Batya Natan

Karanlık işler

Evren ne kadar büyük ve gizem dolu, öte yandan bizler ne kadar ufağız ama çok da zekiyiz temalı bir başka uzay yazımla karşınızdayım.

Astronomide son on yılın en önemli gelişmesinin kütleçekim dalgalarının gözlemi olduğunu, Einstein’ın yine yeni yeniden haklı olduğunu hep beraber kabul ettik. Fakat geçenlerde basında fazla yer almayan bir gözleme daha imza atıldı. Yine Einstein haklıydı ve bir başka dehâ daha: Vera Rubin. 2017’de kaybettiğimiz, Nobel’i esirgenen Yahudi asıllı gökbilimci Rubin, ‘karanlık madde’nin fikir annesiydi. Rubin’in bu keşfi üzerinden 40 yılı aşkın süre geçti. Geçen mart Nature’da yayınlanan makalesinde, Tel Aviv Üniversitesinden Rennan Barkana adındaki bilim insanı- her ne kadar kulağa kadın gibi gelip bir anda gururlanmama neden olsa da erkekmiş- ilk kez karanlık maddenin gözlemlendiğini duyurdu.

Karanlık maddenin gözlemlenmesi beklenmedik bir sonuçtu. Şöyle ki balıkçı balık tutmaya gidiyor ve oltasına bir balık geliyor. Çektiğinde o da ne? O balığı ağzında tutan bir dinozor da geliyor. Balıkçı gökbilimci, balık evrenin ilk yıldızları, dinozor da karanlık madde.

Astrofizikçiler evrenin büyük patlamadan sonra geçirdiği 200 milyon yıllık karanlık çağdan sonra ilk yıldızları bulmaya çalışıyorlardı. Bunun için optik teleskoplarımız yeterli değil. ‘Contact’ filminden hatırlayacağınız Jodie Foster’ın dinlediği radyo teleskobuna ihtiyaç var. Power Fm’i 100 MHz radyo frekansından dinlemek gibi bir faaliyet düşünün ama duymaya çalıştığımız parazitsiz çalan bir Rihanna şarkısı değil, muazzam bir kasırgada bir kuşun kanat çırpışı, arayacağımız aralık da 50 ila 100 MHz. Bilim insanları öncelikle hiç radyo yayını olmayan bir yer bulmalıydı. Avustralya’nın batısındaki çöl bunun için biçilmiş kaftandı.

Evrenin ilk yıldızları nasıl dinlenir ki? Yıldız ışık kaynağıdır, ışık da bir enerjidir. Eğer bir atoma ışık çarparsa, yani enerji alırsa; çekirdeğin etrafında dönen elektronu heyecanlanır ve yörünge atlar. Bu tam olarak şuna benziyor: Basamaklardan zıplayarak çıkmaya çalışan bir top düşünün. Bu topa yeterli enerjiyi verirseniz bir basamak atlar. Az gelirse bir üst basamağa çıkamaz. Yarı basamak diye bir şey yoktur. Belki iki katı enerji verirsiniz, iki basamak birden atlar. Basamak inerken ise aynı enerjiyi dışarı verir.

Büyük Patlamadan sonra her yer hidrojenle doldu. Evrenin en basit elementi ile. Bir proton, bir elektron. Genişleyen evrende yoğunlukların olduğu bölgelerde kütleçekimi görevine başladı, hidrojenler birleşti, helyumları oluşturdu, bunu yaparken müthiş bir ısı ve ışık yayıldı (nükleer füzyon) böylece ilk yıldızlar doğdu. Mazaltov! Bu olay Büyük Patlamadan 180 milyon yıl sonra oldu, evren aydınlandı.

Evrende hidrojenden bol bir şey yoktu. Başı boş dolaşan hidrojen atomları ilk yıldızın oluşmasıyla ışığı, yani enerjiyi, aldılar. Spesifik olarak hidrojen elektronunun bir basamak atlaması için gerekli enerjinin frekansı tam olarak 1.420 MHz. Aynı şekilde bu elektron basamak indiğinde bu sefer dışarı tam 1.420 MHz frekansında enerji veriyor. Elektronun enerjiyi geri vermesi bildiğimiz ışık saçmasıdır. İşte hidrojenin saçtığı ışığın dalga frekansı 1.420 MHz. Bu dalga frekansı radyo dalgasının limitlerinin içine girdiği için radyo teleskobu ile görebiliyoruz. Teleskobumuzda bu frekansa rastlarsak orada bir hidrojen atomu var deriz. Böylece evrenin haritasını çıkarırız. Elmanın saçtığı ışık frekansı ise atom yapısından dolayı 400 milyon MHz, bu da kırmızı renge denk geliyor, gözle görebiliyoruz. Vücut ısınızdan dolayı sizin saçtığınız ışığın dalga frekansı ise 25 milyon MHz, bu da kızıl ötesi frekansına denk geliyor, kızıl ötesi gözlükle görebiliyoruz.

İlk yıldızlar 13,6 milyar yıl evvel oluştu. O zamandan beri evren 18 kat büyüdü. O kaynaktan gelen ışığın frekansı zayıfladı çünkü yol çok uzadı. Hidrojen atomundan beklediğimiz 1.420 MHz’lik frekans ne kadara indi sorusunun cevabını Arizona Üniversitesinden bilim insanları 2015’te buldu. Tam olarak 78 MHz. İlk yıldızları görmüş olduk. Ama o da ne? Bir şeyler tersti. Dinozor!

Size karanlık işler vaat ettim oysa yazının çoğu ışığa gitti. Şimdi sahneye Tel Aviv’den Rennan Barkana çıkıyor. Bilim insanları 78 MHz değil bunun yarısı kadar kuvvetli bir frekans bekliyorlardı. Barkana frekansı iki katına güçlendirenin ne olduğunu buldu. Bu karanlık madde olmalıydı. Karanlık madde evrenin yüzde 27’sini oluşturan ve ilk kez Vera Rubin tarafından 1970’te keşfedilen ışıkla temas etmeyen esrarengiz bir madde. Rubin, galaksilerin dışa doğru olan yıldızlarının beklenenden çok daha hızlı döndüğünü, normalde bu yıldızların galaksisinden kopup kaçması beklenirken yörüngede kaldıklarını gözlemlemişti. Açıklama olarak görünen maddenin kütleçekimine ek görünmeyen maddenin kütleçekimini yani ‘karanlık madde’yi keşfetmişti. Barkana ilk yıldızlardan gelen bu beklenmedik güçteki radyo sinyalinde karanlık maddenin katkısı olduğunu öne sürdü ve karanlık maddenin gözlemlenmesinde çığır açtı.

Evrenin sırlarını çözmeye radyo astronomisi sayesinde bir adım daha yaklaşıldı. O zaman 78 MHz bandında Radyo Evren’de ‘İlk Yıldızlar’ albümünden ‘Karanlık Madde’ adındaki şarkı okuyucularım için gelsin yani Avustralya’nın batısında bulunan çöldeki binlerce okuruma.

 

Siz de yorumunuzu yapın

Tüm Yorumları Görün
Yorum Yapmak için üye girişi yapın!Yorum yapabilmek için üye girişi yapmanız gerekiyor...
Üye Girişi yapmak için Tıklayın