Evrenin Beklenenden Daha Hızlı Bir Şekilde Genişlediği Doğrulandı

25 May 2019

SpaceX Starlink

NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’ndan yapılan yeni ölçümler, astronomların söylediğine göre; evrenin, büyük patlamadan kısa bir süre sonra görülen yörüngeye göre beklenenden yaklaşık % 9 daha genişlediğini doğruladı.

Astrophysical Journal Letters’da 25 Nisan’da yayımlanan yeni ölçüm sonuçları bize, uyuşmazlığın 3.000’de 1’den sadece 100.000’de 1’e düşmesi olasılığını azaltıyor ve bize evreni daha iyi anlamak için yeni fizik gerekebileceğini gösteriyor.

Fizik ve Astronomi alanlarında John Hopkins Üniversitesi Bloomberg Seçkin Profesörü (Bloomberg Distinguished Professorships “BDPs”) ve aynı zamanda projenin direktörü olan nobel ödüllü Adam Riess, bu yeni ölçümler için; “Bu uyuşmazlık git gide büyüyor ve öyle bir noktaya ulaştı ki bunu artık şansızlık olarak değerlendirmek gerçekten imkansız” dedi.

Bu çalışmada, Riess ve O’nun SH0ES (Supernovae, H0, or the Equation of State) ekibi, komşu galaksimiz Büyük Macellan Bulutu’ndaki 70 yıldızdan gelen ışığı, bu yıldızların hızlı görüntülerini yakalama üzerine dayalı yeni bir yöntemle analiz etti. Cepheid değişkenleri olarak adlandırılan yıldızların parlama ve kararmalarını, yakın galaksiler arası mesafeleri ölçmek için kullandılar.

Yıldızları görmek için yeni yöntem

Yıldızları ölçmek için kullanılan genel yöntem inanılmaz derecede zaman alıcıdır. Hubble, dünyanın yörüngesindeki her 90 dakikalık periyotta, yalnızca bir yıldız gözlemleyebilir.

Araştırmacılar DASH adlı yeni yöntem ile, Hubble’ı Cepheid gruplarına bakmak için “yakala ve çek”

bir kamera (point-to-shoot camera) şeklinde kullanarak, normal şartlarda yalnızca bir fotoğraf çekebilecekleri sürede bir düzine gözlemlemeyi başardılar.

Bu yeni verilerle Profesör Riess ve ekibi, evren içindeki mesafeleri belirlemek için kullanılan kozmik mesafe merdiveninin temelini güçlendirdi ve kozmosun zaman içinde ne kadar hızlı genişlediğinin bir değeri olan Hubble sabitini hesapladı.

Ekip, Hubble ölçümlerini; Şili’deki, ABD’deki ve Avrupa’daki kurumlardan gökbilimcilerin oluşturduğu işbirliğine dayalı olan Araucaria Projesi kapsamında elde edilen başka gözlemler ile birleştirdi. Bu grup; ikili eliptik yıldız sistemlerinde, bir yıldızın yörüngedeki hareketi sırasında diğerinin önünden geçerken meydana gelen ışık kararmasına bakarak, Büyük Macellan Bulutu için mesafe ölçümleri yaptı.

Birleştirilen gözlem sonuçları, SH0ES ekibine Cepheid’in gerçek parlaklığını ölçme konusunda, sonuçları iyileştirmede yardımcı oldu. Bu daha keskin sonuçlarla, patlayarak uzayın derinliklerine doğru saçılan “süpernovaları” kullanarak kozmik mesafe merdiveninin “civatalarını sıkabilirler”.

Ekibin yaptığı ölçümler daha da keskinleştikçe, Hubble sabiti; Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck uydusu tarafından Big Bang’den 380 bin yıl sonrasına ait erken evrenin genişleme gözlemlerinden türetilen beklenen değerlerle uyumsuzluk göstermeye başladı.

Profesör Riess, “Bu yalnızca 2 deneyin aynı fikirde olmaması durumu. Temelde bu iki deney için farklı şeyleri ölçüyoruz. Biri, evrenin bugün ne kadar hızlı büyüdüğünü gördüğümüz gibi ölçüyor. Diğer ise, erken evrenin fiziğini ve ne kadar hızlı genişlemesi gerektiğini ölçen bir tahmin.” dedi. “Eğer bu iki deney için ortada bir uyuşmazlık varsa, kozmolojik modelimizde bu iki dönemi birbirine bağlayan bir şeyi kaçırmış olduğumuz ihtimali güçlü bir hale geliyor.”

Hubble ve yıldız ayarı

Bunu bir eşitliğin iki tarafı gibi düşünebilirsiniz. İki ayrı dönemi anlatan iki matematiksel denklem, arada bir dönüşüm olduğuna göre (biri birinin gelecekteki hali olduğundan) ortak bir zaman değerinde birbirleriyle aynı sonuçları vermeliler. Ancak görünen o ki denklemde eksiklikler var ve eşitlik tutmuyor. Bu da bilim insanları için bir sorun olmaktan çok bir fırsat. Artık bir şeylerin eksik olduğu konusunda ikna olmaya çok yakınız. Bu da zihinleri yeni modeller üretmek konusunda motive edecek itici bir güç.

Profesör Riess, tutarsızlığın tam olarak neden olduğuna dair bir cevabı bulunmamakla birlikte, O ve SH0ES ekibi belirsizliği % 1’e düşürmek amacıyla Hubble sabitine ince ayar yapmaya devam edecekler. Bu en yeni ölçümler, 2001’de % 10’dan 2009’da % 5’e ve şimdi de bu çalışmada % 1.9’a kadar gerileyerek genişleme oranındaki belirsizliği azalttı.