% 9 fark, 1 milyar yıllık zaman farkı! Evren anlayışımız yanlış mı?
Astronomide, Hubble sabiti gibi gökbilimcileri rahatsız eden birkaç parametre vardır. Aslında, Hubble sabiti 90 yıl önce önerildiğinden beri, gökbilimciler bu sabitin değerini iyi nedenlerle tartışıyorlar.
1920'lerin sonlarında, astronom Edwin Hubble evrendeki galaksilerin spektrumlarını incelediğinde, diğer galaksilerin geri gitme hızının (v) mesafe (D) ve orantılılık sabiti ile orantılı olduğunu keşfetti. Daha sonra Hubble sabiti (H0) olarak adlandırılan bu yasa, ünlü Hubble yasasıdır: v = H0 · D. Hubble sabiti, astronomlara, evrenin genişleme hızı ve yaşı da dahil olmak üzere birçok önemli kozmolojik bilgiyi anlatabilir.
Gökbilimciler bu sabiti çok doğru bir şekilde ölçebilirlerse, bazı büyük astronomik gizemleri çözmeye bir adım daha yaklaşmış oluruz. Ancak önemli bir sorun var: Gökbilimciler Hubble sabitini doğru bir şekilde ölçemezler ve farklı yöntemlerin sonuçları tutarlı değildir.
2019'da, Johns Hopkins Üniversitesi'nden gökbilimci Adam Riess tarafından yürütülen SH0ES ortak projesi (Supernova H0 Equation of State), Hubble sabitinin bugüne kadarki en doğru ölçümünü gerçekleştirdi. Bununla birlikte, ölçülen değerleri astronomi topluluğunda genel olarak kabul edilenden% 9 daha yüksektir.
% 9'luk farkın salt istatistiksel hatadan kaynaklanması olası değildir, çünkü bu olasılık sadece 100.000'de birdir. Bu bir soruyu gündeme getiriyor: Kim haklı?
Hubble yasasına göre, Hubble sabitinin karşılığı, ilk galaksinin geri gitme süresini temsil eder. Bu nedenle, evrenin yaşı, Hubble sabitinin tersi ile pozitif olarak ilişkilidir. Bu nedenle, Hubble sabiti% 9 daha yüksekse, evrenin tahmini yaşı yaklaşık 1 milyar yıl daha genç olacaktır.
Aslında, Hubble sabiti konusunda her zaman anlaşmazlık olmuştur. Hubble, 1929'da evrenin genişlemesine ilişkin ölçümünü yayınladığında, genişleme ölçümü doğruydu. Bununla birlikte, Hubbleın öngörülen genişleme oranı, şu anda genel olarak kabul edilen oranın 7 katıdır. Yaklaşık bir asır geçti ve Hubble sabiti ile ilgili tartışma devam ediyor.
Son yıllarda, gökbilimcilerin Hubble sabitinin ölçüm doğruluğu öncekinden daha fazla geliştirildi ve belirsizlik% 1 ila% 2 kadar küçük olabilir. Ancak ölçüm yöntemleri geliştikçe, geçmişte önemsiz olan ince farklılıklar önemli hale geldi.
Şu anda, gökbilimciler tarafından genel olarak kabul edilen Hubble sabiti 67.4 (km / sn) / milyon parsek, bu da Dünya'dan 10 milyon parsek (32.6 milyon ışıkyılı) uzaklıkta bulunan galaksilerin 674 km / sn hızla hareket ettiği anlamına geliyor. Bizden uzak durun. Bununla birlikte, SH0ES ekibi tarafından bildirilen değer 74.03 (km / sn) / milyon parsek. Bu fark, birçok astronomun evren anlayışımızın düşündüğümüz kadar iyi olup olmadığını merak etmesine neden olmak için yeterlidir.
İki farklı değer, farklı yöntemlerle ölçülür. İlk yöntem, astronomlara Büyük Patlama'dan 380.000 yıl sonra evrenin genişleme oranını söyleyecek olan kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunu ölçmek için Planck uydusunu kullanmaktır. Bundan, gökbilimciler evrenin 13 milyar yıl sonra bugün ne kadar hızlı genişlemesi gerektiğini tahmin edebilirler.
Öte yandan, SH0ES ekibi, değişen parlaklığa sahip değişken yıldızlar ve süpernovalar gibi daha genç gök cisimlerini gözlemliyor. İlk olarak, gökbilimciler bu gök cisimlerinin mesafesini hesaplar. Daha sonra, bu gök cisimlerinin hızını hesaplamak için Doppler frekans kayması kullanılır. Gök cisimlerinin mesafesini ve hızını birleştiren Hubble sabiti ölçülebilir.
Prensip olarak, bu iki farklı yöntem aynı Hubble sabitini almalıdır. Aslında gökbilimciler her zamanki gibi yapmadı. SH0ES ekibi, bu farkın, Hubble sabitini kozmik mikrodalga arka plan radyasyonundan tahmin eden evren modelindeki küçük bir kusurdan kaynaklandığına inanıyor. Evrenin genişleme hızı tekdüze değildir ve son on milyarlarca yılda bazı değişiklikler meydana gelmiştir.
Bu farkı çözmenin bir yolu, gökbilimcilerin şu anda üzerinde çalıştıkları yön olan karşılaştırma için daha fazla metrik veri toplamaktır. Gökbilimciler, H0LiCOW adında ortak bir ekip kurdular, uzaktaki kuasarlardan gelen ışığın devasa gökada kümeleri etrafında bükülmesini incelediler ve üçüncü bir yöntemde Hubble sabitini ölçtüler.
Sonuçlar, H0LiCOW ekibinin SH0ES ekibiyle aynı cevabı aldığını gösterdi. Bu iki yöntemin birbiriyle hiçbir ilgisi olmadığı unutulmamalıdır, bu nedenle ölçüm sonuçları daha güvenilir olabilir.
Ek olarak, LIGO ve VIRGO ekipleri Hubble sabit yerçekimi dalgalarını ölçmek için başka bir yöntem kullanmaya çalışıyor. Yerçekimi dalgası ekibinin erken ölçüm sonucu yaklaşık 70 (km / s) / milyon parsek idi ve bu tam olarak SH0ES ve Planck tahminleri arasında. Bununla birlikte, yerçekimi dalgası yönteminin ölçüm değeri daha büyük belirsizliğe sahiptir.
Bu nedenle, kimin haklı kimin yanlış olduğu görülecektir. Ancak bazı gökbilimcilerin gözünde başka bir soru, bu farkın sadece insan hatası olup olmadığıdır. Her durumda, tüm evren tarihindeki% 9'luk fark, astronomların evren hakkındaki temel anlayışlarının yanlış olduğu anlamına gelmez, ancak yine de bazı sorunlar var.
