Hubble teleskopu verilerini kullanan uluslararası bir gökbilimci ağı, gökadaların dev kütle çekimi mercek etkisinden yararlanarak evrenin ne kadar hızlı genişlediğini birbirinden bağımsız olarak ölçtü. Yerel evren için ölçülen yeni genişleme hızı değeri önceki bulgularla tutarlı olmasına karşılık erken evren ölçümleriyle görüş ayrılığı içindedir. Bu sonuç kozmosu anlama yönünde önemli bir sorun olduğunu göstermektedir.
Hubble sabiti olarak bilinen evrenin genişleme oranı, evreni tanımlayan temel sabitlerden biridir. Araştırma ekibinin başındaki Almanya’da bulunan Max Planck Enstitüsü’nden Sherry Suyu Hubble ile diğer teleskopları [1] kullanarak Hubble sabitinin yeni değerini beş gökadayı temel alarak hesapladılar [2].
Yeni ölçüm yerel evren için önceki değerlerle mükemmel uyum içindedir. Bunun için referans olarak (heic1611) Sefeid türü değişken yıldız ve süpernovalar kullanıldı.
Buna karşılık erken evren değeri için aynı şeyi söylemek mümkün değil. Önceki ölçümlerde erken evrende genişleme hızı için kozmik mikrodalga arka alan ışımasını gözleyerek veri üreten ESA’nın Planck uydusu kullanılmıştı. Yeni Hubble ölçümleri ile bu değerin uyumsuz olduğu görüldü.
Planck ile ölçülen Hubble sabiti, şu anki kozmos anlayışımızla tam uyum içindeyken, yerel evren için ölçülen değer kabul edilen kuramsal modellerle uyuşmamaktadır. Suyu: “Yüksek hassasiyette yapılan ölçümlere karşılık evrenin genişleme hızındaki bu tutarsızlıklar, kozmos hakkında şu anki bilgimizin ötesinde yeni fiziğin işaretleri olabilir” diyor.
Çalışmanın hedefinde Dünya’dan oldukça uzakta yer alan çok parlak çekirdekli gökadalardı. Bu gökadaların kütlelerinin çok daha uzaktaki kuasarlardan yayılan güçlü ışığı bükmesiyle, elde edilen görüntülerde yay benzeri çizgiler oluşur [3]. Bu çizgiler arka alandaki kuasarları ortaya çıkarır.
Gökadalar uzayda mükemmel küresel bozulmalar oluşturmazlar ve mercek gökadaları ile kuasarlar mükemmel şekilde hizalanmazlar. Arka alandaki kuasarların farklı görünümleri gelen ışığın izlediği yolların farklı uzunluğa sahip olmasıyla ilgilidir. Kuasarların parlaklığı zamanla değiştiğinden gökbilimciler farklı görüntülerin farklı zamanlarda titreştiğini, ışığın aldığı yolların uzunluğuna göre aralarındaki gecikmeleri görebilirler. Bu gecikmeler Hubble sabitinin değeriyle ilgilidir. İsviçre’den EPFL (Astrofizik Laboratuarı) eş başkanı Frédéric Courbin: “Yöntemimiz Hubble sabitini yalnız geometri ve genel göreliliği kullanarak ölçtüğü için basit ve doğrudan bir yoldur” diyor.
Çoklu görüntüler eşliğinde bilgisayar modelleri yardımıyla zaman gecikmeleri hesaplanarak Hubble sabitinin yeni değeri % 3,8 hassasiyetle ölçüldü [4]. EPFL üyesi Vivien Bonvin: “Hubble sabitinin doğru ölçülmesi bugünkü kozmik araştırmaların en önemli uğraşlarından biridir” diyor. Suyu şunu ekliyor: “Hubble sabiti modern gökbilim için çok önemlidir, çünkü evrenin –karanlık enerji, karanlık madde ve normal madde- algıladığımız şekilde mi olduğu ya da kaçırdığımız temel bir bilginin mi olduğunu ortaya çıkarabilir.”
Notlar
[1] Bu çalışmada Hubble teleskopu, Keck teleskopu, ESO Çok Büyük teleskopu, Subaru teleskopu, Gemini teleskopu, Victor M. Blanco teleskopu, Canada-France-Hawaii teleskopu ve NASA Spitzer teleskopu kullanıldı. Bunlara ek olarak İsviçre 1.2-metre Leonhard Euler teleskopu ve MPG/ESO 2.2-metre teleskopu verileri de alındı.
[2] Gökbilimcilerin Hubble sabitini ölçmek için kullandıkları kütle çekimi mercek zaman geciktirme yöntemi, evreni oluşturan üç bileşenin birbirinden bağımsız olması nedeniyle özellikle önemlidir: normal madde, karanlık madde ve karanlık enerji. Tamamen olmasa da yöntem bunlarla ilişkilidir.
[3] Kütle çekimsel mercek ilk kez yüzyıl kadar önce Albert Einstein tarafından öngörülmüştür. Evrendeki tüm maddeler çevresindeki alanı sarar ve bu etki büyük kütlelerde daha belirgindir. Gökadalar gibi çok büyük cisimler çevresinde dolanan ışık, normal yolundan saparak dışarı doğru kıvrılır. Bu, güçlü kütle çekimsel mercekleme olarak bilinir.
[4] H0LiCOW ekibi Hubble sabitini megaparsek başına saniye başına 71,9±2,7 kilometre olarak ölçtü. 2016’da Hubble verilerini kullanan bilim insanları megaparsek başına saniye başına 73,24±1,74 kilometre olarak ölçmüştü. 2015 yılında ise ESA Planck aracı verileriyle o zamana kadar ölçülen en yüksek doğrulukla Hubble sabiti Megaparsek başına saniye başına 66,93±0,62 kilometre olarak ölçülmüştü.
