Nötron yıldızları öldüklerinde uzay-zaman dalgaları içinde çığlık atıyorlar ve gökbilimciler yerçekimi acılarını evrenin tarihini izlemek için kullanma planını ana hatlarıyla belirttiler. Acılarını kozmolojik kârımıza nasıl dönüştüreceğimizi keşfederken bize katılın.
Kozmologlar standartlara takıntılıdır. Bu saplantıların nedeni, evrenimizdeki aşırı mesafeleri ölçmeye yönelik zahmetli girişimlerine dayanmaktadır. Rastgele bir yıldıza veya galaksiye bakın. Ne kadar uzakta? Yanındaki yıldız veya galaksiden daha mı yakın? Biri diğerinden daha parlak veya daha sönükse ne olur?
Kozmos standart şeylere, bilinen özelliklere sahip nesnelere dağılmadıkça, bu oldukça umutsuz bir durumdur. 100 watt'lık ampuller veya metre çubuklarının evreni kirletip çöpe atmadığını düşünün. Bu ampulleri veya sayaç çubuklarını görebilseydik, Nasılbize burada Dünya’dabilmek yakın ve kişisel gibi görünüyorlar. Evrende bir ampul görürsek ve bunun standart 100 watt'lık bir ampulle aynı parlaklıkta olması gerektiğini bilirsek, o ampule olan mesafeyi kesmek için bazı trigonometri yapabiliriz. Sopa için aynı: etrafında yüzen rastgele bir çubuk görürsek ve tam olarak bir metre uzunluğunda olması gerektiğini bilirsek, görüş alanımızdaki uzunluğunu karşılaştırabilir ve mesafeyi hesaplayabiliriz.
Tabii ki ampuller ve ölçüm çubukları berbat kozmolojik problar yaratacaktır, çünkü loş ve küçükler. Ciddi işler için parlak şeylere, büyük şeylere ve ortak şeylere ihtiyacımız var. Ve evrende bu standartların çok azı vardır: Tip 1a süpernova “standart mumlar” olarak işlev görür ve baryon akustik salınımları (erken evrenden kalan galaksilerin dağılımına pişirilen bir kalıntı ve başka bir makalenin konusu) “standart bir cetvel”.
Ama bizi içinde bulunduğumuz kozmolojik bilmeceden çıkarmak için mumlardan ve çubuklardan daha fazlasına ihtiyacımız olacak.
Genişleyen bir evrende yaşıyoruz. Her gün galaksiler birbirlerinden uzaklaşıyorlar (ortalama olarak; yine de “küçük ölçekli” çarpışmalar ve gruplar olabilir). Ve evrenimizin genişleme oranı, son 13.8 milyar yıllık kozmik tarih boyunca değişti. Evren bir dizi farklı karakterden oluşur: radyasyon, yıldızlar, gaz, nötrino gibi garip şeyler, karanlık madde gibi garip şeyler ve karanlık enerji gibi en garip şeyler. Bu bileşenlerin her biri açıldıkça, kapandığında, egemen olmaya başladığında veya egemen olmayı bıraktıkça, evrenin genişleme oranı da değişir.
Eski güzel günlerde, madde eskiden evrenin patronuydu. Böylece evren genişledikçe, bu genişleme tüm bu maddenin sürekli yerçekimi çekmesinden yavaşladı. Ama sonra madde evreni kontrol etmek için çok yayıldı, çok ince ve çok zayıftı.
Yaklaşık beş milyar yıl önce, karanlık enerji kontrolü ele geçirdi, evrenin genişlemesinin hafif yavaşlamasını tersine çevirdi ve taçyaprağı metale iterek, evrenin genişlemesinin devam etmesine değil, hızlanmasına da neden oldu. Karanlık enerji - ne olursa olsun - kozmosun uğursuz hakimiyetini günümüze kadar sürdürüyor.
Evrenin genişleme oranını ölçmek kritik öneme sahiptirşimdi - genişleme oranı evrenin içeriğine bağlı olduğundan, günümüzde genişleme oranının ölçülmesi bize büyük kozmolojik oyuncuların kim olduğunu ve göreceli önemini gösterir. Bugün Hubble sabiti olarak bilinen genişleme oranını, çubuklar ve mumlarla olduğu gibi birçok yolla ölçebiliriz.
Ve burada şaşırtıcı bir gerilim yatıyor. Süpernova gibi şeyleri kullanarak Hubble sabitinin yakındaki evrenden ölçümleri belirli bir değer verir. Ancak kozmik mikrodalga arka planını kullanan erken evrenin ölçümleri de bugünün Hubble sabiti üzerinde kısıtlamalara yol açıyor ve bu ölçümler birbiriyle oldukça uyumlu değil.
Yapışkan bir sorun: aynı sayıyı ölçmek için iki bağımsız yöntem farklı sonuçlara yol açar. Yepyeni fiziğin veya az anlaşılmış gözlemlerin bir işareti olabilir. Ancak durum ne olursa olsun, bazı kozmologlar bu duruma bir meydan okuma olarak bakarken, diğerleri buna bir fırsat olarak bakıyor. İhtiyacımız olan daha fazla ölçüm ve özellikle de mevcut olanlardan tamamen bağımsız olanlar. Standart cetvellerimiz ve standart mumlarımız var, peki… standart sirenler.
Tabii neden olmasın.
İki nötron yıldızının çarpışmalarının son anlarından patlayan kakofonik yerçekimi dalgaları sulu kozmolojik bilgi taşır. Fiziklerini çok iyi anladığımız için, çarpıştıklarında çığlık attıklarını ne kadar yüksek (yerçekimi içinde, ses içinde değil, sadece metaforla yuvarlanmak zorunda kalacaksınız) bilmek için yerçekimi dalgalarının ultra hassas yapısını inceleyebiliriz. . Sonra bunu Dünya'da ne kadar yüksek sesle ve voila: bir mesafe ile karşılaştırabiliriz.
Bu teknik zaten Hubble sabitinin birinden (nispeten pürüzlü) bir ölçümünü vermiştir ve sadece gözlemlenen nötron yıldızı birleşmesi gerçekleştirmiştir.
Ama bu duyduğumuz son nötron yıldızı ölüm çığlığı olmamalı. Önümüzdeki yıllarda düzinelerce daha fazlasını yakalamayı umuyoruz (umut?). Ve her çarpışmada, ateşli olaya güvenilir bir mesafeyi tespit edebilir ve nötroni kıyametinden bu yana evrenin genişleme geçmişini ölçebilir ve Hubble sabitinin değerini ortaya çıkarmak için tamamen farklı bir yol sağlayabiliriz.
Chicago Üniversitesi'ndeki kozmologlar, beş yıl içinde standart sirenler tekniğinin mevcut yöntemlerle rekabetçi ölçümler sağlayacağını tahmin ettiler. Ancak, 21. yüzyılın büyük kozmolojik tartışması söz konusu olduğunda, soru devam ediyor: standart sirenler karar verici faktör olacak mı yoksa sadece gizemi derinleştirecek mi?
Devamını oku: “5 yıl içinde standart sirenlerden yüzde 2 Hubble sabit ölçümü”
