Evren Asla Yok Olmayacak !

Dünyanın farklı bölgelerinde yapılan araştırmaların ortak sonuçları, evrenin kaderiyle ilgili üretilen kuramları alt üst etti: Evren, birçok kuramda iddia edildiği gibi küçülerek yok olmayacak (Big Crunch). Aksine sonsuza dek genişleyecek; hem de esrarengiz bir kuvvetin yardımıyla genişleme ivmesini arttırarak.

Geçtiğimiz yılın 5 Mart gecesiydi. Şili, Cerro Tololo Amerikan Gözlemevi'nde uzayın derinliklerinden bir mesaj alındı; daha yaşlı dünyamız doğmadan önce gönderilmiş evrenin kaderi hakkında önemli ipuçları taşıyan bir mesaj.

Mesaj, okunabilmek için evrenin neredeyse yarısını kat etmek zorunda kalmıştı. Uluslararası bir uzman grubun, mesajın içerdiği şifreleri çözmesi ise aylar aldı. Şubat ayında, Kaliforniya, Lawrence Berkeley Laboratuvarı'ndan Saul Perlmutter ve arkadaşları mesajın özünü, dünyaya kısa bir cümleyle duyurdular: "Evren, hiçbir zaman sona ermeyecek".

Bir ay sonra ise Avustralya, Stromlo Dağı Gözlemevi'nden Brian Schmidt önderliğindeki araştırma grubu, bu kozmik mektupla ulaşan farklı bir şifreyi daha çözmeyi başardı; çok uzak galaksilerdeki süpernova patlamaları sonucu etrafa yayılan ışığın şifresini Schmidt'in araştırma grubunun da mesajın özüyle ilgili vardıkları sonuç aynıydı.

Cambridge, Massachusetts'deki Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Chris Kochanek ve arkadaşları, daha fazla kanıtla bu sonucu desteklediler. Bu defaki kanıt, görülmeyen galaksilerin oluşturduğu yerçekimiyle eğrilen ışıktı.

Tüm bu üç araştırmanın ortaya koyduğu sonuçlar, evrenin büzülerek yok olacağı yerde (Big Crunch) sonsuza kadar genişlemeye devam edeceğini gösteriyor. Bu çalışmaların sonucunda önemli bir sonuç daha ortaya çıktı: Evrenin sürekli genişlemesini sağlayan ve yerçekimi kuvvetine karşı koyan tüm kozmosta "esrarengiz bir kuvvet" var.

Evrenin kaderini anlamak tüm ayrıntıları bir kenara bırakırsak aslında oldukça basit. Bir topu havaya fırlatırsanız bir süre sonra yerçekimi kuvveti onu yavaşlatacak ve yere düşmesini sağlayacaktır. Ancak onu gerçekten çok hızlı fırlatırsanız örneğin bir rokete bağlarsanız uzaya yükselecek ve böyle sonsuza kadar devam edecektir (tabii onu engelleyecek bir kuvvet yoksa).
Aynı durum evren için de geçerlidir. Eğer evrende yeteri kadar madde varsa, yerçekimi onun genişlemesini yavaşlatacak, durduracak ve evrenin küçülmesini sağlayacaktır. Ancak yeteri kadar madde yoksa ya da evrende ekstra bir güç varsa sonsuza kadar genişleyecektir.

Dolayısıyla evrenin kaderi, içinde ne kadar madde olduğuna bağlıdır. Evrendeki madde yoğunluğu yeteri kadar fazlaysa, genişleme sadece bir noktaya kadar sürecektir. Eğer madde yoğunluğu çok düşükse evren rahatlıkla yerçekimi kuvvetini yenebilir. Evren bilimciler (kozmologlar) evrende yer çok düşükse evren rahatlıkla yerçekimi kuvvetini yenebilir. Evren bilimciler (kozmologlar) evrende yer alan şimdiki madde yoğunluğunun, bu kritik yoğunluğa oranına Omega adını veriyor. Astronomlar, yıllardır Omega sayısı 1'e mi eşit; 1'den küçük mü; yoksa 1'den büyük mü sorularına yanıt arıyorlar.

Omega'nın 1'e eşit olduğunu göstermek evrenin başlangıcıyla ilgili üretilen birçok kuram için zafer olacak. Bu sonuç, evrenin aşırı yoğun bir noktadan başlayıp, adeta dev bir balon gibi şiştiğini gösterecek. Bu, ayrıca önemli bir varsayımda bulunmamızı sağlayacak: Evrenin, genişlemeye başladığı ilk haline göre iyice şişmiş bir balonun yüzeyi gibi, eğriliği daha düşük duruma gelmiştir; şimdi ise yassı bir halde görünmelidir. Einstein'ın yerçekimi (gravitasyon) teorisi, uzaysal eğriliğin, evrendeki madde miktarına bağlı olduğunu söyler; uzayın yamyassı olabilmesi için Omega kesinlikle 1'e eşit olmalıdır.

Evrenin kaderini belirlemek için, uzayda görülebilen tüm madde miktarını toplamak sorunu çözecekmiş gibi görünüyor. Ancak iş bu kadar basit değil. Galaksilerin çekim kuvvetleri üzerinde yapılan çalışmalar, evrende görünür maddenin (parlak yıldızlar, gazlar vb) yaklaşık 10 katı kadar kütlenin "karanlık madde" biçiminde saklı olduğunu gösteriyor. Tüm bu ekstra madde miktarı eşitliğe dahil edilse bile, bu kuramcıları tatmin etmiyor. Astronomlar, evrende yer alan ne kadar maddeyi eşitliğe eklerlerse eklesinler, Omega 1'e eşit olmuyor.

Astronomlar, Büyük Patlamadan (Big Bang) bugüne kadar evrenin genişleme hızının ne kadar yavaşladığını hesaplamak için, uzak mesafelerdeki süpernovaları kullanıyor. Bir yıldız ömrünü tamamladığında, büyük bir süpernova patlaması gerçekleşebilir. Süpernovalar, astronomlar için değerli bir mum gibidir; gece karanlığındaki ışığı, dünyaya olan uzaklığı arttıkça sönükleşen bir mum. Bu mum sayesinde uzaklardaki süpernovaların parlaklığına bakılarak, ışığın dünyaya ulaşmak için ne kadar yol kat ettiği belirlenebilir.

Bu değerler sayesinde, "evrenin genişleme ivmesi artıyor mu yoksa azalıyor mu?" sorularına yanıt bulunabilir. Eğer evrenin genişleme ivmesi azalıyorsa, süpernovadan yayılan ışık dünyaya ulaşmak için genişleme ivmesinin arttığı bir evrene göre daha kısa bir yol kat etmelidir. Kısaca ifade etmek gerekirse; süpernovadan yayılan ışık ne kadar kısa bir yol kat ettiyse, gece karanlığında gökyüzünde o kadar parlak görünür.

Geçtiğimiz 5 Mart gecesinde, Cerro Tololo'daki teleskop,insan gözünün algılayabileceği ışığın 10 milyon katı kadar solgun bir süpernovanın ışığını tespit etti. Süpernova, neredeyse görünür evrenin ortasında bir yerde bulunuyordu.Bu kozmik mesaj herkesi hayrete düşürdü. Perlmutter ve arkadaşlarının Nature'da yayımladıkları rapora göre, evrenin genişleme ivmesi azalacağı yerde, yavaşça artıyordu. Sonuç yalnızca evrende yeteri kadar maddenin bulunmadığını dolayısıyla Omega'nın 1'e eşit olmadığını söylemiyordu; üstelik evrenin genişlemesi için ekstra bir kuvvetin bulunması gerektiğine işaret ediyordu. Evrenin yassı olduğunu ve evrenin genişleme ivmesinin kesinlikle artamayacağını ileri süren teoriler için, bu tam bir felaket oldu.

Ancak Şubat ayındaki Amerikan Astronomlar Odası yıllık toplantısında Perlmutter ve grubun, tespit edilememiş, küçük süpernovaları gözden kaçırdıkları ileri sürüldü. Eski teoriler için bir umut ışığı doğmuştu.

Birkaç hafta sonra, Schmidt önderliğindeki araştırma grubundan çok daha kötü haberler duyuldu: Bugüne kadar tespit edilen en uzak olanlar da dahil, 14 uzak Süpernova üzerinde yapılan çalışmalar, Perlmutter'in bulduklarıyla aynı yanıtları veriyordu. Daha önce üretilen teoriler açıkça bir şeyi gözden kaçırıyordu. En olası aday tüm evreni kapladığı düşünülen yönü olmayan kuantum teorik bir kuvvetti. Kuramcılar, buna kozmolojik sabit, ya da kısaca "lambda" adını veriyorlar. Bu kuvvet, evrende bulunan hayali parçacıkların düzenli olarak aniden belirip yok olmaları sonucu oluşuyor ve evrenin genişleme ivmesini arttıracak tüm özelliklere sahip. Ayrıca bu kuvvet Omega'yla birleştiğinde, eski teorilerin istediği gibi uzayın yassı olduğunu gösteriyor; geriye sadece Omega ve Lambda toplamını 1'e eşitleyebilmek kalıyordu.

Tüm bunlar kulağa hoş gelse de, birçok kuramcı esrarengiz kuvvetin varlığına şiddetle karşı çıkıyor. Bunun bir nedeni, Einstein'ın kendi denklemlerinde önce, "Lambda" adını verdiği bir kozmolojik sabit kullanması, ardından bunu "hayatının en büyük gafı" olarak değerlendirerek kullanmaktan vazgeçmesi. Ayrıca, Lambda'nın kuantum teorisiyle hesaplanmaya çalışılması sonsuz sayıda farklı yanıt veriyor.

Evrenbilimciler artık istemeseler de "Lambda" ile yaşamaya alışmak zorunda. Bazıları bu değeri "yerçekimsel (gravitasyonel) mercek etkisi" adlı şaşırtıcı bir olayla çözmeye çalışmaya başladılar bile. Herhangi bir uzak galaksiden dünyamıza ulaşan ışık ışınları galaksinin görüntüsü, yolda karşılaştığı galaksilerin oluşturduğu yerçekimi etkisiyle eğrilebiliyor. Bu da dünyadaki teleskopların uzaktaki bir galaksinin aynı anda birçok görüntüsünü algılamasını sağlıyor. Einstein'ın gravitasyon teorisini kullanarak, geceleyin gökyüzünde bu görüntülerden kaç tane bulunması gerektiği hesaplanabilir.

Eğer "Lambda" diye bir şey varsa; onun yerçekimine karşı koyan (antigravitasyon) etkisi uzayın hacmini genişleterek, uzak bir kaynak ile aramızda yer alan galaksilerin işini kolaylaştıracaktır. Başka deyişle, "Lambda", ışınların yolu üzerindeki galaksilerin "ışığı bükme etkisini" arttıracaktır. Kochanek ve arkadaşları, bu etkiyi kullanarak esrarengiz kozmik kuvvetin boyutlarını hesaplamaya çalışıyor. 1994 yılında Kochanek'in araştırma grubu, kuazarlar inanılmaz ölçüde parlak, görünür evrenin sınırındaki genç galaksiler üzerinde yaptıkları çalışmalar sonucunda, bunların yerçekimsel mercek kırılmasıyla oluşan tam 6 tane görüntüsünü saptadılar. Buldukları bu değeri, Lambda'nın yer almadığı bir durumla karşılaştıklarında, araştırmacılar, Lambda'nın yer almadığı bir durumla karşılaştıklarında, araştırmacılar, Lambda'nın üst limitinin 0.7 olması gerektiğini hesapladılar.

Kochanek ve arkadaşları, daha sonra buldukları sonuçların geçerliliğini sınamaya koyuldular. Gözden kaçan bazı kuazarlar olabilirdi. Kuazarlar üzerinde yapılan incelemeler, onların renklerine dayanarak yapılıyor. Dolayısıyla bir kuazarın başka bir galaksinin etkisiyle eğrilen ışığı, aynı galaksinin ışığı yüzünden farklı biçimde algılanabilirdi.

Kochanek bunun üzerine; yaydıkları radyo dalgaları, yolda karşılaştığı başka galaksiler tarafından bükülerek birçok kaynağa ayrılan galaksiler üzerinde incelemeler yaptı. Bunlar yay biçimli ışık lekelerine benzer biçimde gözleniyordu. Radyo dalgalarıyla ilgili varılan sonuçlar, önceki sonuçlarla tutarlıydı: Lambda'nın üst sınırı 0.7 Omega'nın alt sınırı ise 0.3'tü. Ayrıca tüm bu sonuçlar süpernovalar üzerinde incelemeler yapan grubun sonuçlarıyla da aynıydı: Evrende kozmolojik bir kuvvet (Lambda) var; Lambda ve Omega toplamı 1'e eşit.

Artık kuramcılar derin bir nefes alabilirdi. Her ne kadar evren sonsuza dek genişleyecekse de, en azından yamyassıydı.
Sonuçları destekleyen bir kanıt dizisi de Almanya'daki Max Planck Astrofizik Enstitüsü'nden geldi. Enstitüde görevli olan Matthias Bartelmann önderliğindeki bir grup, Omega ve Lambda'nın evrene olan birleşik etkisi inanılmaz oranda hassas biçimde hesaplayabilecek bir ölçme sistemi geliştirdi. Evrenin ilk oluştuğu dönemlerde meydana gelen galaksi kümelerini, bu değerler doğrudan etkiliyordu. Kısaca, Omega değeri büyüdükçe galaksilerin oluşum süresi artıyordu. Omega değerinin yüksek olduğu bir evrende, göreceli olarak daha az sayıda galaksi kümesi, dolayısıyla uzak galaksilerden gelen ışığın, kırılma ve bozulma oranı mercek sayısı düşük olmalıydı. Ayrıca Lambda arttığında da galaksi kümeleri daha sıkışık olmalı ve buna bağlı olarak daha az sayıda mercek olmalıydı. Gökyüzündeki mercekleri sayıp bunları teoriyle karşılaştırarak Omega ve Lambda değerlerini belirlemek mümkündü.

Araştırma grubu, Omega ve Labbda'nın farklı değerler aldıklarında evrende kaç tane mercek etkisini görülebileceğini hesaplamak için süper bir bilgisayar kullandı. Olağanüstü ölçüde fazla hesaplama gerektiğinden yalnızca üç farklı kombinasyona bakılabildi. Her kombinasyon tamamen farklı sayıda mercek etkisi yaratıyordu. Örneğin Lambda'yı 0'dan 0.3'e yükseltmek yerçekimsel mercek sayısını 70 kat arttırarak 2400'e çıkartıyordu.

Acaba bu kombinasyonlardan hangisi bizim evrenimiz için geçerli? Bartelmann, şimdiye kadar kimsenin tüm gökyüzünde kaç tane merceğin bulunduğuna bakmadığını, dolayısıyla yalnızca tahminlerde bulunabileceklerini belirtiyor. "Ancak 15002400 arasında olduğunu tahmin ediyoruz, bu da Lambda'nın 0, Omega'nın ise 0.3 civarında olması gerektiğini gösteriyor" diye ekliyor.
Doğal olarak bu sonuç, iki değerin toplamını 1'e eşitlemiyor. Bartelmann, buldukları sonuçların yalnızca üç farklı kombinasyona dayandığını söylüyor. Bartelmann, "Eğer Lambda'yı korumak istiyorsanız, Omega'yı daha da küçültüp (0.2) Lambda'yı arttırmalısınız (0.8)" diyor.

Birçok araştırmacı Bartelmann'ın vardığı sonuçlardan etkilense de araştırmacı, sonuçlarda bazı hataların olabileceğini söylüyor. "Eğer galaksi kümelerini oluşturan her bir galaksinin mercek etkisini dikkate almazsak, bu kümelerin daha etkili mercekler olduğunu Omega'nın daha yüksek olduğunu söyleyebiliriz; ancak bu yine de Omega'yı 1'e eşitlemez." diyor.

Tüm araştırmaların sonuçları aynı sözü söylüyor: "Evren sonsuz kadar genişlemeye devam edecek". Ancak kesin konuşabilmek için gerekli olan, Lambda ve Omega'nın gerçek değerlerinin hesaplanması gelecek yüzyılın başlarına kaldı; NASA'nın başlatacağı mikrodalga Anizotropi Sondası (MAP) ve Avrupa Uzay Dairesi'nin PLANCK görevleri ile değerler kesin olarak belirlenecek. Bunlar "Big Bang'ten" arta kalan, evrendeki ısıyı kullanarak değerleri hesaplayacak.

Evren sonsuza kadar yaşayacaksa da, içinde bulunanlar için aynı şeyi söylemek olası değil. Birkaç trilyon yıl sonra, tüm yıldızlar yakıtlarını tüketerek ölmeye başlayacak. Bu yıldızlardan arta kalanlar kendi üzerinde çökerek kara delikler oluşturacak. Bundan sonraki 10 üzeri 122 yıl boyunca bu kara deliklerden etrafa radyasyon (Hawking Işıması) yayılacak. Daha sonra evren dev kara deliklerin buharlaşmasına sahne olacak. Kuvantum teorisine göre son olarak, evrendeki en kararlı madde olan demir atomları küçük kara delikler oluşturacak ve bunlar da Hawking ışımasıyla buharlaşacak. Evrenin tek bir hakimi kalacak: Karanlık 




CL0024+17 Çevresindeki Karanlık Madde Halkası