20. yüzyılda bilim insanları tarafından evrenin genişlediği keşfedildikten sonra 2 düşünce ortaya atıldı: Evren ya sonsuza kadar genişlemesini sürdürecekti ya da Büyük Patlama’nın tersi yaşanacak ve evren zamanla kendi içine çökecekti.
21. yüzyılda yapılan çalışmalarda ise evrenin eskisinden de hızlı bir şekilde genişlediği fark edildi. Peki buna neden olan neydi?
KOZMİK MİKRODALGA ARTALAN IŞIMASI NEDİR?
Karanlık enerjinin ne olduğuna bakmadan önce bakmamız gereken başka bir şey var: Kozmik mikrodalga artalan ışıması; orijinal ismiyle “Cosmic Microwave Background Radiation” veya kısaca CMBR. Peki nedir bu CMBR ve neden ihtiyaç duyarız?
Evrendeki ışık yayılabilecek yoğunluğa düştükten sonra, Büyük Patlama’dan yaklaşık 380.000 yıl kadar sonra, serbest kalarak evren içinde yayılmaya başlamıştır. CMBR ise yayılan bu fotonlardan günümüze kadar gelmeyi başaranların incelendiği kozmolojik bir olgudur.
Tüm diğer gözlemlerimizle beraber CMBR’den elde ettiğimiz sonuçlar incelendiğinde şu sonuca varılmaktadır: Evrenin yalnızca %5’i normal maddeden oluşurken %27’si karanlık maddeden; kalan %68’i ise karanlık enerjiden oluşmaktadır.
(Görsel 2 kaynak: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2013/03/Planck_CMB)
NEDEN “KARANLIK” ENERJİ?
Evrenin genişlediğinden; hatta sürekli artan bir hızla genişlediğinden bahsetmiştik. Ancak bilim insanlarınca evreni dolduran madde ve neden olduğu kütle çekim etkisi göz önünde bulundurulduğunda; evrenin genişleme hızının artması değil tam tersine azalması gerektiği, eğer evren gerekli kütle ve özçekime sahipse bu azalmanın sonucunda evrenin kendi içine çökmesiyle Büyük Patlama’nın karşıtı olan Büyük Çökme’nin meydana gelerek evrenin yok olacağı düşünülüyordu. O halde, neydi bu hız artışının nedeni?
Bu sorunun cevabı karanlık enerji kavramında yatıyor.
Peki ya “karanlık” kavramı nereden çıktı? Aslında karanlık enerjinin ne olduğunu bilmiyor oluşumuz bu isimlendirmeye neden oldu. Gözlem ve hesaplarımız sonucu orada, bahsettiğimiz etkilere neden olan bir şey vardı ama ne olduğu bilinmiyordu ve bu bilinmezliği belirtmek için karanlık kelimesi kullanıldı.
KARANLIK ENERJİ NE İŞE YARAR?
Evren aslında 4.5-5 milyar yıl öncesine kadar tıpkı beklendiği gibi kütle çekim etkisi nedeniyle oluşan negatif ivmeyle genişliyordu; fakat o zamanlarda bir şey oldu ve adeta bir anti kütle çekim etkisi ortaya çıkarak ibreyi tersine döndürüp evrenin pozitif ivmeyle genişlemeye başlamasına neden oldu. Bu yaşananlardan sorumlu kuvvet ise karanlık enerjiydi.
Karanlık enerjinin bu etkiye neden olmak için neden yaklaşık 9 milyar yıl beklediğini merak etmiş olabilirsiniz. Bu soruyu basitçe şöyle yanıtlayabiliriz: Başlangıçta yoğunluğu az olan karanlık enerjinin etkisi, yoğunluğu çok daha fazla olan normal maddenin yanında hissedilemedi. Evrenin hacmi arttıkça madde yoğunluğu azalıyordu; buna karşın karanlık enerji sabit bir yoğunluğa sahipti. Büyük Patlama’nın üzerinden yaklaşık 9 milyar yıl geçtiğinde nihayet madde yoğunluğunun karanlık enerji etkisini bastıramayacak kadar azalmasıyla üstünlük karanlık enerjiye geçti ve evren hızlanarak genişlemeye başladı.
(Görsel 3 kaynak: https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/11/05/this-is-why-dark-energy-is-the-biggest-unsolved-problem-in-the-universe/?sh=3b6937416551)
FİZİKSEL KARŞILIĞI NEDİR?
Parçacık, alan, doku: Karanlık enerji kavramı bunlardan hangisine dahil? Bilmiyoruz. Karanlık enerjinin fiziksel karşılığı da hâlâ bilmediğimiz ve karanlıkta kalmaya devam eden yönlerinden biri. Güncel görüşlerden biri karanlık enerjinin Higgs Alanı’nına benzeyen, “öz” (İng: “quintessence”) olarak bilinen güce benzerlik gösterdiği. Fakat şu anda elimizde bu düşünceyi doğrulayacak veya yanlışlayacak hiçbir gözlemsel veri bulunmuyor. Ayrıca karanlık enerji Einstein’ın bahsettiği anti kütle çekimi etkisi gibi davranıyor fakat kökeni veya doğası henüz bilinmiyor. Yani evrenin yalnızca %5’ini kaplayan, “baryonik” madde dediğimiz ve görebildiğimiz normal maddenin aksine; evrenin %68’i gibi devasa bir kısmına hâkim olan karanlık enerji hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz.
Bunun yanı sıra karanlık enerjinin, bahsi geçen anti kütle çekimi etkisiyle evrenin genişlemesini sonsuza kadar hızlandırmaya devam edip ettirmeyeceği de kozmologların cevabını bulamadığı sorular arasında.
Eğer cevap evet ise; evrenin genişlemesi sürekli olarak artan bir hızla sonsuza kadar devam edecekse bu durum uzak gelecekte Büyük Yırtılma’yla evrenin yok olmasına neden olabilir.
KAYNAKÇA
- Overbye, D. (2017, February 20). CosMos controversy: The universe is expanding, but how fast? The New York Times. https://www.nytimes.com/2017/02/20/science/hubble-constant-universe-expanding-speed.html
- Peebles, P. J. E., & Ratra, B. (2003). The cosmological constant and dark energy. Reviews of Modern Physics, 75(2), 559–606. https://doi.org/10.1103/revmodphys.75.559
- Yazar, Ç. M. B. (2021, May 22). Kozmik Mikrodalga Arkaplan işıması (CMB) nedir? – Evrim ağacı. Evrim Ağacı. https://evrimagaci.org/kozmik-mikrodalga-arkaplan-isimasi-cmb-nedir-10508
- Uyarlayan, A. S. T. T. (n.d.). Karanlık enerji nedir? Karanlık enerjinin ne olduğunu neden hala bilmiyoruz? – Evrim ağacı. Evrim Ağacı. https://evrimagaci.org/karanlik-enerji-nedir-karanlik-enerjinin-ne-oldugunu-neden-hala-bilmiyoruz-9629
Yazar: Enes AKGÜL / Yıldız Teknik Üniversitesi – Moleküler Biyoloji ve Genetik
Merhaba, ben Enes. Yıldız Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünde okuyorum. Yeni yerler keşfetmek, bisiklet sürmek, bilgisayar oyunları oynamak ve bilimsel keşifleri takip etmek ilgi alanlarımdır. Aynı zamanda kitap okumayı ve dizi izlemeyi çok severim.
Editör: Fatmanur ARSLAN / Yıldız Teknik Üniversitesi – Moleküler Biyoloji ve Genetik
Selam, ben Fatmanur. Yıldız Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünde okuyorum. Tembel hayvanlara ve bu eşsiz canlıların büyülü dünyalarına bayılırım. Yemek yemek ve gezmek hayatımda büyük yer kaplar. Ek olarak; birçok dans branşıyla ilgileniyorum!