Çarşamba günü, uluslararası bir gökbilimci ekibi, evrenimizi daha hızlı ve daha hızlı genişlemeye teşvik eden gizemli bir fenomen olan karanlık enerjinin – kozmik zamanlarda sevişen ve akan doğanın sürekli bir doğası olmadığına dair en ikna edici kanıt sundu.
Yeni ölçüm, galaksi kümelerinden nükleer tohumlara kadar her ölçekte yırtılırsa evrenimizin kadere dönmeyebileceğini göstermektedir. Bunun yerine, genişlemesi azalabilir ve nihayet evreni istikrarlı bırakabilir. Ya da kozmos parkuru bile tersine çevirebilir ve nihayet bir çöküşü hüküm giymiş, gökbilimcileri büyük bir krema olarak tanımlar.
Son sonuçlar, geçen Nisan ayından, standart kozmoloji modelinde, tarihteki en iyi bilim adamları ve evrenin yapısında bir sorun olduğunu cazip bir notu güçlendiriyor. Geçen yıl ve bu ayın ölçümleri, Arizona'daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki bir teleskop üzerinde Dark Energy Spectroskopic Enstrüman veya Desi ile işbirliğinden geliyor.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Desi kozmolog Michael Levi, “Şimdi bir ipucudan biraz daha fazlası” dedi. “Bizi diğer ölçümlerle çatışmaya getiriyor,” diye ekledi Dr. Levi ekledi. “Karanlık enerji gelişmedikçe – o zaman genç, tüm ördekler üst üste.”
Duyuru, Anaheim, California'daki Amerikan Fizik Derneği toplantısında yapıldı ve Fiziksel İnceleme D. dergisinde hakem incelemesine ve yayınlanmasına gönderilen sonuçları tanımlayan bir dizi makale eşlik etti.
Johns Hopkins Üniversitesi'nde ve Baltimore'daki Uzay Talescopic Fen Enstitüsü'nde astrofizikçi, “Nominal değer için verilen bu sonucun, onu keşfettiğimizden bu yana ~ 25 yıl içinde karanlık enerjinin doğasına sahip olduğunu söylemek adildir.” Bir e -mail fiyatıyla yazdı, bir e -mail yazdı, bir e -mail yazdı, bir e -mail yazdı, bir e -mail içinde yazdı.
Ancak Desi gözlemleri, karanlık enerjinin zamanla sabit olduğunu öngören standart kozmoloji modelini sorgulasa bile, ayrı bir sonuç bunu artırdı. Salı günü, Şili'deki Atacama Kozmoloji Teleskopu başkanlığındaki çokuluslu ekip, sadece 380.000 yaşındayken bebek evreninin en ayrıntılı resimlerini yayınladı. (Bu teleskop 2022'de çıkarıldı.)
Henüz uzmanlar tarafından incelenmemiş olan raporu, standart modelin erken evrende beklendiği gibi çalıştığını doğrulamaktadır. Bu modelde Hubble Constant'ın evrenin ne kadar hızlı genişlediğini açıklayan bir unsur, ancak sabitin son yarım yüzyıl ölçümlerinde, bugün yaklaşık yüzde dokuza küçülen bir tutarsızlık. Teorisyenler, belki de çok erken evrendeki ek bir karanlık enerji itmesinin, koşullar atomların oluşabilmesi için çok sıcak olsaydı, bu kaldırma tabakasını çözebilecek olduğunu düşündüler.
En son Atacama sonuçları bu fikri dışlıyor gibi görünüyor. Ancak karanlık enerjinin doğasının daha sonra zamanında gelişip gelişmediği hakkında hiçbir şey söylemiyorlar.
Her iki rapor da aynı zamanda bunun ne anlama geldiğine dair kozmik bir karışıklık olan diğer kozmologlara övgüde bulundu.
Chicago Üniversitesi'nde evreni ölçmek için geçiren ve iki çalışmaya dahil olmayan bir kozmolog Wendy Freedman, “O zamanlar hubble gerginliğinin açıklayabileceği şey için iyi fikirler olduğunu düşünmüyorum,” dedi.
Chicago Üniversitesi'nde de çalışmalara katılmayan bir teorisyen olan Michael Turner, “İyi haber, kozmik yumurtada çatlak yok. Kötü haber kozmik yumurtada çatlak yok.”
Dr. “Karanlık Enerji” terimini şekillendiren Turner, bir çatlak varsa, “yeterince açık olmadığını ve kozmolojide bir sonraki büyük şeyi açıkça görebildiğimizi” de sözlerine ekledi.
Gökbilimciler genellikle genişleyen bir evrendeki galaksileri bir hobbette kuru üzümle karşılaştırırlar. Hamur yükseldiğinde, kuru üzüm daha da uzaklaşır. Ne kadar uzak olursa, o kadar hızlı ayrılırlar.
1998'de, iki gökbilimci grubu, belirli bir süpernova türünün veya patlayan yıldızın parlaklığını inceleyerek evrenin genişlemesini ölçtü. Böyle süpernovalar aynı miktarda ışık yaratır, böylece daha ileri mesafelerde tahmin edilebilir şekilde daha zayıf görünürler. Eğer evrenin genişlemesi yavaşlarsa, bilim adamları o zamanlar inandığı gibi, uzak patlamalardan gelen ışık istenenden biraz daha parlak görünmelidir.
Sürprizlerine göre, iki grup süpernovaların beklenenden daha zayıf olduğunu buldu. Yavaşlamak yerine, evrenin genişlemesi aslında hızlandı.
Fizikçiler olarak bilinen hiçbir enerji hızlandırıcı bir genişlemeyi ilerletemez. Bir balon evrenine daha ince yayılırsa gücü bırakmalıdır. Bu enerji odanın kendisinden gelmedikçe.
Bu karanlık enerji, Albert Einstein'ın 1917'de yerçekimi teorisine yerleştirdiği, evrenin neden kendi ağırlığı altında çökmediğini açıklamak için bir şekerleme faktörünün tüm kulak işaretlerini giydi. Kozmolojik sabit olarak bilinen Fowel faktörü, yerçekimini telafi eden ve evreni stabilize eden bir tür kozmik retti – diye düşündü. Evrenin genişlediği anlaşıldığında, Einstein kozmolojik sabitten vazgeçti ve en büyük hatasını bildirdiğini bildirdi.
Ama çok geç kaldı. 1955'te geliştirilen kuantum teorisinin bir özelliği, boş alanın Einstein'ın fudge faktörü gibi itici bir güç yaratan enerji ile olduğunu öngörmektedir. Bu sabit, yüzyılın son çeyreğinden bu yana standart kozmoloji modelinin bir parçası olmuştur. Model, 13.8 milyar yıl önce doğan bir evreni, büyük bir patlama olarak bilinen ve yüzde 5 nükleer madde, yüzde 25 karanlık madde ve yüzde 70 karanlık enerjiden oluşan muazzam bir kıvılcımla tanımlıyor. Ancak model hangi karanlık maddenin veya karanlık enerjinin aslında olduğunu söylemiyor.
Karanlık enerji gerçekten sabitse, standart model kasvetli bir gelecek sağlar: Evren hızlanacak ve sonsuza dek daha karanlık ve yalnız kalacaktır. Bir noktada, uzak galaksiler görmek için çok uzakta olacaktır. Tüm enerji, yaşam ve düşünceler kozmodan emilir.
“Takip edebileceğin bir şey”
Desi ekibindeki gökbilimciler, kozmik zamanların farklı zamanlarında galaksileri izleyerek karanlık enerjiyi karakterize etmeye çalışırlar. Maddenin orijinal evren boyunca yayılmasındaki küçük düzensizlikler, galaksiler arasındaki mesafeleri etkiledi – evren ile birlikte ölçülen mesafeler.
En son Desi ölçümü için kullanılan veriler, yaklaşık 15 milyon galaksi ve diğer göksel nesnelerden oluşan bir katalogdan oluşuyordu. Sadece veri kaydı, karanlık enerjinin teorik anlayışında bir şeyler yanlış olduğunu göstermez. Evrenin genişlemesini ölçmek için diğer stratejilerle birlikte – örneğin, patlayan yıldızlar ve evrendeki en eski ışık, veriler artık standart modelin öngördüğü şeyden değil, artık standart modelin öngördüğü ile değil.
Çarşamba günü DISI ölçümünü kamuya açıklayan Arizona Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Enrique Paillas, verilerin karanlık enerji tarafından yönlendirilen kozmik ivmenin daha erken başladığını ve şu anda standart modelin öngördüğünden daha zayıf olduğunu ima edeceğini buldu.
Veriler ve teori arasındaki tutarsızlık, sonuçların bir tesadüf olma şansından biri olan maksimum 4.2 Sigma (fizikçiler tarafından tercih edilen belirsizlik birimlerinde). Bununla birlikte, boşluk henüz beş Sigma değildir (3,5 milyon şansın birine karşılık gelir), katı fizikçilerin standardı bir keşif talep etmeye kararlıdır.
Bununla birlikte, ayrılık, kozmolojik modelde bir şeyin iyi anlaşılmadığı çok önemlidir. Bilim adamları, yerçekimini nasıl yorumladıklarını veya eski ışığı büyük patlamadan nasıl anladıklarını revize etmek zorunda kalabilirler. Desi gökbilimcileri sorunun karanlık enerjinin doğası olabileceğine inanıyor.
“Dinamik bir karanlık enerji eklediğimizde, bulmacanın kısımları birlikte daha iyi gidiyor,” dedi Dallas'taki Texas Üniversitesi'nden kozmolog Mustapha Ishak-Boushaki, en son Desi analizine katkıda bulundu.
Ontario'daki Waterloo Üniversitesi'nde bir kozmolog ve Desi işbirliği sözcüsü Will Percival, ufukta olanlar hakkında heyecan ifade etti. “Aslında tarlada kolda biraz atış,” dedi. “Şimdi takip edecek bir şey var.”
1950'lerde, gökbilimciler kozmolojiyi açıklamak için sadece iki sayı gerektiğini iddia ettiler: biri evrenin genişlemesi ile ilgili olarak, diğeri gecikmesini veya bu uzatmanın ne kadar yavaşladığını açıklayan. 1960'larda işler değişti, evrenin kozmik bir mikrodalga arka planı olarak bilinen Big Bang'den ışık içinde yıkandığını keşfetti. Bu arka plan radyasyonunu ölçerek, bilim adamları erken evrenin fiziğini ve daha sonra galaksilerin oluşma ve gelişme şeklini inceleyebildiler. Sonuç olarak, standart kozmoloji modeli artık evrendeki sıradan ve karanlık maddenin yoğunluğu da dahil olmak üzere altı parametre gerektiriyor.
Kozmoloji daha kesin hale geldiğinden, bu parametrelerin öngörülen ve ölçülen değerleri arasında ek gerilimler ortaya çıkmıştır, bu da standart modelin teorik uzantılarının zenginliğine yol açar. Bununla birlikte, Kozmik Mikrodalga Arka Planının en net kartları olan Atacama Cosmology teleskopunun en son sonuçları kapıyı yeniyor gibi görünüyor.
Desi en az bir yıl daha veri toplamaya devam edecek. Sitedeki ve uzayda diğer teleskoplar kendi kozmos görüşlerini kaydeder; Bunlar arasında San Diego'daki Zwicky Geçici Tesisi, Avrupa Öklid Dünya Uzay Teleskopu ve yakın zamanda piyasaya sürülen Spherex Mission var. Gelecekte Vera C. Rubin Gözlemevi, bu yaz Şili'deki gece gökyüzünün bir filmini kaydetmeye başlayacak ve NASA'nın Roma Uzay Teleskopunun 2027'de başlaması planlanıyor.
Herkes gökyüzünden ışığı emecek, kozmosun kısımlarını farklı perspektiflerden ölçecek ve tüm evrenin daha geniş bir anlayışına katkıda bulunacaktır. Herkes, evrenin ne kadar sert bir yumurta kırılacağına dair sürekli anılar olarak hizmet eder.
Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz Kozmolog ve Desi işbirliği sözcüsü Alexie Leauthaud, “Bu veri kayıtlarının her birinin kendi güçlü yönleri var.” Dedi. “Evren karmaşık. Ve birçok farklı şeyi gizlemeye çalışıyoruz.”
Yeni ölçüm, galaksi kümelerinden nükleer tohumlara kadar her ölçekte yırtılırsa evrenimizin kadere dönmeyebileceğini göstermektedir. Bunun yerine, genişlemesi azalabilir ve nihayet evreni istikrarlı bırakabilir. Ya da kozmos parkuru bile tersine çevirebilir ve nihayet bir çöküşü hüküm giymiş, gökbilimcileri büyük bir krema olarak tanımlar.
Son sonuçlar, geçen Nisan ayından, standart kozmoloji modelinde, tarihteki en iyi bilim adamları ve evrenin yapısında bir sorun olduğunu cazip bir notu güçlendiriyor. Geçen yıl ve bu ayın ölçümleri, Arizona'daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki bir teleskop üzerinde Dark Energy Spectroskopic Enstrüman veya Desi ile işbirliğinden geliyor.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Desi kozmolog Michael Levi, “Şimdi bir ipucudan biraz daha fazlası” dedi. “Bizi diğer ölçümlerle çatışmaya getiriyor,” diye ekledi Dr. Levi ekledi. “Karanlık enerji gelişmedikçe – o zaman genç, tüm ördekler üst üste.”
Duyuru, Anaheim, California'daki Amerikan Fizik Derneği toplantısında yapıldı ve Fiziksel İnceleme D. dergisinde hakem incelemesine ve yayınlanmasına gönderilen sonuçları tanımlayan bir dizi makale eşlik etti.
Johns Hopkins Üniversitesi'nde ve Baltimore'daki Uzay Talescopic Fen Enstitüsü'nde astrofizikçi, “Nominal değer için verilen bu sonucun, onu keşfettiğimizden bu yana ~ 25 yıl içinde karanlık enerjinin doğasına sahip olduğunu söylemek adildir.” Bir e -mail fiyatıyla yazdı, bir e -mail yazdı, bir e -mail yazdı, bir e -mail yazdı, bir e -mail içinde yazdı.
Ancak Desi gözlemleri, karanlık enerjinin zamanla sabit olduğunu öngören standart kozmoloji modelini sorgulasa bile, ayrı bir sonuç bunu artırdı. Salı günü, Şili'deki Atacama Kozmoloji Teleskopu başkanlığındaki çokuluslu ekip, sadece 380.000 yaşındayken bebek evreninin en ayrıntılı resimlerini yayınladı. (Bu teleskop 2022'de çıkarıldı.)
Henüz uzmanlar tarafından incelenmemiş olan raporu, standart modelin erken evrende beklendiği gibi çalıştığını doğrulamaktadır. Bu modelde Hubble Constant'ın evrenin ne kadar hızlı genişlediğini açıklayan bir unsur, ancak sabitin son yarım yüzyıl ölçümlerinde, bugün yaklaşık yüzde dokuza küçülen bir tutarsızlık. Teorisyenler, belki de çok erken evrendeki ek bir karanlık enerji itmesinin, koşullar atomların oluşabilmesi için çok sıcak olsaydı, bu kaldırma tabakasını çözebilecek olduğunu düşündüler.
En son Atacama sonuçları bu fikri dışlıyor gibi görünüyor. Ancak karanlık enerjinin doğasının daha sonra zamanında gelişip gelişmediği hakkında hiçbir şey söylemiyorlar.
Her iki rapor da aynı zamanda bunun ne anlama geldiğine dair kozmik bir karışıklık olan diğer kozmologlara övgüde bulundu.
Chicago Üniversitesi'nde evreni ölçmek için geçiren ve iki çalışmaya dahil olmayan bir kozmolog Wendy Freedman, “O zamanlar hubble gerginliğinin açıklayabileceği şey için iyi fikirler olduğunu düşünmüyorum,” dedi.
Chicago Üniversitesi'nde de çalışmalara katılmayan bir teorisyen olan Michael Turner, “İyi haber, kozmik yumurtada çatlak yok. Kötü haber kozmik yumurtada çatlak yok.”
Dr. “Karanlık Enerji” terimini şekillendiren Turner, bir çatlak varsa, “yeterince açık olmadığını ve kozmolojide bir sonraki büyük şeyi açıkça görebildiğimizi” de sözlerine ekledi.
Gökbilimciler genellikle genişleyen bir evrendeki galaksileri bir hobbette kuru üzümle karşılaştırırlar. Hamur yükseldiğinde, kuru üzüm daha da uzaklaşır. Ne kadar uzak olursa, o kadar hızlı ayrılırlar.
1998'de, iki gökbilimci grubu, belirli bir süpernova türünün veya patlayan yıldızın parlaklığını inceleyerek evrenin genişlemesini ölçtü. Böyle süpernovalar aynı miktarda ışık yaratır, böylece daha ileri mesafelerde tahmin edilebilir şekilde daha zayıf görünürler. Eğer evrenin genişlemesi yavaşlarsa, bilim adamları o zamanlar inandığı gibi, uzak patlamalardan gelen ışık istenenden biraz daha parlak görünmelidir.
Sürprizlerine göre, iki grup süpernovaların beklenenden daha zayıf olduğunu buldu. Yavaşlamak yerine, evrenin genişlemesi aslında hızlandı.
Fizikçiler olarak bilinen hiçbir enerji hızlandırıcı bir genişlemeyi ilerletemez. Bir balon evrenine daha ince yayılırsa gücü bırakmalıdır. Bu enerji odanın kendisinden gelmedikçe.
Bu karanlık enerji, Albert Einstein'ın 1917'de yerçekimi teorisine yerleştirdiği, evrenin neden kendi ağırlığı altında çökmediğini açıklamak için bir şekerleme faktörünün tüm kulak işaretlerini giydi. Kozmolojik sabit olarak bilinen Fowel faktörü, yerçekimini telafi eden ve evreni stabilize eden bir tür kozmik retti – diye düşündü. Evrenin genişlediği anlaşıldığında, Einstein kozmolojik sabitten vazgeçti ve en büyük hatasını bildirdiğini bildirdi.
Ama çok geç kaldı. 1955'te geliştirilen kuantum teorisinin bir özelliği, boş alanın Einstein'ın fudge faktörü gibi itici bir güç yaratan enerji ile olduğunu öngörmektedir. Bu sabit, yüzyılın son çeyreğinden bu yana standart kozmoloji modelinin bir parçası olmuştur. Model, 13.8 milyar yıl önce doğan bir evreni, büyük bir patlama olarak bilinen ve yüzde 5 nükleer madde, yüzde 25 karanlık madde ve yüzde 70 karanlık enerjiden oluşan muazzam bir kıvılcımla tanımlıyor. Ancak model hangi karanlık maddenin veya karanlık enerjinin aslında olduğunu söylemiyor.
Karanlık enerji gerçekten sabitse, standart model kasvetli bir gelecek sağlar: Evren hızlanacak ve sonsuza dek daha karanlık ve yalnız kalacaktır. Bir noktada, uzak galaksiler görmek için çok uzakta olacaktır. Tüm enerji, yaşam ve düşünceler kozmodan emilir.
“Takip edebileceğin bir şey”
Desi ekibindeki gökbilimciler, kozmik zamanların farklı zamanlarında galaksileri izleyerek karanlık enerjiyi karakterize etmeye çalışırlar. Maddenin orijinal evren boyunca yayılmasındaki küçük düzensizlikler, galaksiler arasındaki mesafeleri etkiledi – evren ile birlikte ölçülen mesafeler.
En son Desi ölçümü için kullanılan veriler, yaklaşık 15 milyon galaksi ve diğer göksel nesnelerden oluşan bir katalogdan oluşuyordu. Sadece veri kaydı, karanlık enerjinin teorik anlayışında bir şeyler yanlış olduğunu göstermez. Evrenin genişlemesini ölçmek için diğer stratejilerle birlikte – örneğin, patlayan yıldızlar ve evrendeki en eski ışık, veriler artık standart modelin öngördüğü şeyden değil, artık standart modelin öngördüğü ile değil.
Çarşamba günü DISI ölçümünü kamuya açıklayan Arizona Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Enrique Paillas, verilerin karanlık enerji tarafından yönlendirilen kozmik ivmenin daha erken başladığını ve şu anda standart modelin öngördüğünden daha zayıf olduğunu ima edeceğini buldu.
Veriler ve teori arasındaki tutarsızlık, sonuçların bir tesadüf olma şansından biri olan maksimum 4.2 Sigma (fizikçiler tarafından tercih edilen belirsizlik birimlerinde). Bununla birlikte, boşluk henüz beş Sigma değildir (3,5 milyon şansın birine karşılık gelir), katı fizikçilerin standardı bir keşif talep etmeye kararlıdır.
Bununla birlikte, ayrılık, kozmolojik modelde bir şeyin iyi anlaşılmadığı çok önemlidir. Bilim adamları, yerçekimini nasıl yorumladıklarını veya eski ışığı büyük patlamadan nasıl anladıklarını revize etmek zorunda kalabilirler. Desi gökbilimcileri sorunun karanlık enerjinin doğası olabileceğine inanıyor.
“Dinamik bir karanlık enerji eklediğimizde, bulmacanın kısımları birlikte daha iyi gidiyor,” dedi Dallas'taki Texas Üniversitesi'nden kozmolog Mustapha Ishak-Boushaki, en son Desi analizine katkıda bulundu.
Ontario'daki Waterloo Üniversitesi'nde bir kozmolog ve Desi işbirliği sözcüsü Will Percival, ufukta olanlar hakkında heyecan ifade etti. “Aslında tarlada kolda biraz atış,” dedi. “Şimdi takip edecek bir şey var.”
1950'lerde, gökbilimciler kozmolojiyi açıklamak için sadece iki sayı gerektiğini iddia ettiler: biri evrenin genişlemesi ile ilgili olarak, diğeri gecikmesini veya bu uzatmanın ne kadar yavaşladığını açıklayan. 1960'larda işler değişti, evrenin kozmik bir mikrodalga arka planı olarak bilinen Big Bang'den ışık içinde yıkandığını keşfetti. Bu arka plan radyasyonunu ölçerek, bilim adamları erken evrenin fiziğini ve daha sonra galaksilerin oluşma ve gelişme şeklini inceleyebildiler. Sonuç olarak, standart kozmoloji modeli artık evrendeki sıradan ve karanlık maddenin yoğunluğu da dahil olmak üzere altı parametre gerektiriyor.
Kozmoloji daha kesin hale geldiğinden, bu parametrelerin öngörülen ve ölçülen değerleri arasında ek gerilimler ortaya çıkmıştır, bu da standart modelin teorik uzantılarının zenginliğine yol açar. Bununla birlikte, Kozmik Mikrodalga Arka Planının en net kartları olan Atacama Cosmology teleskopunun en son sonuçları kapıyı yeniyor gibi görünüyor.
Desi en az bir yıl daha veri toplamaya devam edecek. Sitedeki ve uzayda diğer teleskoplar kendi kozmos görüşlerini kaydeder; Bunlar arasında San Diego'daki Zwicky Geçici Tesisi, Avrupa Öklid Dünya Uzay Teleskopu ve yakın zamanda piyasaya sürülen Spherex Mission var. Gelecekte Vera C. Rubin Gözlemevi, bu yaz Şili'deki gece gökyüzünün bir filmini kaydetmeye başlayacak ve NASA'nın Roma Uzay Teleskopunun 2027'de başlaması planlanıyor.
Herkes gökyüzünden ışığı emecek, kozmosun kısımlarını farklı perspektiflerden ölçecek ve tüm evrenin daha geniş bir anlayışına katkıda bulunacaktır. Herkes, evrenin ne kadar sert bir yumurta kırılacağına dair sürekli anılar olarak hizmet eder.
Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz Kozmolog ve Desi işbirliği sözcüsü Alexie Leauthaud, “Bu veri kayıtlarının her birinin kendi güçlü yönleri var.” Dedi. “Evren karmaşık. Ve birçok farklı şeyi gizlemeye çalışıyoruz.”