Kara Enerji

Bilimadamları açıklanamayan bir gücün evrenimizi değiştirdiğini, galaksileri birbirlerinden daha da uzağa ittiğini, uzayın yapısını genişleterek evrenimizi değiştirmekte olduğunu keşfettiler. Bu gizemli güç, eğer kontrol edilmezse atomları bile yırtıp ayırarak evrenin ölümü olabilir.

Patlamayla Başladı…

Evren yaklaşık 14 milyar sene önce Big Bang (Büyük Patlama) diye bilinen bir olayla titreşerek hayat buldu. Onun başlangıcını hayal etmemiz zor…

Erken evren inanılmayacak derecede sıcak olmalıydı (atomların varolması için çok sıcaktı) ve fevkalade yoğundu.Hatta bilimadamları bir noktada inanıyorlar ki; gözlemlenebilir evrenin tamamı neredeyse bir kum tanesi büyüklüğünde olabilirdi.

Evren genişledikçe, çok daha geniş ve dramatik bir şekilde daha soğuk hale geldi. Atomlar ve sonra da moleküller oluştu.Yerçekimi bugün çok aşina olduğumuz yıldızların, gezegenlerin ve galaksilerin varlığını oluşturarak maddeyi daha da büyük kümelere doğru sürükledi.

Yerçekimi Frenlemekte

Evrendeki bütün objeler,Yerçekimi diye adlandırdığımız bir güçle birbirlerini çekerler. Obje ne kadar fazla ‘’kütleyi’’ kapsarsa, o kadar fazla maddeye ve yerçekimine sahiptir.

Buna benzer bir şekilde; objeler birbirlerine daha fazla yakınlaştıkça, birbirleri arasındaki yerçekimi çekişi daha kuvvetlidir.Evrendeki maddenin tamamı, diğer tamamıyla yerçekimi çekişi için çaba sarfetmektedir. Bu da Big Bang’in enerjisinin genişlemeye devam etmesinden sonra bile evreni yavaşlatacak bir direnç oluşturmaktadır.

20.nci yüzyılın sonlarında astronomlar, evrenin uzayın genişlemesini yavaşlatacak kadar kütleyi kapsadığını; fakat onu durduracak veya paramparça edecek kadar kütle kapsamadığını keşfettiler. Bunun yerine evren, her zaman yavaşlayarak fakat asla duraksamadan sonsuza dek aşağı doğru kayabilirdi.

Ne Kadar Yavaşlayabilir?

1900’lerin sonlarında, astronomlar evrenin genişlemesinin hızı üzerinde bir karara vardılar. Şimdi geçen birkaç milyar sene içerisinde ne kadar yavaşladığının miktarını ölçmek istediler. Bu sanki evrenin spidometre’deki mevcut süratini görüntüleyebilmeleri ve evrenin pedala şimdi ne kadar ağır bastığını kontrol etmeyi istemeleri gibiydi.

20.nci yüzyıl yakınlaştıkça, astronomların iki grubu evrenin mevcut genişlemesinin hızı ve geçmişteki genişleme hızı arasındaki farkı gösterdiler. California’daki Lawrence Berkeley Laboratuarı’ndan astronom Saul Perlmutter ve Avustralya’daki Mount Stromlo Rasathanesi’nden Brian Schmidt; Tip Ia (I-a) Süpernova olarak bilinen, bir çeşit patlayıcı yıldızları tanımlamak ve üzerlerinde çalışmalar yapmak çabasıyla uluslararası takımları birbirleriyle rekabet etmeye yönlendirmiştir. Bu süpernovalar uzayın bir baştan bir başa olan muazzam uzaklıklarını ölçmede anahtardırlar ve böylece evrenin genişlemesinin şifresini çözmede temeldirler.

Patlayan Yıldızı Yakala

Süpernova’yı aramak itina isteyen bir işti. Patlayıcı yıldızın göz kamaştırıcı ışıltısı o ortadan kaybolmadan birkaç hafta önce sona erer. Takımlar varoluştaki en kuvvetli teleskopları kullanarak, onları gözden kaybolmadan önce yakalamak umuduyla süpernovalar için gökyüzünü taramıştır.

Astronomlar birkaç yıl sonra ölen yıldızların evrenin genişlediği durumu mesajını yayınlamasıyla hayrete düşüp, nihayet parçaları biraraya getiren yeterli bilgiye sahip olmaya başladılar.

Kendi Kelimeleriyle

Astronomlar süpernova’daki veriyi değerlendirerek bazı garip sonuçlarla karşı karşıya gelmeye başladılar. Süpernova beklediklerinden daha az parlaktı.O kadar loştular ki, olmaları gerekenden daha uzakta olmalıydılar. Ve gerçekten de o kadar uzaktaysalar; evrenin genişlemesi yavaşlamayıp, hızlanmalıydı.

Fakat böyle bir hızlanmaya ne sebep olabilirdi? Yerçekimi her zaman objeleri birbirine doğru çeker, hiçbir zaman birbirlerinden uzaklaştırmaz.Şimdiye kadar yakalanmamış olan bir enerji, diğer bir güç, genişlemeyi ileriye doğru itmiş olmalıydı.

Şok Bütün Dünyada Duyuldu

Şoke olmuş takım üyeleri keşiflerinin anlaşılmasını deneyerek, heyecan verici e-mailleri bütün dünyaya gönderdiler. Evrenin genişlemesi hızlanmış olabilir miydi? Bir tür Kara Enerji tarafından yaratılan, bilinmeyen bir güç büyümeyi hızlandırabilir miydi? Astronomlar, heyecanlı fakat endişeliydiler. Eğer veri doğruysa, hayret uyandırıcı keşfi açıklayabilirlerdi…Fakat ya yanıldılarsa?

 “Sonuçlar çok sürprizdi, hatta şok ediciydi… Birkaç sebepten dolayı onları herkese anlatmaktan sakındım. Birkaç şeyi kontrol etmek istedim… Bu sonuçlara kalbinizle veya kafanızla değil; gözünüzle yaklaşımda bulunun. Sonuçta bizler gözlemciyiz.”  Adam Riess

Astronomlar Haberlerle Uğraşıyorlar

1998’de her iki takım da bulgularını alabildiğine merak ve dikkatle duyurdular. Takımlar evrenin yavaşladığı değil; hızlandığını ileri sürüp,  evrenin şimdiye kadarki belirlenmiş olan nasıl çalıştığı anlayışına gölge düşürüyorlardı. Bütün dünyadaki bilimadamları olasılığa açıktılar, fakat derin şüpheleri olduğunu belirttiler.

“Birinin alacağı akla makul görüş, gözlemlerin yanlış olmasıdır.” Davis’teki California Üniversitesi’nde Fizikçi Andreas Albrecht, (The New York Times)                         

Birbirini Takip Eden Çalışmalar

Şüphe dolu astronomlar garip gözlemleri açıklayabilecek diğer olasılıkların varolduğunu anladılar. Bilimadamları ışıkları 4-7 milyar sene önce seyahat etmeye başlamış, epeyce uzaklıkta patlayan yıldızlar olan Süpernova üzerinde çalışmaya başladılar. Belki de evrendeki erken zamandan olan bu süpernovalar yıldızlarındaki bileşimden dolayı yeni süpernova’dan daha loştu. Veya belki de, galaksiler veya galaksiler arasındaki uzay sanki bir örtünün ardından gözüküyormuşcasına patlamaların silik gözükmesine neden olmuş; insanların şüphelendiğinden daha fazla kozmik tozu kapsamıştı.

HUBBLE, Hadiseyi Kökünden Hallediyor 

Böylece araştırmacılar Hubble Uzay Teleskobu’na döndüler. Dünyanın atmosferinin üzerindeki yeri ile belirgin sunum yapan Hubble; yakın detayda süpernova’yı gözlemleyebilen kapasiteye sahip, takımın gözlemlerini test etmek için gerekli duyduğu daha erken süpernovayı ve daha da uzağı bulan tek teleskoptu.

Perlmutter’ın takımı 2000 yılında yaklaşık 12 süpernova hakkındaki gözlemlerini tamamladı.Takım, patlamaların loşluğunun olası olmayan sebebini sunarak; galaksilerin içerisinde beklenenden daha fazla bir toz olmadığını keşfetti.

Daha sonra 2002’de Hubble, görüntüsünü fazlasıyla geliştirerek güçlü incelemeler için olan Gelişmiş Kamera’yla donatıldı. Şimdi Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü’nde olan Adam Riess, yeni bir astronom takımını biraraya getirdi ve Hubble’ı ışıkları milyarlarca yıldır seyahat eden diğer süpernovaları bulmak için kullandı.

Süpernovaların en uzağından elde edilen bu ölçümler, daha az enerjik olan yıldızlara ait patlamalar veya süpernova’yı loşlaştıran galaksiler arasındaki toz hakkında olan teorileri altüst etti. Hubble gözlemleri, yalnızca Kara Enerji’nin gücüyle tahrik olmuş hızlanan evrenlerin modeliyle uyuştu.

Hızlanan Evren

Bilimadamları şimdi şunu düşünüyorlar: Big Bang’de evren doğduğu zaman, muazzam hızlı bir şekilde genişliyordu. Ayrıca çok daha küçüktü ve bugünkünden çok daha yoğundu. Çünkü evrenin kütlesi birbirine o kadar yakındı ki; yerçekimi evreni yavaşlatmaya başladı. Fakat arka plandaki bütün zaman, bu diğer gizemli, itici güç; bilimadamlarının Kara Enerji olarak adlandırdıkları güçtü.

Evren genişlemeye yavaş da olsa devam ettikçe, evrenin kütlesinin yığınını kapsayan galaksiler birbirlerinden daha da uzağa taşındılar. Kütle arasındaki uzaklık büyüdükçe, yerçekimsel çekim zayıfladı.Yerçekimi zayıfladıkça, itici güç yönetimi ele aldı ve evrenin hızlanmasını zorlamaya başladı.
KARA ENERJİ NEDİR?

Öyleyse, Kara Enerji nedir? Pekala, basit bir şekilde verilecek cevap; onu bilmediğimizdir.Evrenin nasıl işlediği hakkındaki pek çok anlayışımız birbiriyle çelişiyor gözüküyor.

Radyasyon olarak da adlandırılan ışık dalgalarının enerji taşıdığını hepimiz biliyoruz. O enerjiyi sıcak bir yaz günü adımınızı sokağa attığınız anda hissedersiniz.

Einstein’ın meşhur denkliği E = mc üzeri 2, bize madde ve enerjinin birbirinin yerine geçebilir olduğunu; yalnızca aynı şeyin farklı formları olduklarını öğretmektedir. Gökyüzünde bunun koskocaman bir örneğine sahibiz: Güneş. Güneş, kütlenin enerjiye dönüşümüyle beslenmektedir.

HİÇBİRŞEYDEN BİRŞEY       

Fakat enerjinin ya madde ya da radyasyon olarak bir kaynağa sahip olması lazımdır. Buradaki düşünce, bütün madde ve radyasyondan mahrum olsa dahi, uzayın artakalan bir (rezidüel) enerjiye sahip olmasıdır. Bu ‘’uzayın enerjisi’’, kozmik ölçüde dikkate alındığında evrenin genişlemesini arttıran bir güce sebep olur.

Belki de Kara Enerji, atomlardan daha küçük ölçeklerdeki anlaşılmaz davranıştan kaynaklanmaktadır. Kuantum Mekanik olarak adlandırılan küçücüğün fiziği, küçücük bir an bile olsa; enerji ve maddenin hiçbirşeyden belirmesine izin verir. Maddenin sabit, özlü görünümü ve ortadan kaybolması, aksi durumda boş uzaya enerji verebilir.

Bu da Kara Enerji’nin evrende yeni, sadece evren belirli bir büyüklüğe ulaştığında etki göstermeye başlayan temel bir enerjiyi yaratması olabilir. Bilimsel teoriler böyle güçlerin olasılığına izin vermektedir. Bu güç; evren zayıflamadan ve temelde ortadan kaybolmadan önce birkaç milyar yıl için hızlanmaya neden olup, geçici bile olabilir.

Veya belki de cevap uzun zamandır çözülmeyen bir problem olan büyüğün fiziğiyle küçücüğün fiziğinin nasıl uzlaştırılacağında yatmaktadır. Genel İzafiyet olarak adlandırılan Einstein’ın Yerçekimi Teorisi; gezegenlerin hareketlerinden Kara Delik’in fiziğine kadar olan herşeyi açıklayabilmektedir, ancak atomları bir araya getiren parçacıkların ölçeğine uygulanır gözükmemektedir.

Parçacıkların nasıl davranacaklarını tahmin etmek için, Kuantum Mekanik’in Teorisi’ne ihtiyacımız var. Kuantum Mekanik, parçacıkların fonksiyonunun şeklini açıklar, ancak atomdan daha küçük bir ölçeğe uygulanmamaktadır. İki teorinin birleşmesinin tarifi zor çözümü, Kara Enerji için doğal bir açıklamayı verebilir.

DAHA DA TUHAF

Bunu biliyoruz: Uzay heryerdeyken, bu Kara Enerji gücü de heryerdedir ve etkileri de uzay genişledikçe artmaktadır. Aksine, yerçekiminin gücü objeler birbirine yakınken daha kuvvetli, birbirinden uzakken de daha zayıftır. Çünkü, yerçekimi uzayın genişlemesiyle zayıflamaktadır. Kara Enerji şu anda evrenin 2/3’ünü oluşturmaktadır. Garip gelebilir ama evrenin %74’ünü neyin oluşturduğu hakkında kesin bir fikre sahip değiliz. Sanki dünya üzerindeki bütün arzı keşfetmişiz ve seyahatlerimizin hiçbirinde hiç okyanusla karşılaşmamışız gibi. Fakat şimdi dalgaların görüntüsünü yakaladık ve bu muazzam, tuhaf, kuvvetli varlığın gerçekten ne olduğunu bilmek istiyoruz.

Kara enerjinin tuhaflığı heyecan vericidir.

Bu bilimadamlarına fiziğin keşfedilmemiş alanının durumuna işaret ederek bilgimizde doldurulması gerekli bir eksiklik olduğunu göstermektedir. Kozmosun hayal ettiğimizden çok daha farklı yapılandırılmış olabileceğinin kanıtı var. Kara Enerji hem hâlâ öğreneceğimiz çok şey olduğunun sinyalini vermekte, hem de evreni anlamadaki diğer büyük sıçrama için harekete hazır olduğumuzu göstermektedir.

Kaynak: http://hubblesite.org/hubble_discoveries/dark_energy/
Çeviri: Esin Tezer