- NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope, Hubble Space Telescope’un evrenin genişleme hızına ilişkin ölçümlerini yeniden doğrulayarak, önceki Hubble ölçümlerine dair kalan soru işaretlerini azalttı
- Evrenin genişleme hızı olan Hubble constant, evrenin evrimini ve nihai kaderini anlamak için temel parametrelerden biri; gözlemsel değerlerle Büyük Patlama’nın kalıntı ışımasına dayalı tahminler arasında ise Hubble Tension sürüyor
- Dünya’dan yaklaşık 130 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 5468 görüntüsü, Hubble ve James Webb uzay teleskoplarından gelen verilerin birleştirilmesiyle oluşturuldu
- Hubble, NGC 5468’de Cepheid variable stars tespit etti; bu galaksi, Hubble’ın Cepheid değişen yıldızlarını doğruladığı en uzak galaksi olma özelliğini taşıyor
- Cepheid tabanlı uzaklık ölçümleri, aynı galaksideki Type Ia supernova ile çapraz doğrulandı; Type Ia süpernovaları ise daha derin kozmik uzaklıklara ve genişleme hızı ölçümlerine erişimi genişletiyor
Evrenin genişleme hızı ve Hubble Tension
- Hubble constant, evrenin ne kadar hızlı genişlediğini gösterir ve evrenin evrimini ile nihai kaderini anlamada kullanılan temel parametrelerden biridir
- Birden fazla bağımsız uzaklık göstergesiyle ölçülen Hubble constant değerleri ile Büyük Patlama’nın kalıntı ışımasından tahmin edilen değerler arasında kalıcı bir fark bulunuyor
- Bu fark Hubble Tension olarak adlandırılıyor
Webb’in yeniden doğruladığı Hubble ölçümü
- NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope, Hubble Space Telescope’un evrenin genişleme hızına ilişkin ölçümlerinin doğru olduğunu doğruladı
- Bu sonuçla birlikte Hubble ölçümlerine dair kalan şüpheler ortadan kalktı
NGC 5468 gözlem görüntüsü
- Gözlemlenen hedef, Dünya’dan yaklaşık 130 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 5468 galaksisi
- Görüntü, Hubble ve James Webb uzay teleskoplarından alınan verilerin birleştirilmesiyle oluşturuldu
- NGC 5468, Hubble’ın Cepheid variable stars tespit ettiği en uzak galaksi
Uzaklık merdiveni: Cepheid ve Type Ia süpernova
- Cepheid variable stars, evrenin genişleme hızını ölçmede önemli uzaklık işaretçileri olarak kullanılıyor
- Cepheidlerle hesaplanan uzaklık, NGC 5468 içindeki Type Ia supernova ile çapraz doğrulandı
- Type Ia süpernovaları son derece parlak oldukları için, Cepheidlerin ulaşabildiği aralığın ötesindeki kozmik uzaklık ölçümlerinde kullanılıyor
- Bu yöntemle evrenin genişleme hızı ölçümleri daha derin uzaya kadar genişletilebiliyor
Görüntüde yer alan galaksi yapısı
- Merkezde önden görülen bir sarmal galaksi yer alıyor
- Dört sarmal kol, saat yönünün tersine dışa doğru kıvrılıyor
- Sarmal kollarda genç, mavi yıldızlar bulunuyor; mor tonlu yıldız oluşum bölgeleri küçük lekeler halinde dağılmış durumda
- Galaksinin merkezi daha parlak ve sarımsı; saat 11 yönünden saat 5 yönüne uzanan dar, doğrusal bir çubuk yapısı belirgin biçimde görülüyor
- Siyah uzay arka planına çeşitli kırmızımsı arka plan galaksileri serpiştirilmiş durumda
1 yorum
Hacker News yorumları
Makalede geçen kozmik uzaklık merdiveni, bilimde en sevdiğim konulardan biri
Çok uzak gök cisimlerine olan mesafeyi nasıl bildiğimiz basit bir mesele değil; tarihi de ilginç
Başlangıç noktası Dünya ile Güneş arasındaki uzaklıktı ve 1672'de Richer ile Cassini %10 hata payının altına inene kadar kimse bunu doğru düzgün bilmiyordu. Sonrasında 1769'da James Cook'un Tahiti yolculuğunda, Venüs geçişinin Dünya'nın karşı tarafından gözlemlenmesiyle daha da hassaslaştı
Ardından temel geometriyle, Dünya Güneş'in etrafında dönerken yakın yıldızların biraz yer değiştirmesi olan paralaks gözlemlenebilir; ancak bu yöntem yalnızca yaklaşık 10 bin ışık yılına kadar işe yarar
Daha sonra Sefeid değişenleri (Henrietta Swan Leavitt, 1908) ve Tip Ia süpernovalar (Subrahmanyan Chandrasekhar, 1935) gibi inanılması güç ölçüde elverişli astrofiziksel yöntemler keşfedildi; böylece merdivende birkaç basamak daha yukarı çıkılabildi. Daha uzaklarda ise kırmızıya kayma ile uzaklık arasındaki ilişki önem kazanır ve evrenin sınırlarına kadar uzanır
https://www.uwa.edu.au/science/-/media/Faculties/Science/Doc...
Gerçek değer yaklaşık 400 kat; ama elinde ne mercek ne de pi sayısı vardı ve ölümünden sonraki 1800 yıl boyunca Dünya merkezli modelin kabul gördüğü düşünülürse bu şaşırtıcı
https://en.wikipedia.org/wiki/Aristarchus_of_Samos#Distance_...
Terence Tao'nun kozmik uzaklık merdiveni videosu da iyi: https://www.youtube.com/watch?v=7ne0GArfeMs
Bu yüzden mekiğin adı da İngiliz yazımıyla kullanılıyor; Apollo 15'in komuta modülünün adı da aynı kökene sahip. Geçen hafta ISS'ye varan SpaceX Crew Dragon da mekiği izleyerek Endeavour adını taşıyor
Endeavour mekiği California Science Center'da; yakın zamanda harici yakıt tankı ve iticilerle birlikte “stacked” hale getirildi, bu yüzden tekrar yakından yaklaşarak görebilmek için birkaç yıl gerekebilir. Altından yürüyebildiğiniz zaman çok daha etkileyiciydi
Hubble, fırlatıldığında aynanın üretim hatası nedeniyle görüşü bozulmuştu; 1993'teki STS-61 görevinde Endeavour bunu düzeltti
Örneğin 1350 civarında dönemin en ileri astronomisinin ne olduğu gibi şeyleri okumak isterim; önerisi olan varsa çok merak ederim
İlgili bilim insanları her basamaktaki hatayı biliyor ve hesaba katıyordur, ama bunu parçalarına ayırarak gösteren bir analiz görmek isterdim. Başta Sefeid değişenleri nedeniyle belirsizliğin büyük olacağını düşünmüştüm, ama gerçekte ne kadar iyi kontrol edildiğini tam bilmiyorum
https://www.youtube.com/watch?v=FGwmAEMabm4&t=1
Bu konunun arka planını kısaca özetlersek, evrenin genişleme hızı olan Hubble sabitini bulmanın en az iki yolu var.
Biri, erken evrendeki belirli koşullardan kaynaklanan kozmik mikrodalga arka planındaki (CMB) dalgalanmaları kullanarak bugünkü genişleme hızını çıkarsamak; diğeri ise çok uzak galaksilerin uzaklıklarına ve bizden uzaklaşma hızlarına bakarak hesaplamak.
Teoride ikisinin aynı değeri vermesi gerekir. Başta iki yöntemin sonuçları farklıydı ama hata çubukları büyük olduğu için örtüşüyordu; ölçümler daha hassaslaştıkça ortak bir değere yakınsayacağı bekleniyordu.
Ancak CMB ölçümü 67 ± 0,5 düzeyine kadar hassaslaştı; galaksi uzaklığı/hızı yöntemi ise 73 ± 1 seviyesine geldi ve artık birbirleriyle örtüşmüyor. Bu uyuşmazlık Hubble gerilimi olarak adlandırılıyor ve kozmolojinin en çetrefilli sorunlarından biri.
Olası açıklamalar CMB dalgalanmalarının ölçümünde hata, uzak galaksilerin uzaklık ya da hız ölçümlerinde hata veya fizik anlayışımızda eksik kalan bir şey olması. Bu son sonuç, Hubble’a ek olarak farklı dalga boylarında gözlem yapan James Webb verilerini de kattı ve Hubble ölçümleriyle iyi uyum gösteriyor.
Ama bu, Hubble gerilimini çözmüş değil. Bunun yerine uzak galaksi tarafındaki sonucun Hubble’ın ölçüm hatasından kaynaklandığı şüphesini neredeyse ortadan kaldırıyor. CMB ölçümlerinin de oldukça güvenilir olduğu düşünülürse, artık bunun bir ölçüm sorunu değil, yanlış anladığımız bir fizik ya da yeni keşfedilmesi gereken bir fizik olduğu şeklinde yorumlanma olasılığı yüksek.
Hubble verilerini Lorentz faktörüyle normalize edince yeniden sabit bir genişleme hızı çıkıyor: https://www.desmos.com/calculator/llhnja1ocb
Hubble, galaksilere Doppler etkisini uygulama konusunda çok temkinliydi ve kırmızıya kaymayı uzaklaşma hızı olarak yorumlamaya karşıydı. 1953’te ikisi de hayatını kaybetmeden bir yıl önce, Robert Millikan’ı da kırmızıya kaymayı evrenin genişlemesi olarak gören yorumun muhtemelen yanlış olduğuna ikna etmişti.
Hubble, Observational Approach to Cosmology[+] kitabının sonunda şöyle yazmıştı: “Uzaklaşma etkenini bir kenara bırakırsak ve kırmızıya kaymalar esasen hız kaymaları değilse, tablo basit ve makul olur. Genişlemeye dair kanıt yoktur, zaman ölçeği kısıtı yoktur, uzay eğriliğine dair iz yoktur ve uzaysal boyutlara dair bir sınır yoktur…”
[+] https://ned.ipac.caltech.edu/level5/Sept04/Hubble/paper.pdf
Kaynak: https://plasmauniverse.info/people/contributors.html
Sayısal olarak kabaca uyduğu söyleniyor ve başlıca destekçisi bunu döngüsel evren modelini meşrulaştırmak için kullanmak istiyor gibi görünüyor. Doğru anladıysam, daha uzun, yani galaksi genişlemesi zaman ölçeğine sahip standart Büyük Patlama’yla da bağdaşabilir gibi duruyor.
Her hâlükârda fizik, o kara cisim ışımasının ne olduğunu da açıklamak zorunda.
Başlıkta ya da özette bunun açıkça en başta belirtilmesi gerekirdi. Orijinal metin “Webb & Hubble evrenin genişleme hızını doğruladı”, “Hubble’ın keskin gözünün hep doğru olduğu doğrulanarak Hubble ölçümleri üzerindeki kalan şüpheleri giderdi” gibi yazıldığı için sanki çözülmüş gibi görünüyor.
Daha doğru bir başlık “Webb, Hubble’ın evrenin genişleme hızı ölçümünü doğruladı” gibi bir şey olurdu ama muhtemelen daha az ilgi çekici olurdu.
Bir süre Hubble gerilimini çözmenin en basit açıklaması olarak Hubble teleskobunun ölçümlerinin yanlış olduğu umudu vardı.
Ama öyle olmadı; aksine gizem daha da derinleşti. Kesin bilmiyorum ama Hubble’ın tahmini epey uzun süredir yaygın kabul görmüş gibi ve ben bu konuyu genel kültür düzeyinde öğrenmeye başladığımdan beri evrenin yaşı için 13,8 milyar yıl ifadesini kullanıyorum.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law#Determining_the...
Altyazı: “Son gözlemlerdeki[54] ölçüm belirsizlikleriyle birlikte Hubble sabiti değerleri ((km/s)/Mpc)”
2003’teki ilk WMAP sonuçları 13,7 milyar yılı desteklemişti; sonraki sonuçlar bunu biraz 13,8 milyar yıl tarafına yükseltti. Elbette tüm sonuçlarda hata çubukları var.
Bunu daha önce de sormuştum ama iyi bir yanıt alamadığımı düşündüğüm için tekrar sormak istiyorum
Galaksilerin bizden ivmelenerek uzaklaştığını nasıl biliyoruz? Çoğu zaman, sadece daha uzak galaksilerin daha hızlı uzaklaşıyor gibi görünmesi gözleminin ivmelenme anlamına geldiği söyleniyor
Ama ivmelenme olmasa da aynı gözlem ortaya çıkamaz mı? Evrendeki cisimlerin Dünya’ya göre rastgele yönlerde ve hızlarda hareket ettiğini varsayarsak, yeterince zaman geçince başlangıçta bize doğru gelen cisimler bile uzaklaşıyor gibi görünebilir. Ayrıca hızlı hareket eden cismin en uzakta olması, hızın tanımı gereği zaten doğal
Kısacası galaksiler ivmelenmese bile, daha uzak galaksilerin daha hızlı geri çekiliyor gibi göründüğünü görebiliriz
Galaksilerin hızını ölçme yöntemimiz fiilen yalnızca kırmızıya kayma gibi görünüyor. Bu kadar uzak mesafeleri üçgenleme ile ölçmek imkânsız ve zaman ölçekleri de bir engel olduğundan, kırmızıya kayma hesabını başka bir yöntemle doğrulamanın yolu yok
Eğer kırmızıya kayma başka bir etkiden, örneğin ışığın milyonlarca yıl boyunca boşluktan geçerken “bozulması” gibi bir olgudan kaynaklanıyorsa tüm hesaplar geçersiz olur
Bunu birkaç kez sordum ama yanıtlar genelde “ışığın kırmızıya kaymasının başka bir nedenini bilmiyoruz” ya da “mevcut kuramsal çerçeve tutarlı” türündeydi. Tutarlılığı doğrulayacak başka ölçümler olmasa bile
Büyük Patlama ile ilişkili genişleme teorisi, çok uzak galaksilerin daha genç oldukları için bileşimlerinin farklı olacağını öngörüyordu; bu öngörü başarısız oluyor gibi. Yine de gözlem araçları geliştikçe ileride daha doğru yanıtlar verebilir
Ondan önce de uzaklaşıyorlardı, ancak hızları artmıyor azalıyor; yani yavaşlayan genişleme durumundaydı
Daha uzak galaksilerin daha hızlı uzaklaşıyor gibi görünmesi gözlemi, evrenin genişlediğini söyler; ama tek başına bu genişlemenin hızlanan mı, yavaşlayan mı, yoksa ikisi de olmayan bir genişleme mi olduğunu söylemez
Genişleme oranının zamanla nasıl değiştiği, her galaksi için kırmızıya kayma, parlaklık ve açısal boyut adlı üç gözlemsel değerin ilişkisi karşılaştırılarak incelenir. Kozmologlar bu ilişkiyle evrenin genişleme tarihini modeller ve son birkaç milyar yılın hızlanan genişleme, ondan öncesinin ise yavaşlayan genişleme olduğu sonucuna varır
Rastgele yön ve hızlara sahip cisimler senaryosunda, evren genelinde cisimler arasındaki ortalama mesafenin büyük ölçüde statik bir sonuç vermesi gerekir. Çünkü sonsuz uzaklıklardan sonsuz sayıda cisim geleceğinden, çevrede her zaman cisimler bulunmalıdır
Muhtemelen bir kutunun içine cisimler koyup onlara rastgele vektörler verdikten sonra kutuyu kaldırdığınız bir durumu hayal ediyorsunuz. O zaman hepsi başlangıçtaki kutu sınırlarının dışına çıkarak birbirinden uzaklaşır; ama evren böyle işlemiyor
Uzayın genişlediğine dair başlıca dayanak, uzaklaşan cisimlerin hızının kırmızıya kayma ile ölçülmesidir. Dünya’dan aynı uzaklıkta ama uzayın karşı taraflarında bulunan cisimler neredeyse aynı ölçülen hızla uzaklaşır
Mevcut gözlemleri açıklayan yerleşik teori, uzayın genişlemesi dışında fiilen yok. Her şeyi anladığımızı düşünmüyorum, ama bu belirli ölçümde neredeyse kuşku yok. Uzay genişliyor ve bunun sonucunda tüm cisimlerin mesafeyle orantılı olarak uzaklaşması etkisi ortaya çıkıyor
Evrenin genişlemesi dediğimiz kırmızıya kaymayı açıklayacak ölçüde, galaksilerin büyük ölçeklerde rastgele yönlerde ve rastgele hızlarla hareket ettiğine inanmak için bir neden yok
Önerdiğiniz açıklama doğru olsaydı, çok uzakta olup bize doğru çok yavaş hareket eden galaksiler de görmemiz gerekirdi; ayrıca yakında olup çok hızlı giden bir galaksinin aslında çok uzaklardan yola çıkmış olması da mümkün olmalıydı. Cisimlerin yerel evrenimizin dışından içeri girmesi gerekirdi; böyle bir şey olmuyor
Süperküme içinde kütleçekimi uzay-zaman genişlemesini yener ve bizi bir arada tutar; en azından şimdilik böyle
Dr. Becky, bir yıl önceki videosunda genişleme oranını ölçmenin iki ana yöntemini, yani kozmik mikrodalga arka planı ve süpernova ölçümlerinin farklı sonuçlar vermesi sorununu ele alıyor
Her yöntemin doğruluğu arttıkça nihai sonuçlar tersine daha da ayrıştı
[0] 'theJWST just made the "Crisis in Cosmology" WORSE'
https://www.youtube.com/watch?v=hps-HfpL1vc&t=858s
Şahsen yorgun ışık teorisinin gerçekleri daha iyi açıkladığını düşünüyorum, ama bir paradigma değişimi gerektirdiği için devrime kadar çok direnç olacaktır
Başlık makaleden aynen alınmış olsa bile, “Yeni veriler Webb ve Hubble teleskoplarının evrenin genişleme oranı konusunda birbiriyle uyuştuğunu, ancak kozmik mikrodalga arka planına dayalı ölçümlerle uyuşmadığını gösteriyor” şeklinde değiştirmek daha iyi olur
Başlık “Hubble geriliminin ölçüm hatasından kaynaklanmama olasılığı çok yüksek” gibi bir şey olsa iyi olurdu
Yeni ölçüm bir şeyi açıklığa kavuşturuyor ya da belirsizliği gideriyor gibi görünmüyor; sadece zaten var olan Hubble ölçümünü doğruluyor. Hubble gerilimi hâlâ çözülmesi zor bir sorun olarak duruyor
Bilim insanlarının başlangıçta ölçüm hatası sandığı bir başka ilginç uyumsuzluk da Axis of Evil
1990’larda fırlatılan ilk uzay teleskobu Cosmic Background Explorer(COBE), CMB haritası çıkardı; bu haritada CMB’nin Güneş Sistemi düzlemiyle çok hassas biçimde hizalandığı ve tesadüfle açıklanması zor bir örüntü vardı. Bu, Dünya’nın ve Güneş Sistemi’nin özel olmadığı, evrende hiçbir konumun özel olmadığı yönündeki Kopernik ilkesine aykırı
Bilim insanları bunun COBE teleskobundan kaynaklanan bir anomali olduğunu düşündü ve bir sonraki uzay teleskobunda ortadan kalkacağını sandı
2001’de fırlatılan Wilkinson Microwave Anisotropy Probe(WMAP), CMB’yi daha hassas ve daha yüksek çözünürlükle görüntüledi, ama anomali aynı kaldı. Yine de ölçümlerde ya da hesaplamalarda bir şeylerin yanlış olduğunu düşünüp CMB’yi ölçecek üçüncü uzay teleskobuna umut bağladılar
2009’da fırlatılan Planck Surveyor daha hassas ölçümler yaptı, ancak anomali bugüne kadar varlığını sürdürüyor. Bu yüzden bu anomali “Axis of Evil” adını aldı ve evrene dair anlayışımıza meydan okuyor
Hubble gerilimi ve son JWST ölçümleri etrafındaki tartışmaları tanıtan Dr. Becky’nin 16 dakikalık videosunu öneririm
Konuyu genel izleyiciye iyi açıklıyor: https://www.youtube.com/watch?v=hps-HfpL1vc
Eski bir video olsa da hâlâ geçerli; JWST keşiflerini ve hâlâ süren çelişki noktalarını iyi anlatıyor
20, 50, 100, 500 yıl sonra insanlığın 20–21. yüzyıl bilimini, bugün bizim 16–17. yüzyıllara baktığımız gibi değerlendireceğinden %1000 eminim
Bazı kısımları genel olarak doğru çıkmış olacak, ama çoğunu hatalı, eksik ya da önceki modellerden türemiş hayallere yakın şeyler olarak göreceğiz
Hep böyle oldu; bu sefer de farklı olmayacak gibi. Her dönemde insanlar evreni neredeyse tamamen anladıklarını düşündü. 20. yüzyılın başında da bilimin büyük ölçüde tamamlanmış sayıldığına dair bir şey okuduğumu hatırlıyorum; görelilik ve kuantum fiziğini düşününce sonucu hepimiz biliyoruz
Kişisel olarak evrenin yalnızca 15 milyar “yıldan” bile genç olduğu fikrini kabullenmekte zorlanıyorum. O sırada büyük bir kozmik olayın, yani BANG’in olmadığı anlamına gelmiyor; ama bunun “her şeyin başlangıcı” olduğunu düşünmüyorum. “Tanrı evreni yarattı” tarzı düşünceye çok benzer geliyor
Bilim insanları “kuark” ya da “karanlık enerji” diyor, ama bunlar daha çok “ne yaptığını bir ölçüde biliyoruz, ama gerçekte ne olduğunu bilmiyoruz” anlamına gelen yer tutucular gibi
100 ya da 500 yıl sonra kuantum mekaniği ve genel görelilik de daha derin bir teorinin yaklaşımı ya da gölgesi olarak ortaya çıkacak. Ama bu, öngörülerinin inanılmaz derecede isabetli olduğu gerçeğini değiştirmiyor
Gerçekliğe dair anlayışımız sadece ileri gitmiyor; gerçek hakikate asimptotik olarak yaklaşıyor. Yeni bir teori kavramsal çerçeveyi tersyüz edebilir, ama eninde sonunda ondalık basamak ekleyen bir biçimde olmalı. Aksi hâlde mevcut teoriden daha kötü bir teori olur
Daha iyi sayılarla “yaklaşık 20 milyar yıl” gibi bir şey söylenebilir, ama “gerçek sayı”nın 100 milyar yılı ya da 50 milyar yılı aşmasının zor olduğu oldukça açık görünüyor
Kozmik uzaklık merdiveni ilginizi çekiyorsa David Butler’ın YouTube serisi “How far away is it?” harika
Kozmik uzaklık merdiveni boyunca mesafelerin nasıl tahmin edildiğini, tarihini ve örneklerini ayrıntılı biçimde ele alıyor; şiddetle öneririm
https://www.youtube.com/playlist?list=PLpH1IDQEoE8QWWTnWG5cK...