Evrenin 3D Haritasında Karanlık Enerji Parmağı

Karanlık enerjinin gizemini çözmek ve evrenin nasıl genişlediğini daha iyi anlamak için bilim insanları oldukça etkileyici bir teknoloji geliştirdiler. Arizona’daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’nde bulunan 4 metrelik Nicholas U. Mayall Teleskobu’nun üzerine yerleştirilen Devasa Enerji Spektroskopik Aracı (DESI), tam 5.000 adet otomasyonlu robot göz içeriyor. Bu robotlar sayesinde evrenin 11 milyar yıl öncesine ait verileri toplayarak, gençliğine ışık tutmak mümkün oldu.

Evrenin nasıl oluştuğu ve zaman içinde nasıl değiştiği soruları, insanlığın en temel meraklarından biri. DESI sayesinde, karanlık enerji denen gizemli kuvvetin etkilerini geçmişe doğru yolculuk yaparak inceleyebiliyoruz. Karanlık enerji, evrenin giderek daha hızlı bir şekilde genişlemesine neden olan bilinmeyen bir güç.

DESI, bu görevi yerine getirmek için şimdiye kadar yapılmış en detaylı ve en doğru ölçümleri içeren dev bir üç boyutlu evren haritası oluşturdu. Bu harita sayesinde bilim insanları, ilk kez genç evrenin genişleme geçmişini yüzde 1’den daha küçük bir hata payı ile ölçmeyi başardı. Bu, evrenin nasıl evrimleştiğine dair bugüne kadar elde ettiğimiz en net görüntü ve geleceği anlamak için kritik bir adım.

Projenin lideri olan Michael Levi, şu ana kadar en iyi evren modelimizle genelde bir uyum görülse de, DESI verilerinin karanlık enerjinin zamanla değişebileceğini işaret eden bazı farklılıklar ortaya çıkardığını da vurguluyor. Bu farklılıkların daha fazla veri ile netleşeceğini ve gelecek beş yıl boyunca toplanacak verilerin analizi için büyük bir heyecan duyduklarını söylüyor.

Evrenimizin önde gelen modeli Lambda CDM olarak bilinir. Hem zayıf etkileşen bir tür maddeyi (soğuk karanlık madde veya CDM) hem de karanlık enerjiyi (Lambda) içerir. Hem madde hem de karanlık enerji, evrenin nasıl genişleyeceğini belirler – ancak zıt yönlere doğru. Madde ve karanlık madde genişlemeyi yavaşlatırken, karanlık enerji hızlandırır. Her birinin miktarı evrenimizin geçirdiği evrimi etkiler. Bu model, önceki deneylerden elde edilen sonuçları ve evrenin zamanla nasıl göründüğünü iyi açıklar.

DESI’nin ilk yıl sonuçları diğer çalışmalardan elde edilen verilerle birleştirildiğinde, Lambda CDM’nin öngördüğüyle aralarında bazı ufak farklılıklar ortaya çıktı. DESI, beş yıllık çalışması boyunca daha fazla bilgi topladıkça, bu erken sonuçlar daha kesin hale gelecek ve gözlemlediğimiz sonuçlar için farklı açıklamalara mı işaret ettiğini yoksa modelimizi güncelleme ihtiyacını mı doğurduğunu aydınlatacaktır.

Daha fazla veri ayrıca DESI’nin Hubble sabiti (evrenin bugün ne kadar hızlı genişlediğinin bir ölçüsü) ve nötrinolar adı verilen parçacıkların kütlesi hakkındaki kendi sonuçlarını da iyileştirecek.

Çok erken evrenimiz, bugünkü atomlar gibi kararlı madde oluşturamayacak kadar hızlı hareket eden parçacıkların sıcak, yoğun bir karışımıydı. Bu parçacıklar arasında baryonlar olarak adlandırılan hidrojen ve helyum çekirdekleri vardı. Bu erken plazmadaki küçük dalgalanmalar, baryonları bir dizi dalga haline getirdi. Evren genişledikçe ve soğudukça, nötr atomlar oluştu, basınç dalgaları durdu ve gelecekteki galaksilerin yoğunlaşma bölgeleri oluşmaya başladı. Milyarlarca yıl sonra, bu zayıf deseni galaksilerin karakteristik şekillerinde hâlâ görebiliyoruz. Baryon Akustik Osilasyonlar (BAO) olarak adlandırılan bu özellik evrenin haritalanmasında kullanılan önemli bir veri.

Galaksilerin genişleme tarihini ölçmek ve karanlık enerjiyi anlamak için kullanılan diğer bir teknik, merkezlerinde kara delikler bulunan uzak, parlak galaktik çekirdekler olan kuasarlara dayanır. Kuasarlardan gelen ışık, galaksilerarası gaz bulutlarından geçerken emilir, bu da ara galaksi gaz bulutlarının haritalanmasını ve galaksileri olduğu gibi kullanmayı mümkün kılar – bu teknik “Lyman-alfa ormanı” olarak bilinir. Araştırmacılar, bu Lyman-alfa ormanı ölçümleri için 450.000 kuasarı kullandılar ve BAO (Baryonik Akustik Osilasyon) ölçümlerini 11 milyar yıl öncesine kadar genişlettiler. DESI’nin 3 milyon kuasar ve 37 milyon galaksiyi haritalaması planlanıyor. DESI, bilim insanlarının bilinçaltı onay önyargısını önlemek için tamamen “körleştirilmiş analiz” gerçekleştiren ilk spektroskopik deneydir.

DESI önümüzdeki yıllarda veri toplamaya devam edecek ve bu veriler, gelecek nesil gökbilim araştırmalarına ışık tutacak. Aynı zamanda DESI verileri, Vera C. Rubin Gözlemevi ve Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu gibi diğer büyük gökbilim projelerini de destekleyecek. Kısacası DESI, evrenin gizemlerini çözme yolculuğumuzda önemli bir kilometre taşı niteliği taşıyor.