Evren genişliyor ve Hubble "son sözü söylüyor". Neden önceki nesiller tarafından yapılan benzer keşifler böyle olmadı?
Mevcut varoluşumuzun en şok edici gerçeklerinden biri, evrenin yapısının kendisinin asla durağan olmamasıdır. Kütle, uzayı bozabilir; hareket kütlesi uzayın özelliklerini etkiler; uzay üzerindeki etki, dalgacıklar gibi ışık hızıyla evrende akar. Uzay ve zaman, evrenin bağımsız ve değişmeyen nitelikleri değil, birbirine bağlı, uzay-zaman adı verilen tek bir bütündür.
Uzayın genişlemesi veya çökmesi, maddi evrenin kaçınılmaz sonucudur. Ancak uzay genişleme hızı ve zaman içindeki niceliksel değişiklikleri hala evrendeki maddeye bağlıdır. (NASA / WMAP BİLİM EKİBİ)
1920'lerde evrendeki en büyük sürprizlerden biri ortaya çıktı.Bazı bilim adamları yeni ve sıra dışı bir görüş ortaya attılar: Zamanla uzay genişleme veya daralma ile tamamen değiştirilebilir. Bu bir fantezi değil, aksine bu görüşü destekleyecek çok fazla veri var.Veriler gösteriyor ki bir galaksi bizden ne kadar uzaktaysa, o kadar hızlı geri çekilecektir. Einstein'ın genel görelilik teorisine göre bu fenomen, evrenin genişlediği anlamına gelir. 1929'dan beri, bu sonucu tersine çevirebilecek gerçeği keşfetmedik.
Bu resim, zamanla genişleyen bir evrende maddenin (yukarıda), radyasyonun (orta) ve kozmolojik sabitin (aşağıda) evrimini göstermektedir. Resmin sağ tarafı, karşılık gelen genişleme oranlarının evrimini gösterir; kozmolojik sabit altında (genişlediğinde veya kozmolojik sabit var olduğunda ne olur), genişleme oranı hiç düşmeyecek, ancak evrenin üstel olmasına neden olacaktır. genişleme. (E. SIEGEL / GALAXY'NİN ÖTESİNDE)
Uzaktaki bir nesnenin geri çekilme hızı, gözlemciden uzaklığıyla orantılıdır. On yıllardır, bu basit teorem, Edwin Hubble'ın adını taşıyan Hubble Yasası olarak adlandırıldı. Bugün, geri gitme hızını görüş hattına sabit bir şekilde bağlayan, Hubble sabiti olarak adlandırılıyor.
Sorun, Edwin Hubble'ın tarihte teoremi keşfeden ilk kişi olmamasıdır. Her ne kadar kendisi 1929'da kırmızıya kayma mesafesi ilişkisini ve ikisi arasındaki orantılılığın sabitini sıralayan mükemmel bir makale yayınladı. Ancak bu makalenin yayınlanmasından iki yıl önce Belçikalı bilim adamı Georges Lemaître, Hubble'ın verilerinin bir kısmına dayanarak Hubble ile aynı işi yaptı. Onu anmak için gökbilimciler bu ilişkiye Hubble-LeMay Yasası diyorlar. Ancak, evrenin genişlediğini kim keşfetti? Arkasındaki hikaye daha da kafa karıştırıcı.
Genel göreliliğin matematiksel ilkeleri çok karmaşıktır ve genel görelilik denklemlerini karşılayan birçok olası çözüm vardır. Bununla birlikte, yalnızca belirli bir çözüm formu evrenin doğasını açıkça tanımlayabildiğinde ve onun tahminleri, gözlemlerimiz ve ölçümlerimizle karşılaştırılabildiğinde, genel göreliliğin gerçekten fiziksel bir teori haline geldiğini söyleyebiliriz (T.PYLE / CALTECH / MIT / LIGO LAB)
Einstein'ın 1915'teki ilk genel görelilik teorisiyle başlayalım. Genel görelilik, büyük ölçek ve küçük kütle durumunda Newton'un hareket yasasına sadeleştirilebilir. Genel görelilik, Newton yasasının açıklayamadığı deneysel ve gözlemsel verileri başarıyla çözdü. Einstein, Merkür'ün yörüngesinin deviniminden, Newton yasasının başarısız olduğu bir güneş tutulması sırasında yıldız ışığının kavisli yayılmasına kadar başarılı oldu.
Ancak Einstein, teorisinin öngördüğü statik evrenin istikrarsız olduğunu ve genişleyeceğini ya da çökeceğini fark etti. Ancak Einstein bu güçlü öngörüyü kabul etmedi, aksine bu hipotezi reddetti, evrenin kararlı olması gerektiğine inanıyordu. Bu sorunu çözmeye çalışmak için kozmolojik sabitini tanıttı, bu da daha sonra tüm fizikteki "en aptalca hatası" dediği şeye yol açtı.
Bir galaksi bizden ne kadar uzaktaysa, uzaklaşma hızı genellikle o kadar hızlı olacaktır ve bu, Sriffer tarafından yapılan ilk keşifti. Uzun yıllar boyunca, Hubble'ın gözlemleri çözmek için tüm bulmacaları bir araya getirene ve herkes evrenin genişlediğini kabul edene kadar bu açıklama yapılamadı. (VESTO SLIPHER, (1917): PROC. AMER. PHIL. SOC., 56, 403)
Einstein'dan önce bile, Vesto Slipher'in birçok gözlemi, evrenin genişlemesinin mevcut keşfine çok yardımcı oldu. 20. yüzyılın başında Sliver, o zamanlar "Spiral Gökada" olarak adlandırılan şeyi gözlemlemek için teleskopunda bir spektrograf olan yeni bir cihaz kullandı. Bu galaksiler tarafından yayılan ışığı kendi dalga boylarına ayrıştırarak, galaksinin içindeki atomların tayf çizgilerini belirleyebilir.
Artık atomların çalışma mekanizmasını bildiğimize göre, atomik çizgi sisteminin hareketini ölçerek konağın hareketini ölçebiliriz: eğer bir bütün olarak kırmızıya doğru kayarlarsa, o zaman bu atomlar bizden uzaklaşır; eğer bir bütün olarak maviye kayarlarsa Kıpırdayın, sonra bize yaklaşıyorlar. Bu girdap bulutsuları o kadar hızlıdır ki, galaksimiz tarafından sınırlanamazlar; çoğu kırmızıya kaymıştır, yani bizden uzaktır; bazıları diğer hedeflerden çok daha hızlı hareket eder. Bu sonuç, bu bulutsuların bağımsız galaksiler olduğu ve çoğunun bizden uzak olduğu anlamına gelir. Ancak Sliver bu sonuçları birlikte değerlendirmedi.
Evrenin genişlemesinin olası kaderi. Geçmişin farklı modellerle tanımlanmasındaki farklılıklara dikkat edin; bu modellerden yalnızca biri karanlık enerji dolu evrenimizle eşleşiyor.Bu, De Sitter tarafından 1917'de önerilen karanlık enerji kaynaklı genel görelilik çözümüdür. (COSMIC PERSPECTIVE / JEFFREY O. BENNETT, MEGAN O. DONAHUE, NICHOLAS SCHNEIDER VE MARK VOIT)
Evrenin genişlemesinin keşfine önemli katkı yapan bir diğer kişi Willem de Sitter'di. 1917'de, genel göreliliğin evren modeline Einstein'ın kozmolojik sabiti hakimse, evrenin genişleyeceğini öne sürdü. . Daha endişe verici olan, genişlemenin doğasıdır: Kesintisiz, kalıcı ve üsteldir, yani bir nesne bizden ne kadar uzaklaşırsa, bizden o kadar hızlı uzaklaşır.
Einstein'ın tasarladığı gibi, evrenin genişlediğini kanıtlamak için yeterli gözlemsel kanıt olmamasına rağmen, De Sitter'ın bize gösterdiği evrensel genel görelilik modeli evrenin genişlemesini tahmin edebilir. (De Sitter tarafından tanımlanan genişleyen evrenin şu anki evrenimizde karanlık enerji biçiminde mevcut olduğunu söylemek daha mantıklı olabilir.)
Friedman'ın ilk denklemi modern fizik sembolleri cinsinden ifade edilir Sol taraf, Hubble evreninin genişleme oranını ve uzay-zamanın evrimini ayrıntılı olarak açıklar ve sağ taraf, tüm farklı madde ve enerji formlarını ve uzay eğriliğini içerir. Friedman tarafından 1922'de türetilen bu denklem, bugün kozmolojideki en önemli denklemdir (LATEX / KAMU ALANI)
1922'de fizikçi Alexander Friedmann sansasyonel bir akademik makale yayınladı: Gerçek Evrende Genel Göreliliği Çözmek. İlk defa, genel göreliliğin "malzeme" ile dolu birleşik bir çözümü var. Bu malzeme madde, radyasyon, uzay eğriliği, kozmolojik sabit veya hayal edebileceğiniz herhangi bir şey olabilir.
Her durumda, evrenin ya genişlediğini ya da çökmekte olduğunu buldu. Evren "malzemelerle" dolu veya tamamen boş olsa bile, kararsız olan durağan bir evren değildir. Sliverin gözlemleri ve Sharpley ile Curtis arasında 1920deki büyük tartışma söz konusu olduğunda, teori ve gözlemsel veriler, evrenin genişlediği teorisini destekliyor.
Bu, 1887'de Andromeda Bulutsusu'nun gözleminin sonucudur. Andromeda Bulutsusu, keşfedilen sarmal kol yapısına sahip yakınlardaki ilk büyük gökadaydı. Resim, kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere üç renkte değil, filtrelenmemiş ışık altında çekildiği için tamamen beyazdır ve sonra bu renkleri birbirine ekler. Değişken yıldızlar ve nova ve süpernova gibi geçici olaylar her zaman rastgele görünse de, bu tanımlanabilir özelliklerin tümü 131 yıldır gözlemlendiklerinden beri hiçbir zaman değişmemiştir. (ISAAC ROBERTS)
Ancak, 95 yıl önce, her şey büyük ölçüde değişti: Edwin Hubble, Andromeda Bulutsusu'nda ani bir patlama arayarak, astronomi tarihinin belki de en önemli gözlemini yaptı. Star, bunun yeni bir yıldız olabileceğini düşündü. 1887'den görüntüler Andromeda galaksisinin sarmal yapısını ortaya çıkardı.Hubble, Andromeda'nın bizden uzaklığını ölçmek için içinde yeni yıldızlar bulmaya çalışıyor. Bir, iki, üç.
Dördüncüyü bulana kadar büyülü bir şey oldu ve dördüncüsü de ilkiyle aynı konumdaydı. Yeni bir yıldızın bu kadar hızlı bir parlaklık değişimine sahip olmasının imkansız olduğunu bilerek, heyecanla yeni yıldız "N" nin işaretini çizdi ve kırmızı bir kaleme "VAR" yazdı. Henrietta Leavitt'in değişken yıldızlar üzerine yaptığı önceki araştırmasına dayanarak, Hubble Andromeda Bulutsusu'nun bizden uzaklığını hesapladı ve Samanyolu'ndaki herhangi bir şeyden çok daha uzak ve bağımsız bir galaksi olduğu sonucuna vardı. Ve tüm sarmal galaksiler aynıdır.
Bu, tüm gizemleri bir araya getiren ve evrenin genişlediğini kanıtlayan anahtar kanıttır.
Bu, Andromeda galaksisinde Hubble tarafından keşfedilen Cepheid değişken yıldızı M31'dir.Bu Cepheid değişken yıldızı, bize galaksi dışı galaksinin ihtiyaç duyduğu gözlemsel kanıtı sağlar ve ayrıca insanların yeni bir evreni, genişleyen bir evreni fark etmelerini sağlar. (E.HUBBLE, NASA, ESA, R. GENDLER, Z. LEVAY VE HUBBLE MİRAS EKİBİ)
Hubble ve yardımcısı Milton Humason (Milton Humason), bu sarmal gökadaların mesafesini ölçmek için sarmal gökadalarda daha değişken yıldız verileri toplamaya devam ediyor. 1920'lerin sonunda, bazıları bu çalışmayı yakından takip eden bilim adamlarından gelen yeterli galaksi verilerine sahiplerdi. Hubble, çeşitli tarafların gözlemlerini birleştirerek, galaksi mesafesi ile kırmızıya kayma arasındaki ilişkiyi keşfetti.O zamanlar bunu bilseydik, bu kanıt evrenin genişlediği sonucuna varmak için yeterliydi.
Georges Lemaître, tarihte bu çalışmayı tamamlayan ilk kişiydi. 1927'de makalesi bilinmeyen bir gazetede yayınlandı, bu yüzden o zamanlar çok az kişi biliyordu. Amerikalı bilim adamı Howard Robertson (Howard Robertson), 1928'de sonuçlarını bağımsız olarak yayınlayarak, evrenin genişlediğine işaret etti ve kabaca genişleme oranını hesapladı. Bununla birlikte, Hubble çok fazla veriye sahiptir.1929'da çığır açan geliştirmesini yayınladı ve ödüllerin çoğunu kazandı.
Hubble gözleminin 1929'daki orijinal verileri ve daha sonra daha ayrıntılı gözlem verileri, kırmızıya kayma-mesafe ilişkisini açıkça göstermektedir. Sonraki verilerde bazı belirsizlikler olsa da, çıkarımlarının seleflerine ve meslektaşlarına göre aşılmaz avantajları var.Attığı ilişki, daha modern gözlemlerin sonuçlarıyla neredeyse tamamen aynı. (ROBERT P. KIRSHNER (R), EDWIN HUBBLE (L))
On yıllardır çağırdığımız "Hubble Yasası", "Hubble-Le May Yasası" olarak yeniden adlandırıldı. Bunun anlamı, sadece onlarca yıldır vefat etmiş olanları övmek değil, insanların bilim insanlarının evrenin işleyişini yöneten yasaları ve yasaları nasıl keşfettiğini anlayabileceklerini ummaktır. Kişisel olarak, tüm fizik yasalarında insanların isimlerini çıkarmayı seviyorum, böylece bu yasaların neden bahsettiğini, örneğin kırmızıya kayma-mesafe ilişkisi gibi, evrenin genişlediğini keşfetme sürecinde bir veya iki kişinin çığır açan bir keşfi olmayan basit ve net bir şekilde bilebilirim. Bu yazıda sıralanan tüm bilim adamlarının ve bahsetmediğim diğer bilim adamlarının katkıları da var. Ne de olsa önemli olan, bilimsel araştırmanın da son ürünü olan, evrenin işleyişine dair temel bilgilerdeki ustalığımızdır.Diğer her şey, insanoğlunun boşuna zafere kapılan zayıflığını ancak kanıtlayabilir.
Referans
1. WJ Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Ethan Siegel-Li Haiqi
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
