Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan astronomlar evrenin beklenenden yüzde 5 ile 9 arasında daha hızlı genişlediğini keşfettiler.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ve Johns Hopkins Üniversitesi’nden, çalışmanın lideri ve Nobel Ödülü sahibi Adam Riess, “Bu şaşırtıcı bulgu, evrenin yüzde 95’ini oluşturan ve hiç bir ışık salınımı yapmayan, karanlık enerji, karanlık madde ve karanlık radyasyonunu anlamak için önemli bir ipucu olabilir.” dedi.
Bulgular Astrophysical Journal‘ın gelecek sayısında yayımlanacak.
Reiss’in takımı keşfi, evrenin mevcut genişleme oranını, belirsizlik değerini yüzde 2.4’e düşürerek, görülmemiş bir hassaslıkta yeniden inceleyerek yaptılar.
Takım hem Sefeid değişen yıldızları hem de Ia tipi süpernova barındıran galaksilere bakarak bu keşfi gerçekleştirdiler. Sefeid yıldızlarının mutlak parlaklıkları dönemlerinin logaritması ile doğru orantılıdır, bu da Yer’den görünür parlaklıkları ile uzaklıklarının tayin edilebilmesine olanak sağlar. Ia süpernovaları da patlayarak çok uzun meafelerden görülebilen bir başka yaygın kullanımda olan kozmik ölçüm aracıdır.
19 galaksiden 2400 Sefeid yıldızının gözlenen parlaklıklarının karşılaştırılması ile bu yıldızların gerçek parlaklıkları elde edildi ve çok uzak galaksilerdeki yaklaşık 300 tane Ia süpernova ile uzaklıklar hesaplandı.
Takım, bu uzaklıkları yoğun galaksilerin kenarından geçerken bükülen ışık ile karşılaştırdı. Bu iki değeri, evrenin zamanla ne kadar hızlı genişlediğini bir başka deyişle Hubble sabitini hesaplamak için kullandılar.
Geliştirilmiş Hubble Sabiti değeri megaparsek başına saniyede 73.2 kilometredir. (Bir megaparsek 3.26 milyon ışık yılıdır.) Yeni değerin anlamı, kozmik nesneler arasındaki mesafenin önümüzdeki bir 9.8 milyar yıl sonra iki katına çıkacağıdır.
Büyük Patlama’dan sonraki genişlemenin izlediği genişleme tahminlerine uymadığı için ne yazık ki bu düzeltilmiş yeni veri bir bulmaca. Büyük Patlama’dan kalan kızıllığı ölçen NASA’nın Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası (WMAP) ve Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck uydu görevi tahminleri Hubble Sabiti’ni sırasıyla yüzde 5 ve 9 daha küçük tahmin ediyorlar.
Reiss, “Başta ne kadar madde olduğunu bilirsek, mesela ne kadar karanlık enerji, ne kadar karanlık madde, işte o zaman fiziği düzgün bir şekilde uygulayabilir ve Büyük Patlama’dan itibaren evrenin genişlemesini bulabilir ve bundan sonraki genişlemesini de tahmin edebiliriz.” dedi. ” Ancak bu çelişkili durumlar devam ederse, gerçekte neler olduğunu anlayamayacağız ve bu Hubble Sabiti’nin bugün olması gereken büyüklüğü değiştirecek.
Reiss, WMAP, Planck ve Hubble ile evrenin genişleme hızını karşılaştrımanın bir köprü inşa etmeye benzediğini söylüyor. Uzak mesafeler, evrenin ilk zamanlarından kalan kozmik mikrodalga ışınımı ile, yakın mesafeler Hubble’da Reiss’in takımı ile ölçülüyor.
“İki uçtan çizmeye başlıyorsunuz ve yaptığınız hesaplamalar doğru ise çizgilerin ortada buluşmasını bekliyorsunuz. Fakat uçlar ortada birleşmiyor ve bunun sebebinin ne olduğunu anlamaya çalışıyoruz.”
Evrenin bu aşırı hızları için birkaç olası açıklama var. Bir ihtimal karanlık enerji, hali hazırda evreni hızlandırarak, galaksilerin birbirinden artan hızlarda uzaklaşmasına sebep oluyor olabilir.
Bir başka fikir, evrenin ilk zamanlarında ışık hızına yakın hızlarda hareket eden yeni bir atom altı parçacığın olabileceği. Bu gibi atom altı parçacıklara “karanlık ışınım (dark radiation)” denmekte ve daha önceden bilinen nötrino gibi parçacıkları içermektedirler. Karanlık ışımadan gelecek ek itme katkısı, önceki Büyük Patlama tahmininden elde edilen günümüzdeki genişleme değerlerini açıklamaktaki en iyimser olasılık.
Hızlanmadaki artış karanlık maddenin garip, beklenmedik bir karakteristiğe sahip olduğu anlamına da gelmekte. Karanlık madde, bugün galaksilerin bir araya gelerek oluşturduğu büyük yapı olan evrenin omurgasını oluşturmakta.
Ve son olarak, hızlanan evren belki de astronomlara Einstein’ın kütle çekim teorisinin tamamlanmadığını söylüyordur.
Bu çalışmada kilit katkıya sahip, Texas’ın, Collage Station şehrindeki A&M Üniversitesi’nden Lucas Macri, “Evrenin karanlık tarafları hakkında çok az şey biliyoruz, kozmik tarih boyunca birbirlerini nasıl ittiğini ve çektiğini bilmemiz çok önemli.” diyor.
Hubble gözlemleri, Hubble’ın Keskin Göz Geniş Alan Kamerası 3 (WFC3) ile yapıldı ve evrenin nasıl davrandığını daha iyi anlamamıza yardım eden Hubble sabitinin hassasiyetinin daha iyi hesaplanmasında görev yapan Supernova H0 for the Equation of State (SH0ES) takımı ile yürütüldü.
SH0ES takımı Hubble sabitindeki belirsizliği daha da aşağıya, yüzde 1 seviyesine çekmek için çalışmaya devam etmekte. Avrupa Uzay Ajansı’nın mevcuttaki teleskobu Gaia uydusu ve gelecekteki teleskoplar, James Webb Uzay Teleskobu (JWST), kızılöte gözlemlerle ve Geniş Alan Kızılöte Gözlem Teleskobu (WFIRST) astronomların uzun vadede daha iyi ölçümler yapabilmesine yardımcı olacaktır.
1990’da Hubble fırlatılmadan önce Hubble sabiti için tahminler iki kat değişti. 1990’ların sonlarında Hubble Uzay Teleskobu ile Dış Galaksilerin Uzaklık Ölçeği üzerine yapılan Anahtar Projesi ile Hubble Sabiti, teleskobun ana görevlerinden biri kapsamında yüzde 10 mertebesine kadar iyileştirildi. SH0ES takımı 2005’te başladıkları görevleri kapsamında Hubble sabitindeki belirsizliği yüzde 76 oranında azalttılar.
Hubble Uzay Teleskobu NASA ile Avrupa Uzay Ajansı’nın ortak projesi. Teleskop, NASA’nın Maryland’taki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden yönetilmekte. Baltimore’da bulunan Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI) Hubble’ın bilimsel operasyonlarını yürütmekte. STScI, NASA için, Washington’daki Astronomide Araştırmalar üçün Üniversiteler Birliği tarafından idare edilmektedir.
Kaynak: Hubble Finds Universe Expanding Faster Than Expected | NASA
