle yeni bir başka komplikasyon ortaya çıkmıştı. Einstein’in basit evren modelinin içsel zerafetini bozmadan tüm bu eklemeler yapılıyordu.
Ancak, süpernova araştırmalarından gelen kanıt yok sayılamazdı ve 1997 yılının sonu ile 1998 yılının başlarında, iki araştırma grubundan da gelen sonuçlar evrenin genişlemesinin hızlandığını gösteriyordu. Tartışmalı olsa da, sonuç geniş bir bilimsel topluluk tarafından hızlı bir şekilde kabul gördü ve Perlmutter, Schmidt ve High-Z’nin ortak üyesi Adam Riess 2011 Nobel Fizik Ödülü’nü böylelikle aralarında paylaşmış oldular. Bu üçlünün onuruna, İsveç Kraliyet Bilim Akademisi onların keşfinin 1992 yılında bugünün evrenindeki büyük çaplı yapıların fosil kalıntıları olan kozmik mikrodalga arkaplandaki anlık sıcaklık değişimlerinin keşfi kadar “önemli” olduğunu duyurmuştu. Ancak, bizim için genişlemenin hızlanması evrenin kaderi ve bileşimi için ne gibi işaretleri üzerine etkilerinin sınırları daha da fazla derinleşti.
Yıldız patlamalarının konumunu izleyerek evrenin genişlemesinin hızlandığını keşfeden araştırmacıların çalışmaları hakkında daha fazla bilgiye 2011 Nobel Fizik Ödülü ve Evrenin Keşfi isimli yazımızda bulabilirsiniz.
Dünyamızı değiştirebilecek fizik keşifleri yazı dizisinde sonraki yazımız “maddenin hayaletleri: nötrinolar” ile görüşmek üzere…
Gökhan Atmaca, MSc. twitter.com/kuarkatmaca | facebook.com/anadoluca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Bilim Topluluğu
Kaynak:
Matin Durrani, Secrets of the supernovae, Physics World, October 2013.
Yazı dizisinde,
Önceki yazı: Bose-Einstein Yoğunlaşması
Sonraki yazı: Maddenin Hayaletleri: Nötrinolar
