Evrenimizin hızlanan bir hızla genişlediğini biliyoruz, ancak bu büyümeye neyin sebep olduğu bir sır olarak kalıyor. En olası açıklama, “karanlık enerji” olarak adlandırılan garip bir gücün onu yönlendirdiğidir. Şimdi, Hızlanan Evren Kamerasının Fiziği (PAUCam) adı verilen yeni bir astronomik araç, evreni yenilikçi bir şekilde haritalayarak yanıtlar arayacak.

Aynı anda yaklaşık 50.000 galaksinin konumunu kaydedecek olan kamera, karanlık maddenin ne olduğuna ve kozmosun nasıl evrimleştiğine de ışık tutabilir .

1990’larda, çok uzaklardaki galaksilerde patlayan yıldızları (süpernovaları) inceleyen gökbilimciler , evrenin genişlemesinin hızlandığını keşfettiler . Bu, o sırada bilim adamlarının yavaşladığını düşündükleri için sürpriz oldu . Ellerinde bariz bir çözüm olmayan bilim adamları, evreni birbirinden ayıran bir tür gizemli gücün – karanlık enerjinin – olması gerektiğini savundular.

Yaklaşık yirmi yıldır hızla ilerliyoruz ve evrendeki tüm enerjinin %71’ini oluşturduğu düşünülen karanlık enerjinin ne olduğunu hala bilmiyoruz . Bir teori , uzay boşluğunun enerji yoğunluğunun bir ölçüsü olan “kozmolojik sabit” olarak bilinen Einstein’ın yerçekimi teorisinin terk edilmiş bir versiyonuyla açıklanabileceğini söylüyor . Bir diğeri, zaman ve uzayda değişebilen esrarengiz skaler alanlardan kaynaklandığını savunuyor. Hatta bazı bilim adamları, uzayı dolduran tuhaf bir “enerji sıvısının” genişlemeyi tetikleyebileceğine inanıyor.

gökyüzünü haritalamak

Tabii ki, öğrenmenin tek yolu gözlem yoluyla. İspanyol araştırma kurumlarından oluşan bir konsorsiyum tarafından tasarım ve inşaat altında altı yıl geçirdikten sonra, PAUCam bu ay ilk kez başarıyla test edildi – Kanarya Adaları’ndaki La Palma’daki 4.2 metrelik William Herschel Teleskobu’nda “ilk ışığı” gördü .

PAUCam tarafından toplanan bilgileri kullanarak, Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü’nden araştırmacılar da dahil olmak üzere uluslararası bir ekip, galaksilerin evrende nasıl düzenlendiğine dair benzersiz bir harita oluşturmak için kuruluyor.

Böyle bir harita, evrenin kaderini yöneten temel sayılar hakkında ayrıntılı yeni bilgiler içerecektir; genişlemesi ve galaksilerin kendilerinin nasıl yapıldığı hakkında. Harita, galaksilerin dağılımındaki yapıların kapsamını ortaya çıkaracak. Bu yapılar yerçekimi nedeniyle büyür – eğer evrenin genişlemesi hızlanıyorsa, yerçekiminin bu yapıları inşa etmek için maddeyi bir araya getirmesi daha zordur. Bu nedenle, yerçekiminin gücünü bilmek ve galaksi dağılımındaki yapıların boyutunu ölçmek, evrenin genişleme tarihini anlamamıza yardımcı olabilir.

Gökbilimciler, görüntü veya fotoğraf çekerek gökadaların gökyüzündeki konumlarını haritalayabilirler. Bunlar öngörülen konumlardır ve bu nedenle bize Dünya’dan bir galaksiye olan uzaklığı söylemezler. Bir galaksi bizden çok uzakta olduğu için ya da sadece yakın olduğu için çok sönük görünebilir, ancak birkaç parlak yıldızla özünde soluktur.

Geleneksel olarak, gökbilimciler bir galaksiye olan mesafeyi ölçmek için spektroskopi kullandılar. Bu teknik, galaksiden gelen ışığı yakalayarak ve dalga boylarına göre bir spektruma yayarak çalışır . Bu şekilde, galaksiyi oluşturan yıldızlardaki farklı elementlerin yaydığı çizgilerin modelini araştırabilirler. Galaksi ne kadar uzaktaysa, evrenin genişlemesi bu çizgileri, burada Dünya’daki bir laboratuvarda görüneceklerinden daha uzun dalga boylarında ve daha düşük frekanslarda görünmeye kaydırır. Bu sözde “kırmızıya kayma”nın boyutu bu nedenle galaksiye olan uzaklığı verir .

Gökada konumlarının ilk araştırmaları , teleskobu sırayla her bir gökadaya yönlendirerek, her seferinde bir gökada gibi bu tür spektrumları özenle ölçtü. Modern araştırmalar artık tek bir pozlamada birkaç bin galaksi tayfını kaydedebiliyor.

PAUcam, gökyüzüne her baktığında görebildiği on binlerce galaksiye olan mesafeleri ölçerek, anket astronomisinde devrim yaratacak. Bunu, bir galaksinin yaydığı ışığın bir kısmını izole eden özel filtreler kullanarak 40 fotoğraf veya görüntü çekerek yapar. Bu, her galaksi için geleneksel maliyetin çok altında hızlı bir spektrum oluşturulmasına izin verir. Bu tayf aynı zamanda her galaksi için bir DNA gibi davranarak, içerdiği yıldız sayısı ve yeni yıldızların ne kadar hızlı eklendiğiyle ilgili bilgileri şifreler.

cevap arıyorum

Durham’daki ekibim, galaksiler gibi yapıların 13.7 milyar yıllık kozmik tarihi nasıl geliştirdiğini açıklamayı amaçlayan evrenin evriminin bilgisayar modellerini oluşturacak. Kozmologun evreni çoğunlukla karanlık madde adı verilen bilinmeyen bir maddeden ve az miktarda “normal maddeden” oluşur.

PAUCam, kozmologların yeni haritadaki gökada dağılımının bütünlüğünü ölçerek gökada inşa etmek için modellerini test etmelerine olanak sağlayacak. Bu önemlidir çünkü bize doğrudan göremediğimiz karanlık maddenin dağılımını anlatır.

Daha önceki gözlemlerden galaksi kümelerinin karanlık madde içerdiğini biliyoruz. Gökbilimciler, bir kümedeki gökadaların sayısını sayarak, kümedeki toplam (görünür) madde miktarını tahmin edebilirler . Galaksilerin hızlarını da ölçerek, bazılarının o kadar hızlı hareket ettiğini ve kümenin yerçekiminden kaçmaları gerektiğini keşfettiler. Bunu yapmamalarının nedeni, büyük miktarlardaki görünmez karanlık maddenin yerçekimini artırmasıdır. Galaksiler çok kümelenmişse veya dağılımları düzensizse, o zaman bilgisayar simülasyonları bunun galaksilerin daha büyük karanlık madde yapıları içinde yaşadığı anlamına geldiğini gösteriyor.

PAUCam , evrendeki kütlenin uzak galaksilerden gelen ışığı bükerek görüntülerinin çarpık görünmesine neden olan yerçekimi merceği adı verilen bir etki hakkında daha fazla bilgi edinmemizi sağlayacak . Bilim adamları, karanlık madde de dahil olmak üzere, evrenin yamasının gerçekte ne kadar büyük olduğunu hesaplamak için çarpıtmalar üzerinde çalışabilirler. Bu, Avrupa Uzay Ajansı’nın 2020’de fırlatılması planlanan Öklid görevi için planlanan kilit karanlık enerji sondalarından biridir .

Mercekleme distorsiyonu, karanlık maddenin yumrululuğuna bağlıdır ve bu da evrenin ne kadar hızlı genişlediğiyle belirlenir. Evren hızlı bir şekilde genişlerse, yerçekiminin daha büyük yapılar yapmak için yapıları bir araya getirmesi daha zordur. PAUCam, galaksilerin oluştukça gelişen yönelimleri arasındaki basit hizalanmalardan gelen kütleçekimsel merceklenme sinyalini çözmemize yardımcı olacaktır.

PAUCam gibi bir galaksi araştırması daha önce hiç bu ölçekte denenmemişti. Ortaya çıkan harita, galaksilerin nasıl oluştuğu ve evrenin genişlemesinin neden hızlandığı hakkında daha fazla bilgi edinmemize yardımcı olacak eşsiz bir kaynak olacak. PAUCam anketi yaklaşık 2020’ye kadar bittiğinde cevabı almayı umuyoruz.