Evrenin yaşını nasıl bilebiliriz?
Katkı Sağlayanlar: Avrupa Uzay Ajansı / Hubble Teleskopu ve NASA; Kredi: Judy Schmidt
İdeal bir dünyada, "evren kaç yaşında" gibi bir soruya yanıt almak istiyorsak, genellikle aynı yanıta işaret eden şaşırtıcı miktarda kanıt olacaktır. Ama aslında, genellikle iki cevap vardır, ancak biri diğerlerinden daha iyidir.
İyi olanı, evrenin şu anda genişlediğini ve evrendeki ilk galaksilerin şimdi olduğundan daha sıcak, daha parlak ve daha yoğun olduğunu düşünüyor. Daha önceki bir çağa geri dönersek, evrenin büyüklüğü gittikçe küçüldükçe, evrendeki tüm maddelerin sadece birbirine yaklaştığını değil, aynı zamanda evrendeki tüm tek fotonların (ışık parçacıklarının) dalga boyunun da küçüldüğünü göreceğiz. Gittikçe kısalan, tam da onları böyle hale getiren evrenin genişlemesinden kaynaklanıyor.
Kaynak: NASA / Goddard Uzay Uçuş Merkezi / Dana Berry
Bir fotonun dalga boyu enerjisini ve sıcaklığını belirlediğinden, daha kısa dalga boyuna sahip bir fotonun daha fazla enerjisi ve daha yüksek bir sıcaklığı vardır. Zaman geçtikçe, sıcaklık yükselir ve yükselir, belli bir an Büyük Patlama'nın ilk aşamasına gelene kadar. Bu önemli bir nokta: büyük patlamanın bir "başlangıç aşaması" var!
Eski zamanlarda "sonsuzluk" sonucunu çıkarabilirsek, fiziğin çökeceği bir tekilliğe ulaşacağız. Modernitenin erken evrene aşılanmasının anlaşılmasıyla, enflasyonist durumun sıcak ve yoğun Büyük Patlama'dan önce gerçekleştiğini ve süresinin belirsiz olduğunu biliyoruz. Bu nedenle, "evrenin çağı" derken, genellikle Büyük Patlama'nın başlangıcından günümüze kadar geçen zamanı kastediyoruz.
Kaynak: Bock ve diğerleri (2006, astro-ph / 0604101); e. Siegel tarafından değiştirilmiştir
Genel görelilik yasasına göre, evrenimizin üretilebilmesi için aşağıdaki koşullar gereklidir:
- Maksimum yoğunluk tekdüzeliği
- Her yerde aynı temel çalışma kurallarına sahip olun
- Aynı hareket yönü
- Büyük patlama aynı zamanda oldu
Başka bir deyişle, evrenin yaşı ile genişleme şekli arasında benzersiz bir bağlantı vardır.
Kaynak: NASA, Avrupa Uzay Ajansı ve a. Feild (STScI)
Diğer bir deyişle, evrenin şu anda nasıl genişlediğini ve gelişim süreci boyunca nasıl genişlediğini bilirsek, onu oluşturan tüm farklı bileşenlerin tam olarak ne olduğunu bilebiliriz. Bunu, aşağıdakileri içeren bir dizi gözlemden öğrendik:
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı / Hubble Teleskopu ve NASA
- Yıldızlar, galaksiler ve süpernovalar gibi evrendeki nesnelerin parlaklığını ve mesafesini doğrudan ölçerek, kozmik mesafeli bir merdiven inşa edebiliriz.
Kaynak: Sloan Digital Sky Survey
- Gökada kümelerinin büyük ölçekli yapısının ölçülmesi ve baryon akustik salınımlarının gözlemlenmesi yoluyla.
Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı ve Planck işbirliği
- Kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunun dalgalanmasına göre, "evrenin sadece 380.000 yaşında olduğu zamanın bir anlık görüntüsünü" alabiliriz.
Bu özetten bugün evrene ulaşabiliriz. % 68 karanlık enerji,% 27 karanlık madde,% 4.9 sıradan madde, yaklaşık% 0.1 nötrinolar ve yaklaşık% 0.01 radyasyondan oluşan bir evren. Neredeyse başka hiçbir şey yok.
Ama bugün evrenin nasıl genişlediğini düşünürseniz, geçmişe dönebilir, evrenin tüm genişleme tarihini anlayabilir ve sonra evrenin yaşını anlayabiliriz.
Evrendeki farklı enerji bileşenleri ve ne zaman / nasıl çalıştıkları. Resim kaynağı: e. Siegel
Elimizdeki veriler arasında en doğru olanı Planck'ın verileridir. Ancak süpernova anketleri, önemli Hubble Uzay Teleskobu projeleri ve Sloan Dijital Araştırma Teleskobu gibi diğer kaynaklardan alınan verilerden yola çıkarak, evren 13.81 milyar yaşında ve belirsizliği sadece 120 milyon yıldır. Bu, evrenin yaşını% 99,1 doğru bir şekilde kavradığımız anlamına geliyor ki bu inanılmaz bir keşif!
Evet, bu sonuca götüren birçok farklı veri noktamız var, ancak aslında hepsi aynı yöntemi kullanıyor. Şanslıyız çünkü hepsi aynı sonuca işaret ediyor, ama gerçekte hiçbiri "evren böyledir" açıklamasına yetmiyor. Aksine, çeşitli olanaklar sunuyorlar ve bunlar Farklı olasılıkların kesişimi bize bu ortak ikametgahın neye benzediğini söyleyebilir.
Kaynak: Suzuki ve diğerleri (New York Süpernova Kozmoloji Projesi)
Bugün de aynı evren ise, ancak karanlık madde veya karanlık enerji olmadan% 100 sıradan maddeden oluşuyorsa, sadece 10 milyar yıllık bir geçmişe sahip olacaktır. Evren sıradan maddenin% 5'ine sahipse (karanlık madde veya karanlık enerji yok) ve Hubble sabiti 70 (km / s) / Mpc yerine 50 (km / s) / Mpc ise, evrenimizin yaşı 160 olacaktır. Milyar yıl. Ancak bugünkü gözlemleri birleştirdiğimizde evrenin yaşının 13,81 milyar yıl olduğunu ve belirsizliğin çok az olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Bu inanılmaz bir bilimsel başarı.
Ancak, tüm bunlar sadece mantıklı bir yaklaşımdır. En önemlisi, en iyisi ve en eksiksiz olanıdır ve birçok farklı kanıtı vardır. Ancak sonuçlarımızı kontrol etmek için çok faydalı olan başka bir yöntem daha var.
Kaynak: Joel d. Hartman, Princeton Üniversitesi
Aslında yıldızların nasıl çalıştığını, yakıtlarını nasıl yaktıklarını ve nasıl öldüklerini biliyoruz. Özellikle, tüm yıldızların canlı olduklarında ve ana yakıtlarını yaktıklarında (hidrojeni helyuma dönüştürürken) belirli bir parlaklığa ve renge sahip olduklarını ve yalnızca bu özel parlaklık ve renkte kaldıklarını biliyoruz. Zaman: Çekirdeklerinin yakıtı bitene kadar. Bu aşamada, daha parlak, daha mavi ve daha büyük kütleli yıldızlar ana diziyi (aşağıdaki renk skalası çizelgesindeki eğri) "kapatmaya" ve dev yıldızlara ve / veya süper devlere dönüşmeye başlar.
Kredi bilgileri: Richard Powell
Bu yıldızların "kapalı" noktalarını gözlemleyerek, yıldızların nasıl çalıştığını bilirsek, kümedeki yıldızların kaç yaşında olduğunu hesaplayabiliriz. Oradaki en eski küresel kümeleri, en düşük ağır element içeriğine ve en düşük kütleye sahip yıldızları gözlemlediğimizde, yaşlarının 13,2 milyar yıl civarında olduğunu görürüz, ancak o kadar eski olmayabilir. (Lütfen bu konuda yaklaşık bir milyar yıllık önemli bir belirsizlik olduğunu unutmayın.)
Küresel küme Messier 10, Hubble Uzay Teleskobu Görüntü İşleme Merkezi. Kaynak: Avrupa Uzay Ajansı / Hubble Teleskopu ve NASA
Yıldızların 12 milyar yıl ve üzeri yaşları çok yaygındır, ancak 14 milyar yıl ve üstü bir yaş duyulmamış bir şeydir, ancak 1990'larda insanların genellikle 14-16 milyar yaşları aktardığı bir dönem olmasına rağmen. (Yıldızların ve evrimlerinin daha iyi anlaşılması bu sayıyı düşürdü.)
Sonuç olarak, evrenimizin 13 milyar ila 14 milyar yaşında olduğunu kanıtlamanın iki yolu var. Biri evrenin tarihini keşfetmek, diğeri ise yerel yıldızları ölçmektir.
Evrenin yaşı yalnızca 13,6 milyar yaşında veya 14 milyar yaşında veya hatta yalnızca 13,5 milyar yaşında veya 14,1 milyar yaşında ise, bu kimseyi şaşırtmaz. Ama 13 milyar ya da 15 milyar yaşında değil, bu tespit edildi. Evrenin yaşının 13,8 milyar yıl olduğuna eminiz .. Şimdi bu sorunu nasıl çözdüğümüzü biliyorsunuz!
Referans
1. WJ Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. forbes-Fitz
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
