UZAY 21 Ekim 2020
22,8b OKUNMA     735 PAYLAŞIM

Evreni Sürekli Olarak Genişlettiği Düşünülen Kuvvet: Karanlık Enerji

Varlığına dair henüz bir kanıt olmasa da pek çok bilim insanı, karanlık enerji diye bir şeyin olduğu konusunda hemfikir.

kara enerji olgusunu anlamak için önce “evrenin genişlemesi” olgusunu anlamak gerekir. bilim dünyası daha önce, evrenin statik bir olgu olduğunu düşünüyordu ancak 1929 yılında edwin hubble, diğer galaksilerin samanyolundan ilginç bir şekilde uzaklaştığını gözlemledi. bizden uzakta bulunan galaksiler de yakınımızdakilerden daha hızlı bir şekilde yol alıyordu. böylece “evrenin genişlemekte olduğu” keşfedildi… evrenin genişlemesi olgusu da başlı başına bir gizemdir ve bunu idrak etmemiz zordur çünkü biz, ancak uzay-mekan düzleminde düşünebilen zihinlere sahibiz bu nedenle de “evren neyin içinde, nereye doğru genişliyor” gibi sorular sorarız. bu soruların cevabı kesin değildir ancak evrenin genişleme mantığını en iyi şekilde balon örneğiyle anlatabiliriz. elimize şişmemiş bir balonu aldığımızı ve üzerine mürekkepli kalemle çeşitli noktalar karaladığımızı farz edelim. sonra balonu alalım ve şişirmeye başlayalım… balon şiştikçe, genişleyen balonda karaladığımız noktalar, birbirinden uzaklaşmaya başlayacaktır tıpkı genişleyen evrende galaksilerin birbirinden uzaklaşması gibi.

bilim insanları, bu keşiften sonra evrenin genişlemesinin yavaşlama hızını hesaplamak istediler. çünkü kütleçekim kuvveti olan galaksiler ve her şey birbirini çekiyordu ve bu nedenle de evrenin genişleme hızı, bilinen fizik yasalarına göre zaman içinde yavaşlamalıydı hatta bir zaman sonra durmalıydı ve evren, içine çökerek, başlangıçtaki gibi tek bir nokta haline gelmeliydi. (big crunch) yavaşlama hızı hesaplaması için çeşitli super novaların ışıklarını birbirleriyle kıyasladılar. supernova, ölmekte olan yıldızın muazzam bir ışık yayarak çok güçlü bir şekilde patlaması durumudur. ince hesaplamalardan sonra bilim insanları tabiri yerindeyse, büyük bir “şok” yaşadılar. çünkü evren, yavaşlamak bir yana, daha da hızlanarak genişliyordu! bilinen bütün fizik yasalarına ve bilimsel ilkelere karşı gelen bu durum, bilim çevrelerini çok rahatsız edebilirdi; bu nedenle hesaplamalar tekrar ve tekrar yapıldı, yanlışlık olduğu düşünülüyordu ancak sonuç aynıydı: evren artan bir hızla genişlemeye devam ediyordu! işte bunun sorumlusu olan enerjiye, “kara enerji” ismi verildi. çünkü bu enerji hakkında hiçbir şey bilmiyoruz, tek bildiğimiz bu enerjinin, big bang’in (büyük patlama) başlangıcından itibaren evrenin genişleyerek oluşmasını sağlayan muazzam bir “itici kuvvet” olduğudur ve evreni artan bir hızla genişletmeye devam etmektedir.

karanlık enerji, kozmolojik verileri açıklamak için öne sürülmüş bir tür enerjidir. evrenin karanlık enerji yoğunluğunun 1,67 x 10-27 kg/m3, güneş sistemi’nin plüton’un yörüngesinin içinde kalan kısmındaki toplam karanlık enerji miktarının ise yaklaşık 6 ton olduğu hesaplanıyor. bu değerler çok küçük olmasına rağmen, sıradan madde ve karanlık maddenin aksine karanlık enerji uzaya homojen olarak yayılır. evrendeki toplam karanlık enerji miktarı hem madde miktarından hem de karanlık madde miktarından çok daha fazladır. gözlemlenebilen evren, yaklaşık olarak %68,3 karanlık enerji, %26,8 karanlık madde, %4,9 sıradan madde içerir.

karanlık enerjinin varlığına dair en önemli veri, evrenin genişleme hızındaki artıştır. kütleçekim kuvvetinin maddeyi birbirine doğru çekmesinin pozitif bir basınca neden olduğu düşünülürse, evrenin genişlemesi ile artan karanlık enerji miktarının negatif bir basınca sebep olması gerekir. yani karanlık enerjinin varlığı, evrenin genişleme hızının artmasına neden olan itici bir kuvvetin kaynağıdır.

gözlemlenen evrenin şeklinin düz olması da karanlık enerjinin varlığına işaret eder. evrenin şeklinin düz olması için evrendeki enerji yoğunluğunun kritik yoğunluk olarak adlandırılan bir değere eşit olması gerekir. ancak madde ve karanlık maddeden kaynaklanan enerji yoğunluğu, kritik değerin yaklaşık olarak sadece %30’una karşılık gelir. evrenin düz olması için gereken kritik enerji yoğunluğunun yaklaşık %70’lik kısmının ise karanlık enerjiden kaynaklandığı düşünülüyor.

karanlık enerjinin doğası ile ilgili öne sürülmüş en basit açıklama, kozmolojik sabittir. boş uzayın enerji yoğunluğuna karşılık geldiği için boşluk enerjisi de denilen bu sabit, uzaya sahip olmanın “bedeline” karşılık gelir. kozmolojik sabit, negatif bir basınca sebep olarak evrenin genişleme hızının artmasına neden olur.

karanlık enerjinin doğası ile ilgili bir diğer görüş, evrenin genişleme hızındaki artışı beşinci güç alanı olarak adlandırılan dinamik bir alanın sebep olduğu potansiyel enerji ile açıklar. beşinci gücün kozmolojik sabitten temel farkı, büyüklüğünün konuma ve zamana bağlı olarak değişmesidir.