James Webb Teleskobundan elde edilen yeni gözlemler, evrenin bugün neden milyarlarca yıl önceki başlangıç dönemine göre daha hızlı genişlediğini açıklayabilecek bir özelliği ortaya çıkarıyor. Bu durumun, teleskop ölçümlerindeki bir hata yerine evrendeki bilinmeyen bir mekanizmaya bağlı olabileceği öne sürülüyor.
Yeni veriler, Hubble Teleskobunun yıldızlar ve galaksiler arasındaki mesafelerle ilgili ölçümlerini doğrulayarak evrenin gizemli genişlemesi hakkındaki uyuşmazlığın, diğer adıyla Hubble geriliminin, çözümünde kritik bir çapraz kontrol sağladı. Bu uyumsuzluk, modern kozmoloji modellerinin açıklayamadığı bir gizem olarak biliniyor.
Nobel ödüllü fizikçi ve çalışmanın baş yazarı Adam Riess, “Evrenin gözlemlenen genişleme hızı ile standart modelin öngördüğü genişleme hızı arasındaki tutarsızlık, evren hakkındaki anlayışımızın eksik olabileceğini gösteriyor. NASA’nın iki amiral gemisi teleskobunun bulguları birbirini doğrularken, bu (Hubble gerilimi) problemi çok ciddiye almalıyız – bu bir zorluk ama aynı zamanda evrenimiz hakkında daha fazla şey öğrenmek için inanılmaz bir fırsat” dedi.
Riess’in çalışması, evrenin genişlemesinin gizemli bir şekilde hızlandığını ve bunun yıldızlar ve galaksiler arasındaki geniş alanlara nüfuz eden “karanlık enerji” adı verilen bilinmeyen bir güçten kaynaklandığını ortaya koyduğu Nobel Ödülü kazanan keşfine dayanıyor.
James Webb Teleskobu ile Hubble Sabiti ölçümleri
Riess ve ekibi, Webb’in uzaydaki ilk iki yılında topladığı en büyük veri setini kullanarak Hubble teleskobunun, evrenin genişleme oranı yani Hubble sabiti ölçümünü doğruladı. Galaksilere olan mesafeleri üç farklı yöntemle ölçerek özellikle Hubble Teleskobunun daha önce en hassas “yerel” ölçümleri yaptığı galaksilere odaklandılar. Her iki teleskobun gözlemleri de yakından örtüşerek Hubble ölçümlerinin doğru olduğunu ve bu gerilimin bir ölçüm hatasından kaynaklanmadığını ortaya koydu. Ancak, Hubble Sabiti bir gizem olmaya devam ediyor; çünkü teleskop gözlemlerine dayanan ölçümler, kozmolojinin standart modeli kullanılarak yapılan projeksiyonlardan daha yüksek değerler veriyor. Standart model, büyük patlamadan kalan kozmik mikrodalga arka plan ışınımına dayalı verilerle kalibre edilen ve evrenin işleyişine dair geniş çapta kabul gören bir çerçeve sunuyor.
Hubble Gerilimi ve gözlemler arasındaki farklılıklar
Standart model, Hubble sabitini yaklaşık 67-68 kilometre/saniye/megaparsek olarak öngörürken, teleskop gözlemlerine dayanan ölçümler genellikle 70 ila 76 arasında değişiyor ve ortalama olarak 73 km/s/Mpc’yi gösteriyor. Bu fark, 5-6 km/s/Mpc gibi büyük bir oranda olup, ölçüm hatalarıyla açıklanamayacak kadar büyük.
Webb’in yeni verileri, Hubble’ın ölçümlerindeki büyük yanlılıkları dışladığından, Hubble geriliminin henüz keşfedilmemiş faktörlere veya kozmoloji bilgimizdeki eksikliklere bağlı olabileceği bildiriliyor.
“Webb verisi, evreni ilk kez yüksek çözünürlükte görmek gibi bir şey ve ölçümlerin sinyal-gürültü oranını önemli ölçüde artırıyor,” diyor çalışmada görev alan Johns Hopkins Üniversitesi’nden yüksek lisans öğrencisi Siyang Li.
Yeni çalışma, Hubble’ın galaksi örneklerinin yaklaşık üçte birini kapsadı ve referans noktası olarak NGC 4258 adlı bir galaksinin bilinen mesafesini kullandı. Daha küçük bir veri setine rağmen, ekip oldukça hassas ölçümler elde etti; farklar %2’nin altındaydı, bu da Hubble gerilimindeki yaklaşık %8-9’luk farktan çok daha küçüktü.
Karanlık Enerji ve Erken Evrenle İlgili Yeni Hipotezler
Hubble sabiti, Dünya, güneş sistemi veya günlük yaşam üzerinde doğrudan bir etkisi olmasa da, evrenin büyük ölçekli evrimi hakkında kritik bilgiler sunar. Hubble gerilimini çözmek, kozmolojinin standart modeliyle ilgili diğer uyumsuzlukları ortaya çıkarabilir.
Standart model, galaksilerin evrimini, büyük patlamadan kalan kozmik mikrodalga arka planını, kimyasal elementlerin bolluğunu ve diğer birçok gözlemi açıklasa da, evrenin %96’sını oluşturduğu düşünülen karanlık madde ve karanlık enerjinin doğasını tam olarak açıklayamıyor.
“Bir olası açıklama, erken evren anlayışımızda eksik bir şey olması olabilir, örneğin büyük patlamadan sonra evrene beklenmedik bir ivme veren yeni bir madde bileşeni — erken karanlık enerji,” diyor çalışmaya dahil olmayan Johns Hopkins Üniversitesi’nden Marc Kamionkowski. “Diğer fikirler arasında tuhaf karanlık madde özellikleri, egzotik parçacıklar, değişen elektron kütlesi veya ilkel manyetik alanlar yer alıyor. Teorisyenlerin burada oldukça yaratıcı olmalarına izin var.”
References
- Artem Y. Burdanov, Julien de Wit, Miroslav Brož, Thomas G. Müller, Tobias Hoffmann, Marin Ferrais, Marco Micheli, Emmanuel Jehin, Daniel Parrott, Samantha N. Hasler, Richard P. Binzel, Elsa Ducrot, Laura Kreidberg, Michaël Gillon, Thomas P. Greene, Will M. Grundy, Theodore Kareta, Pierre-Olivier Lagage, Nicholas Moskovitz, Audrey Thirouin, Cristina A. Thomas, Sebastian Zieba. JWST sighting of decameter main-belt asteroids and view on meteorite sources. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-08480-z
Source: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241209122620.html
