Science

Kainatın qaranlıq üzü – Qaranlıq maddə və ya hər şeyin başlanğıcı

Yaxın keçmişə nəzərə salsaq görərik ki, bütün insanlıq dünyanın kainatın mərkəzində olduğunu düşünürdü. Bu məsələ dəyişdirilməz və müzakirə olunmaz bir fakt kimi qəbul olunurdu və ona qarşı gələnlər isə cəzalandırılır, hətta öldürülürdü. Amma insanların arasında cəsarətli fikirlər söyləyənlər, hətta kütlənin bu səhv dünya görüşünü dəyişdirənlər var idi. Onlardan biri Kopernik idi. Təbii ki, o da Günəşin kainatın mərkəzi olduğunu deməsilə yanılırdı, amma o dövrdə inqilab kimi fikir idi. Çünki XV əsrdə bir çox insan dünyanın hətta düz olduğuna inanırdı və bunu dəyişmək çox çətin idi. Kopernik öldükdən sonra insanlar yenidən əvvəlki fikirlərinə qayıtmışdılar, lakin XVII və XVIII əsrlərdə Nyuton kimi elm adamlarının töhfələri ilə elm dünyasında yeni cığırlar açılırdı. Nyuton qravitasiya qanunu kəşf etməklə bir ulduzun ətrafında dönən bir qalaktikada yaşadığımızı söyləməyə başlamışdı. Nyutonun kəşfi elm dünyasında toxunulmaz qanun kimi qaldı. Ta ki, Albert Eynşteynin Nyutonu “səhv çıxarmasına” qədər. Nyuton deyirdi ki, dünyamızda da, qalaktikamızda da cazibə və zaman eynidir, dəyişmir. Amma Eynşteyn öz müşahidələri ilə zamanın eyni olmadığını, hətta Nyutonun qalaktikadakı zaman anlayışının tamam səhv olduğunu dilə gətirmişdi. O dönəmlərdə bunu çox ciddiyə almırdılar, amma indi Eynşteyn fizika elmində banilərdən biri sayılır.  

1998-ci ildə Tip 1a Supernova adlı araşdırmada kainatın çox sürətli şəkildə genişləndiyi aşkarlandı. Bundan əvvəl kainatin genişləndiyi bilinirdi, lakin nəzəriyyələrə görə bu genişlənmə zamanla sürətini azaldacaq və daha sonra geriyə doğru darlaşacaqdı. Amma bu araşdırmadan sonra bu nəzəriyyə öz əhəmiyyətini itirməyə başladı, çünki kainatda qəribə bir “fenomen” bu genişlənməni sürətləndirirdi. 

Bunun nə olduğunu izah etmək üçün bir sıra suallar ortaya çıxmağa başladı. Maddə necə yarandı? Kainatdakı qalaktikalar, planetlər, ulduzlar necə ortaya çıxdı? Hər şeyin təməlini qoyan bu maddə haradan gəlir?

Hal hazırda müasir astrofizika elmində bu maddələrin adını ‘Qaranlıq Maddə’‘Qaranlıq Enerji’ adlandırırlar. Bu nəzəriyyəyə görə kainatı məhz bu iki məvhum idarə edir. 

Böyük Partlayış (Big Bang)

Buna toxunmadan öncə daha əvvələ, yəni hər şeyin başlanğıcına nəzər yetirmək lazımdır. 2001-ci ildə WMAP adlı bir peyk kainatın ilk işığını kəşf etmək üçün kosmosa göndərildi. Burada haqqında danışılan işıq böyük partlayışdan təxminən 380 min il sonra yayıla biləcək həddə gələn işıqdır. Alimlərin əsas məqsədi partlayışa səbəb olan Kosmik Mikrodalğalı Radiasiyanı tapmaq idi. Çünki 1960-cı illərdə təsadüfən radio siqnallara ilişən parazitləri aşkar edən Arno Penzias ve Robert Wilson adlı iki astronavt Kosmik Mikrodalğalı Radiasiyaları təsbit edirlər.

1992-ci ildə NASAnın göndərdiyi COBE peyki bu radiasiyanın varlığını ilk dəfə dəqiq şəkildə sübut etmiş, bundan sonra kosmosa qaldırılan WMAP adlı peyk bu radiasiyanı detallı şəkildə xəritəsini işləmək üçün 9 il fəaliyyət göstərmişdir. Nəticədə kainatın “uşaqlıq şəkli” ortaya çıxmışdır.

Bu gördüyünüz əslində böyük partlayışın bir izidir. Fərqli rəng çalarlarına baxaraq astronomlar kainatın doğuşundan etibarən nələrin baş verdiyini görə bilir və onun yaşını hesablaya bilirlər. Təxminən 13.7 milyard il. Amma burada bizə təqdim edilən əsas bilgi bu deyil, kainatın 95%-dən çoxunun “qaranlıq maddə” və “qaranlıq enerji” ilə dolu olması idi. Onların belə adlandırılmalarının səbəbi insanların bunun haqqında heç bir fikri olmaması ilə bağlıdır. Bu, elə bir qüvvə və maddədir ki, hələ də müasir günümüzdə onların tərkibi, nə olması, necə yaranması və niyə orda olması izah oluna bilinmir. 

Qaranlıq Maddə

Qaranlıq maddəni izah etmək üçün də kosmosdakı sürət anlayışlarına baxmaq lazımdır.  Yer kürəsi Günəş ətrafında saatda təqribən 107.000 km sürətlə hərəkət edir. Günəş sistemi isə Süd yolu qalaktikasının ətrafında saatda 800.000 km sürətlə dönür. Ancaq bu iki sistem arasında qəribə fərqlilik var. Nyuton qanunları deyir ki, mərkəzdən uzaqlaşdıqca sürət azalmağa başlayır. Günəş sistemimizdəki planetlərin hərəkəti də bu qanuna uyğun olaraq baş verir. Bu məntiqlə qalaktika mərkəzlərinə görə uzaq olan ulduzların da dönmə sürəti də azalmalıdır. Amma müşahidələr göstərir ki, bir ulduz qalaktika mərkəzinə görə hansı uzaqlıqda olursa olsun, eyni, hətta daha da sürətlə hərəkət edə bilir.

Bunu ilk dəfə Vera Rubin kəşf etmişdi. 1960-70-ci illər arasında hamı qalaktikaların mərkəzinə diqqət yetirərkən, o qalaktikaların sərhədlərinə yaxın ulduzları müşahidə etmiş və bu məvhumu görə bilmişdi. Vera Rubin bu kəşfinin belə izah edirdi: Andromeda qalaktikası bizə ən yaxın spiral qalaktikalardan biridir. Burada işıq şüasının kənarında olan ulduzlar da sanki mərkəzə yaxınmış kimi hərəkət edirlər. Əgər onların hərəkətini təmin edən bir şey yoxdursa, deməli bir maddə var. Bu maddəni sonradan qaranlıq maddə adlandırdılar. Vera Rubinin müşahidələri bizə qalaktikaların qaranlıq maddə adlandırılan, lakin teleskoplardan görünməyən bir maddədən təşkil olunan halqanın içində hərəkət etdiklərini göstərirdi. Buradan, o, belə bir qənaətə gəldi ki, qalaktikalar boşluqda deyil, həmişə bu maddənin içində olublar. Qalaktikaların kütlələrinin böyük hissəsini də məhz bu maddə təşkil edir. Burada ən böyük problem qaranlıq maddənin bildiyimiz, gördüyümüz, müşahidə etdiyimiz heç bir şeyə bənzəməməsidir. Ona görə bu gün də həmin bu maddənin nə olduğu barədə ən kiçik fikir belə yoxdur. 

Burada sual olunur ki, əgər bu maddənin nə olduğu bilinmirsə, o zaman varlığına necə əmin ola bilirik? Bunun əsas göstəricilərindən biri ulduzların yaranmasıdır. Böyük partlayışdan sonra ulduzların yaranması üçün heç bir şərait olmadığı halda, onlar necə əmələ gəldi? Atomlar nəyə əsasən qərar verib birləşərək ulduzları əmələ gətirdilər? Bunun cavabını qismən də olsa WMAP xəritəsində görə bilərik. Xəritəyə baxdıqda görə bilərik ki, bəzi yerlərdə qaranlıq maddə çox sıxdır və atomlar da məhz burada birləşərək ulduzları əmələ gətirir. 

Higgs Bozonu və Higgs Sahəsi

1970-ci illərdə fiziklər çox qəribə bir fenomenin fərqinə vardılar. Belə ki, 4 fundamental qüvvənin ikisinin bir biri ilə çox sıx bağlılığı vardı – zəif qüvvə və elektromaqnit qüvvəsi. Bu iki qüvvə eyni nəzəriyyə daxilində təsvir oluna bilər, bu isə Standart Modeli əmələ gətirir. Standart Model dedikdə kainatda olan hər şeyi, hətta atomları belə formalaşdıran atomaltı hissəciklər nəzərdə tutulur. Bunlar da gördüyümüz bütün maddələri əmələ gətirən fermionlar və bozonlardır. Bozonlar fermionlar arasındakı qüvvə mübadiləsini təmin edən hissəciklərdir. Bozonlarla üç fundamental qüvvələr – güclü, zəif nüvə qüvvəsi və elektromaqnit qüvvələri daşınır. Qravitasiyanı isə bu model hələki bu prosesə inteqrasiya edə bilməyib. Daha doğrusu qravitasiyanın harada necə fəaliyyət göstərdiyini aşkarlaya bilmir.

Bozonlar atomun nüvəsində olan proton və neytronları əmələ gətirən kvarkları da özündə birləşdirir. Kütləsi olan ən kiçik hissəcik də budur. Burada əsas sual bu kütlənin haradan gəlməsidir. Bunun izahını Peter Higgs verir. Bu hissəciklər Higgs Sahəsi adı verilən və bütün kainatı əhatə edən, hər şeyin içində olduğu bir sahədə hərəkət edir. Onlar bu hərəkət zamanı yavaşlayaraq kütləyə sahib olurlar. Əgər onlar yavaşlamasa və işıq sürətində hərəkət etsəydilər sadəcə enerjiyə çevrilər və gördüyümüz heç bir şey yaranmazdı. Bu sahəni Peter Higgs 1960-cı illər müşahidə etmiş, lakin Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatında (CERN) 2012-ci ildə hissəciklərin toqquşdurulması ilə Higgs Bozonunu kəşf edir və bu sahənin varlığını sübut edir. Bununla da Peter Higgs 2013-cü ildə Nobel mükafatı ilə təltif olunur. 

Higgs Bozonu hər yeri əhatə edən Higgs Sahəsində əmələ gələn dalğalar ilə ortaya çıxan hissəcikdir. Bu dalğalar hissəciklərin bir-biri ilə sürətlə toqquşması zamanı yaranır. Nəticədə kütlənin qazanılmasına səbəb olan hissəcik də buradan əmələ gəlir. Higgs Bozonu məhz bu səbəbdən əhəmiyyətlidir. Alimlər düşünür ki, maddələri bir yerdə tutan qaranlıq maddəni məhz onun vasitəsilə açıqlamaq olar. Lakin hələ də bu mövzunun üstündə araşdırmalar aparılır. Əgər qaranlıq maddənin nə olduğu açıqlansa, kainatdakı hər şeyin necə yarandığını da izah etmək mümkün ola biləcək.

Kainatın sonu?

Bununla yanaşı qaranlıq maddənin daha böyük və qaranlıq bir düşməni var. Astronomlar uzaqdakı qalaktikaları, böyük partlayışın izlərini araşdırarkən qəribə bir şey kəşf ediblər. Kainat böyük partlayışdan sonra gözlənildiyi kimi 8 milyard il boyunca yavaşlayaraq genişlənir, hətta nəzəriyyəyə görə bu yavaşlama bir müddət sonra dayanacaq, daha sonra isə hər şeyin sonu olduğu kimi kainatın da sonu çökərək yox olacaqdı (Big Crunch). Amma 8 milyard ildən sonra kainat gözlənilənin əksinə daha sürətlə genişlənməyə başlayır. Bu genişlənmə arta-arta davam edir. Təxminlərə görə kainatın sürətlənməsi saatda 241 min km-dir. Alimləri düşündürən məsələ isə bunun necə baş verməsi idi. Bunun izahını hələki tapmaq mümkün olmayıb. Bu cür sürətə səbəb olan məvhuma isə “Qaranlıq Enerji” adı verilib. Kainatin 68%-ni əhatə edən, görünməyən, anlaşılmayan, amma varlığından əmin olduğumuz bu qüvvə kainatın sonu ilə bağlı nəzəriyyələrin də yaranmasına səbəb olub. Bu nəzəriyyəyə görə kainat o qədər sürətlə genişlənəcək ki, hər şey, hətta atomlar belə dartılaraq yarılacaq və sonda məhv olacaqlar. Bu isə növbəti məqaləmizin mövzusudur. 

Yeni yazılardan xəbərdar olmaq üçün bizi izləməyi unutmayın.

İstifadə edilən mənbələr:

  1. The Higgs boson – Ətraflı
  2. Dark matter – Ətraflı
  3. What Is Dark Matter? – Ətraflı

Azimoff
Academic researcher, writer, blogger

1 Comment

  1. Əla yazıdır!

Comments are closed.

0 %