Karanlık Enerji
1998’de Evren’in genişlemesinin aslında hızlandığının keşfi astronomlar için tam anlamıyla bir şoktu. Bu genel görüşe karşı, mantığa aykırı görünüyordu. Ancak kanıtlar gittikçe ikna edici hale geldi.
Kanıt, uzak Tip Ia süpernovaların çalışılmasıyla geldi. Bu türden süpernova, bir çift sistemi içinde bir beyaz cüce yıldızın varlığından kaynaklanır. Beyaz cüce kritik kütleye (Chandrasekhar Limiti) erişinceye ve bir termonükleer patlama geçirinceye kadar normal yıldızdan beyaz cüceye madde aktarılır. Çünkü bütün beyaz cüceler patlamadan önce aynı kütleye ulaşırlar, hepsi aynı parlaklığıa ulaşırlar ve astronomlar tarafından “standart yıldızlar” olarak kullanılır. Bu yüzden astronomlar bunların görünür parlaklıklarını ölçerek uzaklıklarını 1/r^2 yasası ile belirleyebilirler.
Bu süpernovaların uzaklıklarını bilerek, ne zaman meydana gelmiş olduklarını biliriz. Ek olarak, süpernovadan gelen ışık, Evren’in genişlemesi ile kırmızıya kaymıştır. Astronomlar süpernovanın tayfındaki bu kırmızıya kaymayı ölçerek, Evren’in patlamadan itibaren ne kadar genişlemiş olduğunu belirleyebilirler. Astronomlar farklı uzaklıklardaki bir çok süpernovayı inceleyerek Evren’in genişlemesinin bir tarihini oluşturabilirler.
1990’larda astronomlardan oluşan iki grup, Supernova Cosmology Project (Lawrence Berkeley National Laboratory) ve High-Z Supernova Search (uluslararası), Evren’in zamanla genişleme hızını ölçmek için uzak bir Tip Ia süpernova arıyorlardı. Astronomlar, genişlemenin yavaşlıyor olmasını bekliyorlardı, bunun göstergesi ise süpernovaların, kırmızıya kaymalarının işaret ettiğinden daha parlak olması olacaktı. Aksine, süpernovaların beklenenden daha sönük olduğunu buldular. Dolayısıyla Evren’in genişlemesi hız kazanıyordu!
Ayrıca, kozmik mikrodalga arka planın ölçümleri, Evren’in büyük ölçeklerde düz bir geometriye sahip olduğunu gösteriyor. Evren’de bu düzlüğü oluşturacak yeterli madde (sıradan madde ya da karanlık madde) olmadığı içim, fark bir “karanlık enerji” ye dayandırılmalı. Aynı karanlık enerji, Evren’in genişlemesinin hızlanmasına da neden oluyor. İlave olarak, Evren’in genişlemesinin farklı zamanlarda yavaşlaması ve hızlanmasıyla karanlık enerjinin etkisi değişiyor gibi duruyor.
Astronomlar karanlık maddenin varlığını, madde üzerinde görebildiğimiz kütle çekimsel etkisi sayesinde biliyorlar ve oluşması gereken parçacık türleri hakkında bazı fikirler var. Zıt olarak, karanlık enerji tamamen bir gizem olarak kalmakta. “Karanlık enerji” adı, uzayın genişlemesinde hızlanmasını sağlayabilmek için Evren’deki çoğunluğu boş engin boşlukların bir tür “şeyle” dolu olması gerektiği gerçeğine işaret ediyor. Bu anlamda bu, her ikisi de elektromanyetik enerji tarafından üretilen bir elektrik alan ya da manyetik alan gibi bir “alan” dır. Ama bu benzetme sadece bu kadar ileriye götürülebilir, çünkü elektromanyetik enerjiyi taşıdığı parçacık, foton aracılığıyla kolaylıkla gözleyebiliyoruz.
Bazı astronomlar karanlık enerjiyi Einstein’ın Kozmolojik Sabiti ile tanımlıyor. Einstein bu sabiti genel göreliliğine, teorisinin, 20. yüzyılın başlarında onun ve diğer fizikçilerin statik bir evrene dair sahip oldukları kanıtlara aykırı olarak genişleyen bir evreni öngördüğünü fark ettiğinde dahil etti. Bu sabit genişlemeyi dengeledi ve Evren’i statik hale getirdi. Edwin Hubble’ın Evren’in genişlemesini keşfetmesiyle birlikte, Einstein sabitini ortadan kaldırdı. Daha sonra bu, kuantum teorisinin boşluğun enerjisi şeklinde adlandırdığı şeyle birlikte tanımlanmış oldu.
Karanlık enerji bağlamında, kozmolojik sabit enerji depolayan bir rezervuardır. Enerjisi, Evren genişledikçe ölçeklenir. Süpernova verilerine uygulandığında, Evren’deki maddeden dolayı oluşan etkileri karanlık enerjiden kaynaklanan etkilerden ayırır. Ne yazık ki, depolanan bu enerji miktarının gözlenenden çok daha fazla olması gereklidir ve sonuç çok hızlı, öyle ki yıldızlar ve galaksilerin dahi oluşamayacağı kadar hızlı bir ivmelenme olacaktır. Fizikçiler Evren’i negatif kütle çekimsel kütleye sahip bir sıvı gibi dolduracak yeni bir madde türünü; “öz”ü önerdiler. Yine de, Hubble Uzay Teleskobu verileriyle kozmolojik parametrelere getirilen yeni kısıtlamalar, özün en azından basit modellerini hükümsüz kılıyor.
Araştırılan diğer ihtimaller topolojik kusurlar, karanlık enerjinin zamanla değişen biçimleri ya da Evren’in genişlemesiyle uygun şekilde ölçeklenmeyen karanlık enerji.
Başka bir büyük soru ile devam et!
