Yerçekiminin Düşmanını Arıyor – Bilimdeki En Sıcak Gizem

Güney Kutbunun Yedi – Katlı Bina Yüksekliğindeki Gözlemevi Yerçekiminin Düşmanını Arıyor – Bilimdeki En Sıcak Gizem

“Evreni genişletmeye ve çöktürmeye çalışan karanlık enerji ve yerçekiminin halat çekme oyununu seyrediyoruz” – John Carlstrom, Güney Kutbu astronomu ve Chicago Üniversitesi’nin astrofizikçisi.

Antarctica’da Amundsen-Scott İstasyonunda 10 mt ölçüsüne sahip aynası olan yedi – katlı bina büyüklüğünde bir teleskop inşa ediliyor.

Dünyanın uzak ucundaki enstruman ile bilim adamları evrendeki en güçlü, en bol ama bulunması zor olan maddeyi – karanlık enerji – teşhis edebilecek ipuçlarını araştırabilirler.

Teleskop bilim adamlarına karanlık enerji denen, evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli fenomen ile ilgili yeni ayrıntılar sunmaya yardımcı olacak. Albert Einstein’ın karanlık enerji için bir olasılık olan ünlü “kozmolojik sabiti” de teleskobun incelemesi altına girecek. Karanlık enerjinin “yerçekimi” geri iticidir. Evreni iter ve evrendeki tüm madde tarafından sarfedilen çekim gücü olan olağan yerçekimini yener. Karanlık enerji görünmezdir, ama astronomlar son birkaç milyar yılda oluşan galaksi kümelerinde onun etkisini görebilirler.

Projeyi yöneten Carlstrom “Güney Kutbu Teleskobu ile galaksi kümelerinin oluştukları zamana ve nasıl oluştuklarına bakabiliriz. Bu, evrenin ele geçmez bileşeni olan karanlık enerjinin doğasına kritik olarak bağlıdır” dedi. “Karanlık enerjiyi sadece birkaç yıldır biliyoruz. Hiç kimse onun gerçekte ne olduğunu bilmiyor”.

Merkez Yöneticisi Bruce Winstein “Ana hedeflerimizden biri karanlık enerjinin neye benzediğini belirlemektir” dedi. “Bu kozmolojik bir sabit mi yoksa dinamik olan bir şey mi? Güney Kutbu Teleskobu bize bir çok yeni, değerli bilgi vermeyi vaat ediyor.”

İlk kez dokuz yıl önce tanımlanan karanlık enerji o kadar güçlü bir gizemli kuvvettir ki evrenin kaderini belirler. Yerçekimi yasalarını geçersiz kılarak, galaksileri birbirlerinden uzaklaştırır, evrenin daha da hızlı genişlemesine neden olur. Karanlık enerjinin evrenin kütlesinin yüzde 70’ini oluşturduğuna inanılsa da, görünmez ve belirlenemezdir. Hiç kimse onun ne olduğunu, nerede olduğunu veya nasıl davrandığını bilmiyor. Karanlık enerji gizemini çözmek evrenin tarihini ve geleceğini açıklardı ve fiziksel yasaların yeni bir anlayışını üretirdi, bu da yaşama şeklimizi değiştirirdi.

Çok büyük aynasını gökyüzüne doğru döndürerek, Güney Kutbu Teleskobu son birkaç aydır bulunması zor maddenin varlığının parçacıklarını güney kutbu semalarında aramaya başladı. Chicago Üniversitesi tarafından uzaktan kontrol edilen teleskop ilk misyonunu hemen gerçekleştirdi: karanlık enerjinin ortaya çıkışının ipucu olan bilinmeyen galaksi kümelerini buldu.

Güney Kutbunun üzerindeki soğuk, kuru atmosfer su buharının minimum etkisiyle big bang’in parlaklığından sonra kozmik mikrodalga geri plan radyasyonunu (CMB) daha kolay belirlemesine izin verir. Elektromanyetik spektrumda, CMB ısı radyasyonu ve radyo dalgaları arasında bir yere düşer.

CMB büyük ölçüde uniformdur, ama değişen yoğunluk ve sıcaklıkta minik dalgacıklar içerir. Bu dalgacıklar yerçekimsel çekimle bugün gökyüzünde astronomların görebildiği galaksilere ve galaksi kümelerine büyüyen tohumları yansıtır. Güney Kutbu teleskobunun ilk anahtar bilim projesi, karanlık enerjinin son birkaç milyar yılda yerçekimine karşı mücadele ederek galaksi kümelerinin oluşumunu etkilemeye başlayıp başlamadığını belirlemek için, CMB’deki küçük varyasyonları incelemektir.

Galaksi kümeleri galaksi gruplarıdır, yerçekiminin bir arada tutabildiği en büyük göksel bedenlerdir. Galaksimiz Samanyolu zamanla değişen bu kümelerden biridir.

CMB astronomların, sadece 400,000 yıl yaşında olduğu zaman bebek evrenin enstantanelerini çekmelerine izin verir. Yıldızlar veya galaksiler henüz oluşmamıştır. Eğer karanlık enerji evrenin genişleme şeklini değiştirdiyse, zamanın derin tarihi boyunca galaksileri ayırmaya zorlayan şekilde “parmak izlerini” bırakacaktır. Farklı nedenler, CMB’nin bozulmasında yansıtıldığı gibi, galaksi kümelerinin oluşumunda farklı bir model üretecektir.

Bir fikre göre, karanlık enerji Einstein’ın kozmolojik sabiti olabilir: tüm zaman ve mekanlarda işleyen doğanın istikrarlı gücü. Einstein hareketsiz bire evrene eşlik etmesi için genel görecelik teorisine kozmolojik sabiti ekledi, bu, bugünün baskın fikridir. Eğer Einstein’ın fikri doğru ise, bilim adamları karanlık enerjinin evrende beş milyar önce bugünkünden çok daha az etkili olduğunu bulacaklardır.

Carlstrom, “Erken evrende galaksi kümeleri ortada yoktu. Gelişmeleri uzun zaman sürdü.” dedi.

Karanlık enerji teorisinin quintessence (en mükemmel örnek) olarak adlandırılan bir başka versiyonu zaman ve mekanda değişen bir gücü ileri sürer. Bazı bilim adamları karanlık enerji olmadığını bile öne sürerler ve yerçekiminin sadece engin galaksilerarası ölçeklerde çöktüğünü ileri sürerler.