DEMET İLCE / MUHABİR
Uydu galaksilerin hareketlerine dayanarak, ne kadar yakın zamanda bir galaksi grubuna dahil olduklarını ortaya koyan evren, düşündüğümüzden daha genç olabilir.
Avrupa Uzay Ajansı'nın Planck misyonu tarafından yapılan kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu (CMB) ölçümlerine göre evren yaklaşık 13,8 milyar yaşındadır. Bu hesaplama, karanlık enerji ve karanlık maddenin hakim olduğu ve giderek artan bir hızla genişleyen düz bir evreni tanımlayan, kozmolojinin Standart Modeli olarak bilinen modele dayanmaktadır.
Standart Model daha sonra evrendeki büyük ölçekli yapının (galaksiler, galaksi kümeleri ve devasa zincirler ve galaksi duvarları) büyümesini tasvir edebilen süper bilgisayar simülasyonları için bir temel olarak kullanılıyor.
Ancak bu modeller artık gökada çiftlerinin hareketlerine ilişkin simülasyonların bize söyledikleriyle örtüşmeyen yeni ölçümlerle ters düşüyor.
Yeni bir çalışmada, Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomi Gözlemevi'nden Guo Qi liderliğindeki gökbilimciler, galaksi gruplarındaki uydu çiftlerini inceledi.
Galaksi grupları, birkaç büyük galaksinin daha küçük galaksilerden oluşan bir sürüyle birleştiği, kendi Yerel Grubumuz gibi küçük galaksi topluluklarıdır. Daha büyük galaksi kümeleri gibi, bu galaksi grupları da evreni kapsayan kozmik madde ağında filamentlerin buluştuğu yerde oluşur; daha küçük galaksiler bir gruba düşmeden önce filamentler boyunca hareket eder.
Qi'nin ekibi, Sloan Digital Sky Survey (SDSS) tarafından Dünya'dan yaklaşık 600 milyon ışık yılı uzaklıktaki 813 galaksi grubunu kapsayan gözlemleri kullanarak, her gruptaki en büyük galaksiye odaklandı ve galaksinin karşıt taraflarındaki uydu çiftlerinin nasıl hareket ettiğini ölçtü.
Birbirlerine göre ters yönde dönen (başka bir deyişle, büyük galaksinin etrafında zıt yönlerde dönen) uydu galaksilerin oranının, Milenyum Simülasyonu gibi büyük ölçekli yapıya ilişkin bilgisayar simülasyonları tarafından tahmin edilenden daha yüksek olduğunu buldular. Illustris TNG300 modeli, her ikisi de Planck misyonunda açıklanan Standart Model'i temel alıyor.
Uydular grubun daha büyük galaksisinin etrafındaki yörüngeye yeni düşmüşse, bu doğal bir durumdur. Ancak zamanla galaksi grupları ve kümeleri, çoğu uydunun birlikte döndüğü, dinamik olarak rahatlamış bir duruma ulaşacaktır. Eğer galaksi grupları ve kümeleri, Standart Model'in önerdiği zamanda birleşirse, ters yönde dönen uyduların oranı daha küçük olacaktır. Bunların uydulardan daha büyük bir kısmı olması Standart Model için bir sorundur.
Qi, şunları söyledi:
"SDSS verilerinde, uydu galaksilerinin büyük gruplar halinde biriktiğini/düştüğünü ve Planck parametreleriyle yapılan simülasyonlarla karşılaştırıldığında daha güçlü bir toplanma sinyalinin devam ettiğini bulduk."
Başka bir deyişle, uydu galaksilerin kendi gruplarına daha yeni yeni girmiş gibi görünüyor.
Qi, "Bu, evrenin CMB'nin Planck gözlemlerinin öne sürdüğünden daha genç olduğunu gösteriyor. Maalesef bu çalışma evrenin yaşını niceliksel olarak tahmin edemiyor." dedi.
Bunun nedeni, uydu çiftlerinin hareketlerinde ve grupların nasıl oluştuğuna ilişkin modellerde, bu sonuçların evrenin 13,8 milyar yıldan ne kadar daha genç olduğuna dair kesin bir rakam verebilmek için hala çok fazla hareket alanı bulunmasıdır.
Eğer doğruysa, yeni bulgular Standart Model'de bir şeylerin yanlış olduğunu ve evrenle ilgili bazı varsayımlarımızın yanlış olduğunu gösteriyor. Aslında bilim adamlarının şu anda araştırdığı kozmik bir paradoks bu sorunun yanıtı olabilir.
Evrenin genişleme hızı Hubble sabiti adı verilen bir sayıyla tanımlanır. Planck, Hubble sabitini megaparsek başına saniyede 67,8 kilometre olarak ölçtü; diğer bir deyişle, uzayın her megaparsek hacmi saniyede 67,8 kilometre (42,1 mil) genişliyor. (Bir megaparsek yaklaşık 3,26 milyon ışık yılıdır.) Kozmologlar bu genişleme hızına dayanarak, saati geri alarak evrenin yaşını 13,8 milyar yıl olarak hesaplayabilmektedir.
Bununla birlikte, patlayan beyaz cüceler olan Tip Ia süpernovalarının kırmızıya kayma gözlemleri, Hubble sabitinin megaparsek başına saniyede 73,2 kilometre (45,5 mil) değerini vermektedir. Bu genişleme hızıyla saati geri almak 12,6 milyar yıllık daha genç bir yaş ortaya çıkaracaktır.
Hubble sabitinin her iki ölçümü de kusursuz olarak kabul ediliyor, ancak yine de büyük ölçüde farklılık gösteriyorlar. Bu paradoks "Hubble gerilimi" olarak bilinmeye başlandı.
Qi, galaksi gruplarındaki uydu çiftlerinin önerdiği daha genç yaşın, süpernova ölçümlerinden elde edilen daha hızlı genişleme oranını destekleyip desteklemediği sorulduğunda, "Bu elbette Hubble gerilim sorunuyla ilgili olabilir" dedi.
Ancak aşılması gereken başka engeller de var. Eğer evrenin yaşını çok fazla düşürürsek, gökbilimciler kendilerini evrenin kendisinden daha yaşlı olduğu bilinen yıldızlara sahip olma gibi garip bir durumda bulacaklardır.
Belki de açıklama Standart Modelin diğer yönlerinde yatmaktadır. Örneğin, model büyük ölçüde karanlık maddeye bağımlıdır, ancak şu ana kadar bilim adamları karanlık maddenin ne olduğunu bilmiyorlar. Diğer araştırmacılar, karanlık maddenin hiç var olmadığını ve onun kütleçekimsel etkilerinin, daha uzak mesafelerde yörüngede dönen uydu galaksilerin deneyimlediği gibi, düşük ivmelerdeki yerçekimi yasalarının değişmesiyle açıklanabileceğini ileri sürüyorlar. Qi'nin ekibi, daha büyük yörünge yarıçaplarındaki uydu çiftlerinin ters yönde dönme ihtimalinin daha yüksek olduğunu buldu.
Şu anda daha fazla veri memnuniyetle karşılanacaktır. Qi, aynı olgunun daha büyük gökada kümeleri için de geçerli olması gerektiğini, ancak kümelerin daha uzakta olma eğiliminde olduğunu ve sınırlı örnek boyutu ve daha düşük veri kalitesinin şu anda herhangi bir ölçümü sonuçsuz hale getirdiğini söyledi.
Hangi yaş değeri doğru olursa olsun, evren çok eskidir; ancak bu yeni sonuçlar, onun gençliğinin bir kısmını geri kazanabileceğini düşündürmektedir.