Yaklaşık 3.000 Süpernovadan Oluşan Yeni Veri Seti, Kara Enerji Teorilerini Sınamağa Zorluyor

Uluslararası bir araştırma ekibi, onlarca yıldır süren gözlemleri tek bir çatı altında birleştirerek evrendeki genişlemenin sürüklediği söylenen kara enerji (dark energy) olusunun sabit olmadığına dair yeni kanıtlar üretti. University of Queensland Matematik ve Fizik Fakültesi’nden (UQ-SMP) doktora öğrencisi Ryan Camilleri’nin liderliğini yaptığı ekip, tarihin en büyük süpernova veri setini oluşturdu. Bu veri setinde, yaklaşık her 500 yılda bir ortaya çıkan nadir tür olan Tip 1a süpernovaların 2.884 tanesi için bilgiler yer alıyor. Ekip, kara enerjinin zamanla değişiyor olabileceğine dair bulgularını Publications of the Astronomical Society of Australia dergisinde yayımladı.

Süpernovalar hem evrendeki en enerji dolu olaylardan biri olması hem de kozmik mesafeleri ölçmek için kullanılması nedeniyle astronomların uzun süredir ilgisiyle karşılaşıyor. Bu yeni derleme, kara enerjinin sabit olduğu yönündeki varsayımı sorgulamaya başlarken, araştırmacılar evreni genişletmeye sevk ettiği düşünülen gizemli gücün doğasını daha iyi anlamayı hedefliyor.

Oncu Veriden Modern Yöntemlere Bir Sürükleme

Ekip, 30 yıllık tarihsel ölçümleri Dark Energy Survey (Kara Enerji Anketi) kapsamında 2024 yılında yayımlanan verilerle birleştirdi ve buna kozmolojinin diğer alanlarına dair ek veri setlerini de dahil etti. Çalışmaya katılan araştırmacılar Amerika Birleşik Devletleri, İngiltere, Avustralya, Güney Afrika, İspanya ve Fransa’dan geldi. Verilerin birleştirilmesi için ekibin eski süpernova gözlemleri modern yöntemlerle yeniden analiz etmesi gerekti.

“Otuz yıllık astronomik gözlemi tek, tutarlı bir çerçeve içinde yeniden kurduk,” dedi Camilleri, UQ’nun basın açıklamasında. “Verilerimizi büyük patlamadan kalan eski ışıma ve galaksilerin uzaydaki dağılımını gösteren haritalar gibi diğer kozmik ölçümlerle birleştirdik.” Bu süreçte farklı dalga boylarında evreni inceleyen teleskoplardan gelen gözlemleri birbirine bağlamak için de kapsamlı çalışmalar yapıldı.

“Otuz yıldır süren astronomik gözlemi tek ve tutarlı bir çerçeve içinde yeniden kurduk. Verilerimizi büyük patlamadan kalan eski ışıma ve galaksilerin uzaydaki dağılımını haritalayan ölçümlerle birleştirdik.”

Ryan Camilleri, UQ Matematik ve Fizik Fakültesi doktora öğrencisi

Sabit Enerji Varsayımı Sorgulanıyor

Bulgular, kara enerjinin etkilerinin sabit olduğu yönündeki eski görüşlerle çelişti. Camilleri, çalışmalarında yer alan ince etkilerden birinin kütleçekimsel mercek oluğunu da vurguladı: “Kütleçekimsel mercek, ışığın bir süpernovadan Dünya‘ya yol alırken büyük cisimlerin etrafında bükülüp büyütülmesi olayıdır. Kozmolojinin kara enerjinin sabit ve değişmez olduğunu varsayan standart modelini doğrulamak yerine, kara enerjinin zamanla değişiyor olabileceğine dair daha kanıt elde ettik.”

Bu bulgular, kara enerjinin etkilerinin zamanda değiştiğine işaret eden diğer çalışmaların da önünü açıyor. Bu çalışmalara James Webb Uzay Teleskopu (JWST) ile elde edilen yeni veriler ve Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) aracıyla yapılan taramalar dahil ediliyor.

“2024 yılındaki DES süpernova verimiz kara enerjinin zamanda değişiyor olabileceğine dair ilk ipuçlarını verdi ve bu yeni derleme de standart modelden, biraz farklı bir yönde sapma gösteriyor. Benzer şekilde, DESI kara enerjideki değişimlere dair ipuçları buldu; bunlar erken evrenden kalan eski ses dalgalarının taramalarıyla ortaya çıktı.”

Astrofizikçi Profesyonel Tamara Davis

Standart Model ve Temel Fizik Sorusu

Birçok bağımsız ölçüm, kozmolojinin Lambda Soğuk Kara Enerji (ΛCDM) modeli olarak bilinen standart modelinin yanlış olabileceğine dair kanıtlar buluyor. Onlarca yıldır bilim insanları, Hubble-Lemaître Sabiti’ni temsil eden Lambda parametresinin evrendeki büyük ölçekli yapının birbirinden uzaklaşmasını sürekli olarak yönlendirdiğini öne sürüyordu. Geçmiş dört milyar yılda bu genişleme hızlandı; galaksiler birbirinden daha da uzağa kaydı ve karşılıklı kütleçekim etkisinden daha az etkilendiler.

“Bu çalışmalar, yerçekimi ile kuantum fiziğinin nasıl bir araya geldiğini açıklamaya yönelik ipucunu da taşıyabilir,” dedi Davis. “Bu iki teorinin kendi alanlarında büyük başarıya sahip olduğunu biliyoruz; bu yüzden onları nasıl birleştireceğimizif çözersek, bu teorik fizikte devrim niteliğinde bir adım olur.”

Araştırmanın detaylarını içeren makale Publications of the Astronomical Society of Australia dergisinde yayımlandı. Konuyla ilgili ev sahibi galaksilerin kütle ölçümlerini anlatan eş makale ise ayrıca erişilebilir durumda.