Dış Uzay Tüm Yazılar

Evrendeki Boşluklar ve Eridanus Supervoid

Hazırlayan: Taylan Kasar

Birçoğumuz evrenin ağ yapısı olan galaksi kümelerinin birbirlerine kütleçekim kuvveti ile bağlanarak oluşturduğu yapıyı bilmekteyiz. Bu ağ yapılarının dışında kalan yerlere ise astronomide boşluk (void) adı verilmekte. Bu boşluklar ortalama 10 ile 100 megaparsek arası büyüklüklerdeler ve gözlemlenebilir evrendeki ortalama madde yoğunluğunun onda biri kadar yoğunluğa sahipler. Yani sıradan bir uzay boşluğu, void’lerin yanında pek de boş sayılmıyor.

webb

Nasıl oluştuklarını anlamak için ise kozmik mikrodalga fon ışımasına bakmamız gerekiyor. Büyük Patlama Teorisi’ne göre evrenin ilk zamanlarında madde çok daha yoğun, birbirine yakın bir halde bulunmaktaydı. Haliyle çok daha sıcaktı. Evren genişlerken sıcaklık azaldı, fakat evrenin bu ilk zamanlarından kalan ışımayı hala ölçebiliyoruz. Kozmik mikrodalga fon ışıması adı verilen bu ışımaya bakan bilim insanları, her bölgesinin aynı sıcaklıkta olmadığını görüyorlar. Bu sıcaklık farklılıklarına bakıldığında; sıcak bölgelerde enerjinin daha fazla olduğunu ve günümüzde bu bölgelerde galaksi kümelerinin bulunduğunu, daha düşük sıcaklığa sahip bölgelerde ise enerji yoğunluğunun çok az (ve bu bölgelerin oldukça soğuk) olduğunu görüyorlar. Kozmik mikrodalga fon ışımasında bu çok az enerjiye sahip bölgeler soğuk noktalar (cold spots) olarak adlandırılmakta. Bu noktalarla ilgili başka teoriler olsa da daha yaygın teoride bu bölgelere boşluk yani void adı veriliyor.

WMAP_skymap

Gökkürede kozmik mikrodalga arkaalan ışımasının sıcaklık dağılımı WMAP uydusundan alınan verilerle fotoğraftaki gibi görülmekte.

WMAP uydusunun oluşturduğu CMB haritasında, CMB’nin ortalama  2.726K sıcaklığının +/-500 mikro kelvin kadar dalgalandığı görülmekte. Peki bu koyu mavi, soğuk yerlerde boşluklar nasıl oluşuyor? 

Kütleçekiminin dokunuşu ile evrendeki madde güzel bir şekilde bir araya gelir. Zaman ilerledikçe, galaksi kümeleri birbirlerine yaklaşıyor. Tıpkı Güneş sisteminin oluşumu sırasında gazların, tozların, kayaların toplanarak gezegenleri meydana getirmeleri gibi… Galaksiler de benzer bir şekilde birbirlerine yaklaşıp kümeleri oluşturuyorlar ve bu kümeler oluşurken geride boşluklar kalıyor. İlerleyen zaman içinde daha çok küme oluşurken, boşlukların sayısı da artıyor, birleşiyor ve büyüyorlar. Bu sürecin soldan sağa akan zamana göre yapılmış görselini aşağıdaki görüyoruz. 

anim1

CMB en soldaki yıldız ve galaksi oluşum başlangıcı sürecinin biraz daha öncesini, yani evrenin 380 bin yıl yaşındaki opaklığının kaybolup ilk ışıklarının görüldüğü halini yansıtır bize. En soldaki küp evrenin 380 bin yıl ile 400 milyon yıl arasındaki zamanı kapsamaktadır ve bu döneme karanlık çağ denir. Çünkü bu zaman diliminde henüz yıldızlar ve galaksiler oluşmamış durumdadır. Evrenin oluşumundan 400 milyon yıl sonra ise kütleçekimi maddeleri yavaş yavaş yıldızları ve galaksileri oluşturmaya başlayacak şekilde etkilemeye başlıyor.

Evrenin küp şekline konulmuş milyarlarca galaksiyi kapsayan ufak bir parçasında bu şekilde ağ yapısı izleri zaman ilerledikçe belirginleşmekte. Çok daha büyük bir alanı taradığımızda, simülasyonlarda mor renkli ipliklerin olduğu fotoğraftaki gibi görüntüler ortaya çıkıyor. Evrenin incelendiği standart modelde bilim insanları bu boşlukların ne kadar büyük olacaklarını ve içlerinde ne olacaklarını hesaplayabiliyorlar fakat ara sıra şaşırtıcı şeylerle de karşılaşılabiliniyor. Eridanus Supervoid gibi.

eridanus_12-27-11_2100

Göyüzünde Eridanus takımyıldızının olduğu doğrultuda, Planck uydusu ile soğuk nokta keşfeden bilim insanları, Pan-Starrs ve WISE teleskopları ile alınan verilerin yardımıyla bu bölgenin 3 boyutlu haritasını çıkarmayı başardılar. 3 milyar ışık yılı gibi çok da uzak olmayan bir yerde, 500 milyon ışık yılı büyüklüğünde bir boşluk olduğu hesaplandı ve adına Eridanus Supervoid denildi. Bu boşluk şimdiye kadar gözlemlenenlerin en büyüğü, hatta evrende gözlemlenen en büyük yapı.

eridanus

Bize gelen kozmik mikrodalga ışıması ile aramızda böyle bir boşluk olduğunu düşünelim ve bu konuyu başka bir konuya bağlayalım. Işık bu boşluğa girdiği zaman, evren hızlanan bir şekilde genişlemiyorsa, boşluk da kayda değer bir büyüme gösteremeyecek, dolayısıyla ışık boşluğa nasıl girdiyse aynı şekilde çıkacaktır. Yani bunu “ışık düzgün bir tepeye çıkıp o tepeyi aynı şekilde iner” diyerek basit bir örneğe indirgeyebiliriz.

Fakat evrenin hızlanarak genişlediği bir modelde; boşluğa giren ışık onun içinde hareket ederken evren artan bir hızla genişlediği için boşluk da doğal olarak büyüyecektir. Bunun sonucunda ışık boşluğa girdiği şekilde onu terkedemez. İçinde yol aldığı boşluk genişlediği için, dalgalardan oluşan ışık paketi iki tarafından da tutulup çekiliyormuş gibi gerilir ve ışığın dalga boyu uzar. Dolayısıyla frekansı azalır, boşluktan enerjisini biraz kaybetmiş bir biçimde çıkar ve bize ulaşır. (Işık çıktığı tepeyi aynı şekilde inemiyor, çünkü iniş yolundayken tepe değişti, uzadı, daha çok iş yapması gerekiyor) Bu nedenle biz böyle bir ortamdan gelen ışığı diğer bölgelere göre daha düşük sıcaklıklı olarak gözlemleriz.

Uydularla oluşturduğumuz CMB haritasında görülen soğuk bölgelerin yorumu, genişleyen evren modelinde özet olarak bu şekildedir. Tabii ki boşluklar CMB’de gördüğümüz soğuk noktaları tamamiyle açıklayabilen şeyler değiller. Fakat soğuk noktalar ile boşlukların aynı yerde olmaları da bir tesadüf değil belirttiğimiz üzere. Bilim insanları son yıllarda Pan-Starrs ile ve Karanlık Enerji araştırmalarıyla bu bölgeleri incelemeye devam etmekteler.

Taylan Kasar

 

Referanslar

http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2013/07/30/jasons-blog-next-stop-voids/

http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2015/04/mystery-of-largest-structure-ever-identified-in-the-universe-the-eridanus-supervoid-and-cold-spot.html

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Taylan Kasar

İstanbul Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri’nde öğrencidir. ilerihaber.org ve evrimselantropoloji.org sitelerinde güncel bilim haberleri çevirisi yapmaktadır.