Gökbilimciler, evrendeki ilk nesil yıldızların bıraktığı izleri ve karanlık maddenin yeni gizemli özelliklerini keşfediyor
Sanatçı tarafından tasvir edilen erken evrenden bir sahne. NASA
Büyük Patlama son derece parlak ve parlak bir an olabilir. Ancak bu andan sonra, evren karanlığa gömüldü.
Karanlık, ışık geç gelene kadar yaklaşık 200 milyon yıl sürdü. İlk nesil yıldızlar, evrenin sisi içinde tasarlandı.
Bugün, bu uzun gece şafağının ilk ışığını doğrudan görme şansımız yok. Ama tamamen ortadan kaybolmadılar, kendilerini saklayarak gözümüzün önünden çekildiler.
Evrendeki ilk nesil yıldızlar çok miktarda ultraviyole radyasyon üretebilir. Hayatları çok kısa olmasına rağmen, evrenin şafağının ilk ışığı hidrojen bulutunun içinden geçerken çok özel bir dalga bandında iz bırakacaktır. Bu damga, belirli bir bant üzerinde keskin bir şekilde düşecek olan arka plan radyasyon yoğunluğu olarak ortaya çıkan hidrojenin soğurma sinyalidir.
Bu işaret 21 cm'lik bantta bulunur ve karşılık gelen frekans 1,4 GHz'dir. Bu bantta hidrojen bulutunun soğurma sinyalini bulmak kolay bir iş değildir. Bir yandan, bu dalga bandında evrenin bu sinyalden çok daha güçlü elektromanyetik dalgalarla dolu olması, diğer yandan da evrenin genişlemesidir.
Evrenin genişlemesi nedeniyle, elektromanyetik dalgaların dalga boyu uzayacak ve bu damga düşük frekanslara doğru kayacaktır. Bu fenomen kırmızıya kaymadır. Sorun şu ki, hangi frekansa aktarıldığını bilmiyoruz.
Gökbilimciler bu işareti bulmak için uzun yıllar çok çalıştılar. Yakın zamanda, Batı Avustralya'daki bir masaya benzeyen özel bir radyo teleskopu ile bir astronomi araştırma ekibi, Nature dergisinde bulmuş olabilecekleri bir makale yayınladı.
İlk nesil yıldız izlerini keşfeden EDGES yer tabanlı radyo spektrometresi. Batı Avustralya çölünde bulunur. Commonwealth Scientific Industry Research Organization (CSIRO)
Dalga formu çizelgesinde görünen bir "düşüş". Judd Bowman ve diğerleri
Güney gökyüzünün çoğu bölgesinden radyo dalgası spektrumunda yıllarca süren ısrarlı araştırmalardan sonra, 78 MHz frekansında sinyal gücünde önemli bir düşüş buldular.
Bu frekansa tekabül eden zaman, Big Bang'den yaklaşık 180 milyon yıldır. Hesaplama sürecinde herhangi bir hata yoksa, bu damga şüphesiz evrendeki ilk nesil yıldızlar tarafından bırakılır.
Bu inanılmaz bir keşif. Ancak hikaye henüz bitmedi.
Bilimsel araştırma ekibi, izledikleri sinyal gücünün teorik beklentilerden iki kat daha yüksek olduğunu görünce şaşırdı.
Bu, bu soğurma sinyalini üreten hidrojen bulutunun sıcaklığının, arka plan radyasyonunun beklenen sıcaklığından yarısından daha düşük olduğu anlamına gelir.
Bu sonuç, teorik fizik camiasını derhal havaya uçurdu. Çünkü teoride gazların ısınması o dönemde evrende soğumaktan daha kolaydı.
Bu anormalliğin arkasında iki olasılık olabilir. Birincisi, mevcut evren teorisinin büyük kusurları olmasıdır. Diğeri ise, sıradan maddedeki enerjinin, sıcaklığı ondan daha düşük olan bir şey tarafından yakalanmasıdır. Mevcut teorilere göre, böyle bir şey olabilir - karanlık madde.
Her iki durumda da insanları şok etmek yeterlidir.
Karanlık madde için bilim adamlarının birçok farklı görüşü vardır. En popüler görüş, karanlık maddenin "zayıf bir şekilde etkileşime giren büyük bir parçacık" olduğudur.
Ancak bu keşif, karanlık madde parçacıklarının protonlardan çok daha ağır olmayabileceğini öne sürüyor ki bu, "zayıf etkileşimli büyük parçacıklardaki" "büyük kütle" ile çelişiyor. İkincisi, karanlık maddenin sıcaklığının önceden düşünülenden daha düşük olduğunu da gösteriyor.
Bu araştırma projesinin lideri olarak Arizona Üniversitesi'nden gökbilimci Judd Bowman, karanlık maddenin böyle bir özelliğe sahip olduğu doğrulanırsa, o zaman fiziğin ışığını standart teorik modelin dışından ilk kez göreceğimizi söyledi.
Işık ve karanlık, insan doğasının iki yönüdür. Evrene yansıma, şafak arzumuzda ve bilinmeyenden korkumuzda ve keşifte tezahür edebilir.
Karanlık madde, evrenin "örümcek ağı" yapısının iskeletidir. Amerikan Doğa Tarihi Müzesi
