Bilim adamları, yerçekimini test ederek karanlık enerjiyi araştırmaya yardımcı oluyor

Astrofizikteki en büyük bulmacalardan biri, Albert Einstein’ın yerçekimi teorisini yeniden işleyerek çözülebilir mi? NASA bilim adamları tarafından ortaklaşa yazılan yeni bir çalışma henüz olmadığını söylüyor.

Evren hızlanan bir hızla genişliyor ve bilim adamları nedenini bilmiyorlar. Bu fenomen, araştırmacıların yerçekiminin kozmos üzerindeki etkisi hakkında anladığı her şeyle çelişiyor gibi görünüyor: Sanki havaya bir elma attınız ve yukarı doğru, daha hızlı ve daha hızlı devam etti. Karanlık enerji olarak adlandırılan hızlanmanın nedeni bir sır olarak kalıyor.

Şili’deki Victor M. Blanco 4 metrelik Teleskopu kullanan uluslararası Karanlık Enerji Araştırması’ndan yapılan yeni bir çalışma, tüm bunların sadece bir yanlış anlaşılma olup olmadığını belirlemeye yönelik en son çabayı işaret ediyor: yerçekiminin tüm evren ölçeğinde nasıl çalıştığına dair beklentiler. kusurlu veya eksiktir. Bu potansiyel yanlış anlama, bilim adamlarının karanlık enerjiyi açıklamasına yardımcı olabilir. Ancak, Albert Einstein’ın kozmik ölçeklerde yerçekimi teorisinin şimdiye kadarki en kesin testlerinden biri olan çalışma, mevcut anlayışın hala doğru göründüğünü buluyor.

NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan bazılarını içeren bir grup bilim insanı tarafından yazılan sonuçlar, 23 Ağustos Çarşamba günü Rio de Janeiro’daki Uluslararası Parçacık Fiziği ve Kozmoloji Konferansı’nda (COSMO’22) sunuldu. Çalışma, yerçekimi anlayışımızı yeni çalışmadan bile daha yüksek bir hassasiyetle araştıracak ve belki de sonunda gizemi çözecek olan iki uzay teleskopu için zemin hazırlamaya yardımcı oluyor.

Bir asırdan fazla bir süre önce Albert Einstein, Genel Görelilik Teorisi yerçekimini tanımlamak için ve şimdiye kadar Merkür’ün yörüngesinden kara deliklerin varlığına kadar her şeyi doğru bir şekilde tahmin etti. Ancak bazı bilim adamları, eğer bu teori karanlık enerjiyi açıklayamıyorsa, o zaman belki de bazı denklemlerini değiştirmeleri veya yeni bileşenler eklemeleri gerektiğini savundu.

Durumun böyle olup olmadığını anlamak için Karanlık Enerji Araştırması üyeleri, yerçekiminin gücünün evrenin tarihi boyunca veya kozmik mesafeler boyunca değiştiğine dair kanıt aradılar. Olumlu bir bulgu, Einstein’ın teorisinin eksik olduğunu gösterir ve bu da evrenin hızlanan genişlemesini açıklamaya yardımcı olabilir. ESA (Avrupa Uzay Ajansı) Planck uydusu da dahil olmak üzere Blanco’ya ek olarak diğer teleskoplardan gelen verileri de incelediler ve aynı sonuca vardılar.

Çalışma, Einstein’ın teorisinin hala işe yaradığını gösteriyor. Yani henüz karanlık enerji için bir açıklama yok. Ancak bu araştırma, yaklaşan iki görevi besleyecek: ESA’nın 2023’ten önce başlatılması planlanan ve NASA’nın katkılarıyla hazırlanan Öklid görevi; ve NASA’nın en geç Mayıs 2027’ye kadar fırlatılması hedeflenen Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu. Her iki teleskop da yerçekimi kuvvetinin zamana veya mesafeye göre değişimlerini araştıracak.

Bulanık Görme

Bilim adamları evrenin geçmişinde neler olduğunu nasıl biliyorlar? Uzaktaki nesnelere bakarak. Bir ışık yılı, ışığın bir yılda kat edebileceği mesafenin bir ölçüsüdür (yaklaşık 6 trilyon mil veya yaklaşık 9,5 trilyon kilometre). Bu, bir ışıkyılı uzaklıktaki bir nesnenin bize, bir yıl önce, ışığın nesneyi ilk terk ettiği zamanki gibi göründüğü anlamına gelir. Ve milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki galaksiler bize milyarlarca yıl önce olduğu gibi görünüyor. Yeni çalışma, geçmişte yaklaşık 5 milyar yıl öncesine uzanan galaksilere baktı. Öklid 8 milyar yıl, Roman ise 11 milyar yıl geriye bakacak.

Galaksilerin kendileri yerçekiminin gücünü ortaya çıkarmaz, ancak Dünya’dan bakıldığında nasıl göründüklerini ortaya çıkarır. Evrenimizdeki çoğu madde, ışık yaymayan, yansıtmayan veya ışıkla etkileşime girmeyen karanlık maddedir. Bilim adamları onun neyden yapıldığını bilmeseler de orada olduğunu biliyorlar çünkü yerçekimi onu ele veriyor: Evrenimizdeki büyük karanlık madde rezervuarları warp uzayının kendisi. Işık uzayda yol alırken, uzayın bu çarpık bölümleriyle karşılaşır ve uzak galaksilerin görüntülerinin eğri veya lekeli görünmesine neden olur. Bu, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan yayınlanan ilk görüntülerden birinde sergilendi.

Karanlık Enerji Araştırması bilim adamları, zayıf kütleçekimsel mercekleme adı verilen bir etki olan karanlık madde bükülme alanı nedeniyle daha ince bozulmalar için galaksi görüntülerini ararlar. Yerçekiminin gücü, karanlık madde yapılarının boyutunu ve dağılımını belirler ve sırayla büyüklük ve dağılım, bu galaksilerin bize ne kadar çarpık göründüğünü belirler. Görüntüler, Dünya’dan farklı mesafelerde ve evrenin tarihi boyunca uzak zamanlarda yerçekiminin gücünü bu şekilde ortaya çıkarabilir. Grup şimdi 100 milyondan fazla galaksinin şekillerini ölçtü ve şimdiye kadar gözlemler Einstein’ın teorisinin öngördüğüyle eşleşiyor.

JPL’de doktora sonrası araştırmacı olarak araştırmayı yürüten ortak yazar Agnès Ferté, “Ölçümler gittikçe daha kesin hale geldikçe Einstein’ın yerçekimi teorisine meydan okumak için hala yer var” dedi. “Ancak Öklid ve Roma için hazır olmadan önce daha yapacak çok işimiz var. Bu nedenle, Karanlık Enerji Araştırması’nda yaptığımız gibi, bu sorun üzerinde dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarıyla işbirliği yapmaya devam etmemiz çok önemli.”