Karanlık Enerji

Karanlık enerji, bugün evrenin %72’sine karşılık geldiği düşünülen bu gizemli enerji, evrenin hızlanarak genişlemesi keşfedildikten sonra genişlemeye sebep olduğu düşünülen bir tür enerjidir. Böyle bir yüzdeye sahip olması nedeniyle de evrenin büyük ölçüde karanlık enerjiden oluştuğunu söyleyebiliriz. 1998 yılında yapılan “evrenin hızlanarak genişlediği” keşfi ile birlikte ortaya atılan karanlık enerji teorisi evrenin çoğunlukla neyden oluştuğu konusunda bize bir fikir verse de eski çağlardan beri insanoğlu evrenin özelliğinin ne olduğuna ilişkin akıl yürütmüş ve kendilerine göre cevaplar bulmuşlardır.

Öncesinde biraz düşünce tarihine bakarak insanoğlunun evrenin neyden oluştuğuna ilişkin ortaya attığı görüşlere bir bakalım. Sonrasında yapılan deney ve gözlemler ile ortaya atılan bilimsel teoriler ışığında karanlık enerjinin keşfini ve ne olduğuna ilişkin açıklamaları ele alalım.

Evrene İlişkin 5.Temel Element

Bilim ve felsefe tarihi denince aklımıza gelen ilk uygarlıklardan biri olan Antik Yunan medeniyetinde yaşayan insanlar, evrenin ham maddesinin ne olduğuna ilişkin kendilerince cevaplar üretmiştir.

Başta Platon ve onun öğrencisi Aristo olmak üzere, Yunanlı düşünürler doğada bulunan 4 temel elementin(su,hava,toprak,ateş) yanı sıra 5. bir elementin var olduğunu iddia etmişlerdir. Bu 5.element, Dünya’da bulunan 4 temel elementin aksine, yıldızların ve diğer gök cisimlerinin bulunduğu yerlerde mevcuttu. Evrenin tümünü kapladığına inanılan bu 5. elementin Dünya’da yeri yoktu. Sıcaklık-soğukluk veya sertlik-yumuşaklık gibi hiç bir niteliği olmadığına inanılan bu maddeye “eter” ismi verilmiştir.

Orta çağ döneminde de eterin, her ne kadar ismi “quintiessence”(öz) olarak değiştirilse de, evrende var olduğuna ilişkin inanç devam ettirilmiştir. Bilim alanında ve özellikle fizikte kaydedilen ilerlemeler ve gelişmelerle, evreni ve yaşadığımız Dünya’yı daha iyi anlama yolunda yeni teoriler geliştirilmiş ve 5. madde olan eter, bu yeni teorileri açıklamak üzere çeşitli bilim insanları tarafından kullanılmıştır.

Örneğin Newton, 17.yüzyılda ortaya attığı, gök cisimlerine etki ettiğini düşündüğü kütleçekim kuvvetinin,eterin evrende varlığı sayesinde mümkün olduğunu iddia etmiştir. Öte yandan ışığın dalga olarak yayıldığı keşfi neticesinde, eterin varlığı, ışığın uzayda yayılabilmesi için bir gereksinim olduğu şeklinde görüşler belirtilerek uzun yıllar boyunca eterin gerçekliğinin kesinliği tartışma götürmemiştir.

Ancak 20.yüzyılda Michelson-Morley deneyi olarak adlandırılan deney ile eter diye bir şeyin evrende var olmadığına ilişkin ilk ciddi kanıtlar üretilerek 5.element olan eter fikri büyük ölçüde sarsılmıştır. Işığın, evrende var olan eter nedeniyle hızında bir değişikliğin olup olmayacağını görmek amacıyla yapılan bu deney, ışığın hızında bir değişimin olmadığının gözlemlenmesiyle eterin yokluğuna ilişkin ilk deney-gözlem niteliğindedir.

Einstein ise, 1905 yılında ortaya attığı “Özel Görelilik Teorisi” ile ışık hızının her zaman her yerde aynı olduğunu, bir cismin hareketinden bağımsız olarak her zaman saniyede 300 bin kilometre hızla gittiğini Maxwell’in denklemlerinin de yardımıyla kanıtlayarak eter teorisinin tarihin tozlu sayfalarına karışmasına neden olmuştur.

Einstein’in Kozmolojik Sabiti

20.yüzyılın şafağında Einstein, Özel Görelilik ve Genel Görelilik Teorileri ile fizik alanında bir devrim yaratmış, Genel Görelilik denklemlerinin, evrenin dinamik bir özellikte olduğunu, genişlemeye veya büzülmeye eğimli olduğu sonucunu doğurduğunu anladıktan sonra ise, inandığı sabit ve durağan evren modeli ile denklemlerinin uyuşmadığını fark ederek istemeden de olsa “kozmolojik sabit” olarak nitelediği,  evrenin sabit ve durağan olarak ifade edilmesini sağlayacak olan eşitliği denklemlerine ekleyerek bu felsefi inancını fizik ve matematik ile bağdaştırmaya çalışmıştır.

Edwin Hubble, 1920’li yılların sonlarına doğru yaptığı bir takım gözlemler neticesinde evrenin aslında genişlemekte olduğunu keşfetmiştir. Tabi bu durum, Einstein’in durağan evren görüşünü tamamen alt üst etmiştir. Böylece Einstein, Genel Görelilik denklemlerine eklediği “kozmolojik sabit” terimini çıkarmak zorunda kalmıştır. “Hayatımın en büyük hatası” dediği kozmolojik sabit, gelin görün ki yaklaşık 75 yıl sonra evrenin temel bir gerçeği olduğu ortaya çıkacaktır.

Evrenin Standart Mumları ve Karanlık Enerji

Evrenin hızlanarak genişlediği keşfedilmeden önce, bilim insanları evrenin genişlemesinin zamanla yavaşladığını düşünüyorlardı. Bu yavaşlama olgusunu gözlemlemek amacıyla da 2 farklı astronomi grubu, 1998 yılında “1-a tipi süpernovaları” gözlemlemeye başladılar. Bu tipteki süpernovalar, evrendeki mesafeleri belirlemede özel bir öneme sahiptir. 2 yıldız sisteminden oluşan bu sistemde, büyük kütleli yıldız daha az kütleli yıldızdan materyal çalarak belirli bir kütle limitine ulaşır. Bu limitten sonra yıldız artık kendi ağırlığını taşıyamaz ve süpernovaya dönüşerek patlar. Bu tip yıldızlar genellikle belirli miktarda madde çalar. Yani madde çalabilme kapasiteleri genelde aynı olduğu için patladıkları zaman da parlaklıkları aynı olur. Böylece, 1-a tipi süpernovaların görünür parlaklıklarına bakılarak hangisinin uzakta, hangisinin yakında olduğu belirlenerek uzaydaki mesafelerin ölçülmesinde kullanılabilir. 1-a tipi süpernovalara standart mum denmesinin sebebi de budur.

1-a tipi süpernovaların astronomi de bir diğer önemi ise bu patlamalardan yayılan ışığın, Doppler Etkisi‘nden yararlanılarak “kırmızıya kayma” olgusu gözlemlenmesi ve cismin kırmızıya kayma özelliği ile mesafesi arasındaki ilişkiden süpernovanın ne hızla bizden uzaklaştığı ve böylece evrenin yaşının hesaplanabilmesidir.

Bahsedilen süpernovaların 1998 yılında gözlemlenmesiyle astronomlar beklenmedik bir şey fark etti. Süpernovalar, beklendiğinden daha az ışık yayıyordu. Yani daha hızlı bir şekilde görünür parlaklıkları azalıyordu. Astronomlar, süpernovalardan yayılan ışığın tayfındaki kırmızıya kayma olgusunun beklenenden daha fazla gerçekleştiğini, böylece süpernovaların olması gerekenden hızlı bir şekilde uzaklaştığını keşfettiler. Çünkü genişleme hızı azalan bir evrende cisimlerden yayılan ışığın tayfındaki kırmızıya kayma olgusunun daha az gözlemlenmesi gerekir. Demek ki evrenin genişlemesi yavaşlamıyor, aksine hızlanıyordu.

Evrenin hızlanarak genişlemesine sebep olan şeye bilim insanları “karanlık enerji” ismini verdiler. Einstein’in yaklaşık 70 yıl önce ortaya attığı kozmolojik sabit ile aynı özelliklere sahip olan karanlık enerji, evrende bulunan galaksi gibi büyük kütleli cisimlerin, evrenin kendi içine çökmesine neden olan kütleçekim kuvvetine karşı koyan, ayrıca evrenin hızlanarak genişlemesine sebep olan bir tür enerjidir. Bu nedenle 20.yüzyılın başlarında Einstein’in denklemlerine eklediği ve sonradan “hayatımın en büyük hatası” olarak nitelediği kozmolojik sabit, 20.yüzyılın sonunda büyük ölçüde doğrulanmış oldu. Evrenin yaklaşık %72’sini oluşturan karanlık enerji hakkında bilmediklerimiz, bildiklerimizden daha fazladır.

Evrendeki Karanlık Enerjinin Karanlık Madde ve Normal Maddeye(Atomlara) Oranı

Karanlık Enerjinin Ne Olduğuna İlişkin Teoriler

Karanlık enerjiyle alakalı en çok kabul gören teorilerden birisi kuantum teorisinden gelir. Bu teoriye göre, boş uzay dediğimiz, aslında sürekli var olan ve yok olan sanal parçacıklardan oluşur. Saniyenin çok çok küçük bir süresinde var olup yok olan bu parçacıklar, ölçülemeyecek kadar kısa sürede var oldukları için sanal parçacıklar olarak adlandırılıyor. Fizikçiler bu sanal parçacıkların, evrenin hızlanarak genişlemesine sebep olması için ne kadar enerji vermesi gerektiğini hesapladılar. Elde edilen sayının, gereken enerjiden yaklaşık 10120 kat daha fazla olduğu ortaya çıktı. Böylelikle bu teorinin henüz doğruluğu kanıtlanamamıştır.

Karanlık enerjinin ne çeşit bir enerji olduğuna ilişkin diğer bir olasılık ise tüm uzayı kaplayan dinamik bir enerji akışı ya da alanının var olduğu yönündedir. Bu enerji, maddenin ve normal enerjinin sahip olduğu çekim kuvvetinin aksine evrenin genişlemesine sebep oluyor. Bazı teorisyenler ise bu enerjiyi, yukarıda bahsettiğimiz, eski düşünürlerin evrene hakim olduğuna inandıkları quintiessence(öz) olarak adlandırdılar.

Son bir olasılık ise Einstein’in Genel Görelilik Teorisi denklemlerinden çıkan kütleçekim teorisinin yanlış olabileceğidir. Kütleçekim teorisinin yanlış olabilmesi olasılığı, fizik dünyasında büyük bir yıkım yaratabilir. Çünkü evrendeki tüm gök cisimlerinin hareketi bildiğimiz kütleçekim teorisine göre işler. Yanlış olması olasılığı, evrendeki her şeyin hareketini açıklamak için yeni bir teori üretmek zorunda kalabileceğimiz gerçeğini gözler önüne seriyor.

Kaynaklar:

http://www.wikizero.biz/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvRGFya19lbmVyZ3k <Wikipedia>

http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/D/Dark+Energy <Swin Astronomy>

https://www.space.com/20929-dark-energy.html <Space>

http://www.wikizero.biz/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvQWV0aGVyXyhjbGFzc2ljYWxfZWxlbWVudCk <Wikipedia>

Ana Görsel:  Medium

 

 

 

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir