Kara Enerji

BİLİMİN geldiği nokta bize şunu söylemektedir: Bütün galaksiler, yıldızlar, kara delikler; yani gözlemlediğimiz evren, gerçekte evrende olması gereken maddenin yüzde onuna karşılık geliyor. Yüzde doksan, ne olduğunu bilmediğimiz, hakkında hiçbir fikrimiz olamayan, “Karanlık Madde”den ibarettir.

Ürkütücü de gelse, sadece büyük bir gizem olarak da kabul edilse, karşımızda duran yalın gerçek bu. Ve karanlık madde diye ifade edilen bu kütle açığının nedeni bilim dünyasında büyük bir merak ve araştırma konusu olmaya devam ediyor. Görünmeyen ve anlaşılamayan “kayıp kütle” gerçekten neye tekabül ediyor? Şimdiye kadar varlığı hakkında kesin bir hükme varılamayan “esir maddesi” olabilir mi bu kayıp kütle?

Peki hangi gözlemler bize Karanlık Madde veya Karanlık Enerjinin varlığını gösteriyor? Gezegenlerin yörüngeleri ve hareketlerini tanımlayan “Rotasyon eğrisi”ne bakalım. Rotasyon eğrisi, Kepler yasasına dayanır. Bu yasaya dayanan Rotasyon eğrisini bilmeyen okurlarımız için kısaca açıklayalım. Bir gezegen Güneş’e ne kadar uzak mesafede bulunursa hızı o kadar yavaştır. Güneşe yakın Merkür hızlı, çok uzak olan Neptun yavaş döner.

Fizik yasaları her yerde aynı olacağına göre, bu yasanın sadece Güneş sistemi için değil, bütün başka sistemler, hatta galaksiler için de geçerli olması gerekir. Dolayısıyla galaksilerin spiral kollarında da aynı yasaya uygun olarak, dışa doğru gittikçe, merkez etrafındaki donüş hızının daha yavaş olması gerekir. Ve şimdiye kadar bilim dünyasında bu böyle kabul ediliyordu. Ancak, yapılan gözlemler ortaya koydu ki, “Rotasyon eğrisi” uzaklıkla azalmıyor, sabit kalıyordu. Galaksinin merkezinden uzakta olanlarla, daha dışta olanların hızları aynı idi. Uzaklık arttıkça hız azalmıyordu. Oysa kenardakilerin öyle büyük hızda, merkezkaç kuvvetinin etkisiyle galaksinin çekim alanından fırlaması beklenir. İşte “Karanlık Madde”nin varlığı, hız nedeniyle firlamama ve mercek etkisi gibi birbiri ile alakası olmayan gözlemlerle teyit edilmektedir.

Kainatın nasıl teşekkül ettiğini anlatan modellere göre, nötrino gibi tanecikler, görünmeyen (karanlık) maddeye ve kayıp kütleye tekabül edebilir. Öyle olsa bile nötrinoların toplam kütlesinin, bu kayıp kütlenin bir kısmını—ancak dörtte birini—karşılayabileceği düşünülüyor.

BUNA göre, nötrinoların yanı sıra, uzay içerisinde maddi ölçülere giremeyen kütleli başka tanecikler bulunmalıdır. Örneğin, süper simetri teorilerinin “süper parçacıkları” ile gölge madde ve çift madde enerji takımları ve bunlara ek olarak varlığı kaçınılmaz görülen anti madde ve ayrıca keşfedilmeyi bekleyen tanecikler, bu kayıp kütlenin diğer kısmına tekabül ediyor olabilir. Bu konuyla ilgili olarak Stephen Hawking’in “Ceviz Kabuğundaki Evren” (s. 186-188) adlı eserinde anlattıkları hayli ilginç:

“Bu kayıp kütle, WIMP zayıf şekilde etkileşim yapan büyük parçacıklar veya aksionlar (çok hafif, elementer parçacıklar) gibi egzotik bazı parçacık türlerinden kaynaklanıyor olabilir. Ancak kayıp kütle, içinde madde bulunan bir ‘Gölge Dünya’nın varlığının kanıtı da olabilir. Belki de gölge yıldızların, gölge galaksinin merkezi etrafındaki yörüngelerine açıklama getirecek, kendi Dünyalarında kayıp görünen kütleyi merak eden küçük insancıklar içeriyordur.”

Kayıp kütlenin neye tekabül ettiği konusunda araştırmacılar öteki dünyaların varlığına kadar değişik yaklaşımlar sergileyedursun, son günlerde ilginç sonuçlara ulaşıldı.

The Astrophysical Journal dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, Dünya etrafındaki yörüngesinde dönen Hubble uzay teleskopu ve Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesinin (NASA) “Uzak morötesi spektroskopik kaşif” (FUSE) adındaki uydunun bulguları bilinmeyen baryonik kayıp madde konusunda bazı işaretler vermektedir. Maddenin ilginç bir türünün varlığının ipuçlarını sunmaktadır. Çok ince olduğu bildirilen bu maddeye siz ister eskiden beri aranılan “esir maddesi” deyin, isterse başka şey.

COLORADO Üniversitesinden Mike Shull, “Şimdi evrenin omurgasını meydana getiren, ağ benzeri bir yapının hatlarını gördüğümüzü düşünüyoruz” demektedir. Belirlenen maddenin “bir örümcek ağı”na benzediğini belirten Shull şunları ilave etmektedir: “Bizim gördüğümüz şey, örümceğin çekim gücünün yarattığı şey. Çok ince. Bir kısmı çok sıcak, neredeyse bir milyon derece sıcaklığında bir gaz.” Shull ve arkadaşları, bu hidrojen ve oksijen ağlarının görülebilir ışık içinde görülemeyecek kadar çok sıcak, Röntgen ışını spektroskopisinde görünmek için ise çok soğuk olduğunu kaydetmektedir.

Evet bu sonuçlar yeni sürprizler gösteriyor ki, gelecekte alışık olmadığımız farklı madde biçimleri ve varlığın yeni boyutları ile karşı karşıya kalabiliriz. Galaksilerin maddenin bu ince lifleri üzerinde vücut bulduğu ve bulunan maddenin galaksilerin omurgasını teşkil ettiği belirtilmesi gösteriyor ki bizim müşahede ettiklerimiz varlığın dış görünüşü kabuğu mesabesinde kalmaktadır. Bir meyvenin örneğin cevizin kabuğunu düşünün. Asıl olanı içeridedir.

VARLIĞIN görünen boyutu ötesinde ve onu idare eden asli ve görünmez boyutların varlığından henüz haberdar görünmüyoruz. Evrenin büyüklüğü karşısında bizler bir bakıma okyanus kıyısında kumlarla oynayan ve okyanusu gördüğünden ibaret sanan çocuk mesabesindeyiz. Gelecekte bizi ne gibi sürprizlerin karşılayacağını bilmiyoruz. Bilmediklerimizi bir isim vererek geçiştirmeye çalışıyoruz. Şimdi bilinmezlerin yeni adı, “karanlık madde” ve karanlık enerji”dir.

Tıpkı bir zamanlar Einstein’in herşeyi bambaşka bakış açısı ile görmesi gibi, ördüğümüz duvarları yıkarak, tel örgülerini keserek maddeci katı anlayıştan bir kere daha silkinerek yeni bir bakış açısı geliştirmenin zamanı geldi. Bu yeni bakış açısı, manevi temelli ve bütüncül bir bakışla eşyaya bakabilmeyi gerektiriyor.

Geçen yüzyılın başlarında olduğu gibi (izafiyet, kuantum teorileri) yeni bir kuşatıcı teoriyi keşfedebilmek. Maddeyi ve ışığı keşfettik ama ışık ötesini henüz keşfedemedik. Işıktan hızlı azalan gitgide değersizleşen termodinamik kanunlarla ifade edilen enerji yerine bitmeyen azalmayan ışıktan hızlı giden bir enerji ve maddeyi, daha doğrusu “madde ötesi”ni keşfetmek kaldı geriye.







Kara enerji için ilk kanıt bulundu

Hubble Uzay Teleskobu, ilk kez Albert Einstein tarafından ortaya atılan evreni genişlettiği düşünülen kara enerjiye ait bulgulara rastladı.

Kara enerji adıyla tanınmlanan gizemli bir güç evrenin 9 milyar yıldır genişlemesine önayak oluyor. Kara enerjinin varlığı bilim insanları tarafından matematiksel olarak kabul ediliyordu, ancak direkt kanıt elde edilememişti.

Hubble Uzay Teleskobu’nun tespit ettiği bulguler ise, Johns Hopkins Üniversitesi profesörü ve NASA’nin Uzay Teleskopları Estitüsü uzmanı Adam Riess’a göre “Kara enerjinin varlığına işaret eden ilk kanıtlar”.

Riess ve ekibi, Hubble üzerinden 23 eski süpernovayı gözlemledi. Bu süpernovaların ışığının Hubble’ın gözlem eksenine ulaşmasının en az 7 milyar yıl sürdüğü tahmin ediliyor. Bu hesaplama, söz konusu süpernovaların evrenin erken çağlarında oluştuğu gösteriyor.
Adam Riess.

Evrenin yaşı 13.7 milyar yıl olarak varsayılıyor. Riess’in gözlemlerinin detaylı hali Astrophysical Journal dergisinin 10 Şubat sayısında yayımlanacak. Kara enerji evrenin yüzde 70’ini oluşturuyor; uzayın yüzde 25’i kara madde, yüzde 5’i ise bilinen olağan maddeden müteşşekkil. Riess, kara enerjinin evreni 9 milyar yıldır genişlettiğini düşünüyor.

GENİŞLEMENİN ANAHTARI KARA ENERJİDE
Astronomlar süpernova patlamalarından, referans alınan süpernovanın uzaklığını ve hatta patlama esnasında evrenin ne hızla genişlemekte olduğunu kestirebiliyor. Riess, süpernova patlamaları için bu nedenle ‘evrenin anahtarı’ olarak niteliyor. Mevcut kütleçekim gücüne karşın evrenin neden genişlediği sorusunun yanıtı olarak kara enerji fikri Einstein tarafından ortaya atılmıştı. Edwin Hubble, 1929’da evrenin sabit bir hacmi olmadığını gerçekten de genişlediğini gösterdi. Daha gelen astronomlar bu düşün ekseninde Big Bang teorisine ulaştı.

UZAY-ZAMAN YAKINLAŞIRKEN ‘KAÇIYOR’
Astronomlar, 1998’de bir gözlemde eski süpernovaların ışınlarının Dünya’ya gelirken ‘kaçtığını’ farketti. Şöyle ki, evrenin genişlemesiyle Dünya belli bir hızla uzaklaşırken, süpernova patlamasının ışığı bu genişleme hızından dapa düşük bir hızya Dünya’ya yakınlaşıyordu. Diğer bir deyişle, evrenin genişlemesi Big Bang’in tahmin ettiğinden daha hızlı olduğu için süpernova patlamasını ışığı Dünya’ya yaklaşırken görece uzaklaşıyordu. Bu bulgunun bir tek anlamı vardı; evrenin genişlemesi sürekle artarak hızlanan bir süreç. Bunu da sağlayan kara enerji olabilir miydi?

KARA ENERJİ: ‘UZAYIN MİZACI’
Kozmologlar, evrenin genişlemesini hızlandırdığı düşünülen, etkisi üzerinden dolaylı olarak varsaydıkları bu gizemli güce kara enerji diyor. Kara enerjiyi basit tabiriyle ‘gidip yerinde incelemek’ olanaksız, araştırmalar daha çok akıl yürütme ve matematiksel hesaplama şeklinde yapılıyor.

Einstein’a göre kara enerji uzayın doğasından gelen bir özellik, kimilerine göre ise elektromanyetik alanlarını birbirine ittirimi. Belki de kütleçekim alanlarını henüz bilinmeyen bir şekilde bükülmesinden meydana gelen bir anormallik de olabilir.

NASA, 2008’de Hubble Uzay Teleskobu’nu güncellediğinde bu konuyu araştıracak özel bir gözlem cihazı takılacak. Ayrıca ABD Enerji Bakanlığı 2011’de yörüngeye kara enerji konusunda uzmanlaşan bir gözlem cihazı yerleştirecek.