altinoz.com.tr

Evrenin Genişleme Hızının Ölçümlerindeki Uyuşmazlık Kuvvetlendi

Edwin Hubble, uzak gökadaların yakın gökadalardan daha büyük bir hızla dünyadan uzaklaştığını göstererek, 1920’lerde evrenin genişlemekte olduğunu keşfetti. Günümüzde Hubble sabiti olarak adlandırılan genişleme hızı ölçümleri, nispeten büyük hatalar barındırıyordu ama gökbilimciler o zamandan beri hataları azaltacak ölçüm yolları buldu.

Yöntemlerden biri doğrudan olup, uzaktaki gökadaların uzaklığını ölçmeyi gerektirir. Diğer bir yöntem ise dolaylı olup, kozmik mikrodalga arka alan ışınımı verileri kullanılarak gerekleştirilir. Fakat son on yılda, bu iki yöntemden elde edilen değerler arasındaki uyumsuzluk belirgin bir hâl aldı. ABD’deki Baltimore‘da bulunan Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü’nden Adam Riess ve çalışma arkadaşları, bir süre önce daha yüksek doğruluklu bir doğrudan ölçüm yaptı; ölçüm uyumsuzluğu kuvvetlendirerek, yeni fiziğin işareti olabileceğinin sinyalini verdi.

Riess ve ekibinin bulduğu yeni değer, uzak gökadalara olan mesafenin geliştirilmiş ölçümlerine bel bağlıyor ve ekibin daha önce yaptığı çalışmaları temel alıyor. Ölçümler, gökadaların içindeki tip Ia süpernovaların daha titiz ölçümlerine dayanıyor. Böyle süpernovaların bilinen bir ışıldama (lüminosite) profili vardır; dolayısıyla ne kadar parlak gözlemlendiklerine bakarak dünyaya olan uzaklıkları belirlenebilir. Ama ışıldamalarının kalibre edilmesi gereklidir; kalibrasyon süreci, tipik olarak oldukça büyük olan uzaklıkların tam ölçümünü gerektirir.

Işıldamalarını kalibre etmek için Riess ve ekibi, dünyaya tip Ia süpernovalardan daha yakın olan ve parlaklıkları zaman içinde değişen yıldızlar olan Sefeid (İng. Cepheid) yıldızları kullandı. Sefeidler ilk kez Kral (İng. Cepheus) Takımyıldızı’nda keşfedildiklerinden bu adla anılırlar. Sefeidlerin görünür parlaklığı salınım yapar; salınım periyodu doğrudan ışıldamalarına bağlı olduğundan, görünür parlaklıkları kullanılarak uzaklıkları ölçülebilir.
Riess ve ekibi, Hubble Uzay Teleskobu’ndan gelen paralaks ölçümlerini kullanarak, Samanyolu içindeki Sefeidlere olan mesafeyi ölçtü. Bu ölçümler, dünya güneşin diğer yanına ilerlerken, yıldızların arka plan göğüne karşı görünür kaymasını belirledi.

Araştırmacılar, birkaç Sefeid için uzaklıklarının doğrudan ölçümünü veren bu ufak kaymayı ölçtü. Ekip daha sonra bu ölçümü kullanarak, böyle yıldızları barındıran uzak gökadalara olan mesafeyi tahmin etti; böylece o gökadalardaki süpernovaların ışıldamasını kalibre edebilirlerdi. Böyle bir “uzaklık merdiveni” kullanarak, ekip Hubble sabiti için 73,5 ± 1,7   km s–1 Mpc–1 değerini elde etti. Bu değer, ekibin 2016 yılında elde ettiği 73,2 ± 1,8   km s–1 Mpc–1 değerinden daha titizdi ve Planck uydusu tarafından yapılan kozmik mikrodalga arka alan ışınımı gözlemlerinden elde edilen 66,9 ± 0,6   km s–1 Mpc–1 değerine 3,7 sigma uzaklıktaydı.

Yani Riess ve çalışma arkadaşlarının bulguları, iki farklı yöntemden elde edilen bulgular arasındaki uyuşmazlığı kuvvetlendiriyor. Her ne kadar bu yöntemler karmaşık ve dolayısıyla hataya açık olsa da, uyuşmazlık artık öyle bir noktada ki, giderilmesi mümkün gözükmüyor. Ekip, uyuşmazlığın temelindeki nedenin uzak merdiven yöntemindeki sistematik hatalar olduğunu hayal etmenin güç olduğunu belirtiyor.

Uyuşmazlığın yapısını anlamak çok önemli çünkü Hubble sabiti kullanılarak bazı evrenbilimsel nicelikler hesaplanıyor; evrenin yaşı gibi. Eğer uyuşmazlık hatalardan kaynaklanmıyorsa, bunu açıklamak için evrenbilimin standart modelinin ötesinde yeni fiziğe gerek var demektir. İleride alınacak verilerin, bu uyuşmazlığın kaynağını belirlemeye yardımcı olma potansiyeli var. ESA’nın Gaia uydusundan alınan Sefeid verileri, uzak merdiven değerindeki belirsizliği azaltabilir. Ayrca kütleçekimsel dalgaların gözlemlenmesine dayanan üçüncü bir yöntem kullanılarak yapılacak genişleme hızı ölçümleri, soruna yeni bir ışık tutabilir.

Kaynak: bilimfili.com-Sevkan Uzel