Science 🔭

Kainatın qaranlıq üzü – Qaranlıq Enerji və ya hər şeyin sonu

Keçən yazımızda kainatın qaranlıq üzü olan Qaranlıq maddədən bəhs etmişdik. Həmin yazıda kainatda olan cisimlərin nəzəriyyədə necə yaranması, hərəkət etməsi və kainatdakı mexanizmlərin necə formalaşdığını göstərmişdik. Əgər həmin yazını oxumamısınızsa, bu məqaləyə davam etmədən öncə buradan məqaləni oxumağınızı tövsiyə edirik. Bu dəfə kainatın digər qaranlıq üzü olan Qaranlıq enerjidən söz açacağıq. Bu, fizikanın ən dərin, kainatı tam kəşf edib dərk etməyimizə əngəl olan ən böyük məvhumlarından biridir. 

Keçən yazımızdan da xatırladığınız kimi elm adamları kainatın yaranmasını Böyük partlayış (Bing Bang) nəzəriyyəsi ilə izah edirlər. Onlara görə partlayışın gücü ilə mövcud olan bildiyimiz və bilmədiyimiz bütün maddələr çox böyük sürətlə yayılmağa və genişlənməyə başladılar. 13.7 milyard il əvvəl meydana gəldiyi təxmin edilən bu partlayışdan sonra qalaktikalar, planetlər və digər göy cisimləri yarandı. Bu nəzəriyyəyə görə kainat bir müddətdən sonra artıq genişlənmə sürətini azaltmalı və geriyə doğru yığılmalı idi. Elm adamlarının hesablamalarına görə bu əslində partlayışdan 8 milyard il sonra başlamalı idi. Lakin 1998-ci ildəki Tip 1a Supernova adlı araşdırmada məlum oldu ki, əslində kainatın genişlənmə sürəti azalmır, əksinə daha da sürətlənir. Bununla da alimlər Böyük Çöküş (Big Crunch) nəzəriyyəsini bir kənara qoyub digər nəzəriyyələr üzərində çalışmağa başladılar. Kainatın hər keçən zaman ərzində daha sürətlənməsinin səbəbini izah etmək mümkün olmurdu. Lakin kainatdakı bir qüvvə cazibə qüvvəsinə qarşı gələrək genişlənməni daha da artırırdı. Nyutonun cazibə qüvvəsi qaydalarına görə mərkəzdən uzaqlaşdıqca cazibə qüvvəsi azalmalı və ətrafında hərəkət edən cisimlərin sürəti azalmalı idi. Lakin kainatda bu qanun işləmirdi və alimlər buna səbəb olan şeyin nə olduğunu tam anlamadıqları üçün ona Qaranlıq maddə və Qaranlıq enerji adı verdilər. Qaranlıq maddə və Qaranlıq enerji bir birindən tamamilə fərqlidir. Kainatın genişlənməsinə səbəb Qaranlıq enerjidir. Qaranlıq maddə isə müşahidə edə bildiyimiz qalaktikaların, planetlərin hərəkətini sistemli şəkildə təmin edən bir anlayışdır. Onları müşahidə etmək olmur, nə olduğu təyin etmək mümkün deyil, amma varlıqlarını nəzəri və riyazi olaraq təsdiqləyə bilirik.

Tip 1a Supernova

Qaranlıq enerjiyə keçmədən öncə Supernovanın nə olduğunu bilmək lazımdır. Keçən əsrin 90-cı illərində iki qrup alim kainatın bütün taleyini öyrənmək üçün bir biri ilə rəqabətə girirlər. Onlar dünyada mövcud olan bir sıra teleskoplardan istifadə edərək bir ulduzun ölümünü müşahidə etməklə buna aydınlıq gətirəcəyinə inanırdılar. Ancaq bu ulduz adi ulduz deyildi. Kainatda həyatının son anlarında olan, nüvə enerjisi bitmiş və günəşimizə bənzər qırmızı rəng alan ulduzlar yavaş yavaş “ağ cücə”lərə çevrilir. Bu mərhələdə çox böyük hədlərdə genişlənən ulduz içinə doğru çökməyə başlayır. Daha sonra ulduzun ətrafındakı helium qazı çox böyük təzyiqə məruz qalır və bir müddət sonra partlayır. Bu hadisədən sonra ulduzun kütləsinin əksəriyyəti kainata yayılır və geridə qalan, demək olar ki, sadəcə nüvədən ibarət olan hissəyə isə “ağ cücə” deyilir.

Ancaq alimlərin müşahidə etdikləri ulduzun partlama anında başqa ulduz qonşusu vardı. Bu ulduz daha cavan idi və həmin “ağ cücə”yə öz kütləsinin bir qismini ötürürdü. Bir nöqtədən sonra isə “ağ cücə”nin də kütləsi həddindən artıq çoxalır və partlayır. Buna da Tip 1A Supernova deyilir. Supernovalar çox nadir baş verən hadisələrdir. Bizim qalaktikamızda ən son supernova 400 il əvvəl baş vermişdi. 1604-cü ildə baş verən hadisə ilk dəfə olaraq Johannes Kepler tərəfindən kəşf edilmiş və buna görə də onu Kepler Supernovası da adlandırırlar. 90-cı illərdə alimlər Betelgeuse adlı ulduzun son mərhələsində partlayacağını gözləyir, yaranacaq Supernova ilə kainatın necə yaranmasına dair fikirlərə sahib olacaqlardı. Ancaq ulduz partlamadı və nəticədə alimlər başqa qalatkilarda Tip 1A Supernovaları müşahidə etmək üçün istiqamətlərini dəyişdilər. Onlar bu cür supernovaları dərk edərək onların yaşını hesablamağı və bununla da kainatın genişlənməsi prosesini izah etməyi ümid edirdilər. 

Qaranlıq enerji

Qaranlıq enerjini anlamaq üçün ən əvvələ, yəni Böyük partlayışa getmək lazımdır. Nəzəriyyəyə görə Böyük partlayışdan əvvəl heç nə yox idi. Sadəcə enerji mövcud idi. Bu enerji daha sonra bilinməyən səbəbdən yığılmağa başlamış və iynə dəliyi böyüklüyündəki nöqtəyə çökərək Böyük partlayışı yaratmışdı. Böyük partlayışdan sonra bilinən maddələr; bozonlar, quarklar, ardınca proton və neytronlar; daha sonra hidrogen kimi ibtidai atomlar; kainatın hər yerini əhatələyən hidrogenlərin toplanması nəticəsində ulduzlar; ulduzlar toplanaraq qalaktikaları; novalar və supernovalar; dəmirdən daha ağır elementlər; planetlər; Dünyamız və onun içindəki həyat meydana gəlir. Lakin kainatı müşahidə edən alimlər gözlənilməz nüanslarla üzləşirlər. Nəzəriyyəyə görə parlayışın üstündən 13.7 milyard il keçib, bu müddət ərzində böyük cazibə qüvvəsi yaradacaq çox iri həcmli göy cisimləri də əmələ gəlib. Bu cisimlərin yaratdığı cazibə qüvvəsi bir nöqtədən sonra kainatın genişlənməsini yavaşlatmalı idi. Ancaq müşahidələr sırasında alimlər qəribə nəticələrə gəlməyə başladılar. Kainat genişlənirdi, ancaq bu genişlənmə dayanmırdı, əksinə daha da sürətlənirdi. Qaranlıq maddə Qaranlıq enerjidən əvvəl kəşf olunmuşdu və kainatın bu maddədən təşkil olunduğu düşünülürdü. Qaranlıq maddə özündə böyük cazibə qüvvəsi daşıyırdı. Lakin alimlər daha sonra anladılar ki, kainatda mövcud olan nəsə bu böyük qüvvəyə qarşı gəlir, hətta kainatın genişlənmə sürətini də artırır. Sanki bir “anti-cazibə” qüvvəsi yaradan “nəsə” bir birinə yaxınlaşmaq istəyən cisimləri bir birindən uzaqlaşdırır, onlara böyük sürət qazandıraraq bir birindən ayırırdı.

Kainatın Böyük partlayış (Big Bang) nəticəsində yaranması və genişlənməsi

Burada bu məsələni aydınlaşdırmaq üçün fizika və riyazi hesablamalara üz tutulur. Hesablamalara görə bu qədər sürətli genişlənmə üçün kainatında bilinəndən daha çox dolu olması lazımdır. Bizim gördüyümüz, müşahidə etdiyimiz və hesablaya bildiyimiz kainat cisimləri (planetlər, ulduzlar, qalaktikalar) kainatın sadəcə 4.6-4,8 %-ni əhatə edir. Qalan hissəni alimlər Qaranlıq maddənin varlığı ilə izah etmək istəsələr də, onun yaratdığı cazibə qüvvəsinə görə hesablandıqda kainatın 21-24%-ni əhatə etdiyini üzə çıxardılar. Geri qalan 70-71%-lik hissənin nə olduğunu isə alimlər izah edə bilmirlər. Buna da Qaranlıq enerji adı verildi.

Mənbə: NASA

Onun Qaranlıq enerji adlandırılmasının səbəbləri müşahidə oluna bilinməməsi, bir şeyə bənzədilməməsi və s. deyil. Ən təməl səbəb onun haqqında ümumiyyətlə heç nə bilinməməsidir. Biz onu sadəcə riyazi hesablamalar nəticəsində görə və müşahidə edə bilirik. Və ya təsəvvür edə bilirik. Qaranlıq maddənin nə olduğunu alimlər yeni-yeni anlamağa başlayıblar, lakin Qaranlıq enerji elə bir qüvvəyə sahibdir ki, kainatın böyük sürətlə genişlənməsinə səbəb olur. Sanki kainatda bu iki qüvvə arasında böyük bir savaş var və Qaranlıq enerjinin bu savaşda qalib gəlməsi kainatda olan bütün cisimləri bir birindən ayıraraq onları təkliyə məhkum etməsinə və onların məhv olmasına səbəb olacaq.

Qaranlıq enerji ilə bağlı nəzəriyyələr

Qaranlıq enerji ilə bağlı ilk fikirləri Albert Einstein önə sürmüşdü. 1917-ci ildə sahə dəyərlərinə yeni sabit əlavə edir. Bu sabiti “kosmoloji sabit” adlandırır və yunan əlifbasının lambda hərfi ilə işarələyir. Albert Einstein öz nəzəriyyəsində bu vəziyyəti belə izah edirdi: Ona görə boş səma bir vakuum enerjisi yaradırdı və kainatı sabit saxlayırdı, yəni nə genişləndirir, nə də çökdürürdü. Einstein bunu özünün Nisbilik nəzəriyyəsindəki hesablamalarla bağlayıb izah edirdi. Einstein həmin dövrlərdə kainatın genişləndiyini bilmirdi. Daha sonra Einstein kainatın genişləndiyini anlayır və bu sabiti öz nəzəriyyəsindən çıxarır. 1934-cü ildə isə bunu özünün ən böyük xətası adlandırır. Supernovaların müşahidələrindən sonra bu sabit yenidən gündəmə gəlir. Çünki hesablamalara kosmoloji sabiti daxil etdikdə kainatdakı “boş sahələrin” enerji yaratdığı üzə çıxır. Bu enerji kainatın özünün xüsusiyyəti olduğu üçün kainat genişləndikcə azalmır. Nəticədə kainat genişləndikcə daha çox “boş sahə” ortaya çıxarır, bu da daha çox enerji yaranmasına səbəb olur. Daha çox enerji isə kainatında daha da sürətlə genişlənməsinə səbəb olur. Alimlər hələ də Qaranlıq enerjinin əsl təbiətini anlamaqda çətinlik çəkir, onun niyə orada olması, necə bu qədər enerji yaratması, kainatın demək olar ki, 3/4-nü əhatə etməsini dərk etmir. Alimlər nəyə görə kosmoloji sabitin orda olmasının vacibliyini anlamır, halbuki bu sabit kainatın niyə genişləndiyini riyazi olaraq üzə çıxara bilir. 

Başqa bir nəzəriyyə isə Kvant fizikası ilə əlaqələndirilir. Nəzəriyyəyə görə “boş səma” əslində müvəqqəti zərrələrdən (parçacıqlardan) ibarətdir, yəni onlar davamlı olaraq yaranır və yox olur. Amma fiziklər daha sonra bu hadisənin nə qədər enerji yaratdığını hesablayanda aldıqları nəticələr bu nəzəriyyənin çox yanlış olduğunu göstərir. Onların əldə etdiyi nəticə müşahidə ediləndən 10120 dəfə böyük idi. Yəni 1 və yanında 120 ədəd sıfır. 

Digər nəzəriyyə isə bir başa olaraq Qaranlıq maddə ilə bağlıdır. Əvvəl də qeyd etdiyimiz kimi, alimlər supernovaları izləyərkən anlayırlar ki, 13.7 milyard il əvvəl meydana gələn kainat 5 milyard il əvvəldən etibarən yavaşlamalı, bir nöqtədə dayanmalı və çökməli idi. Ancaq 5 milyard il əvvəl kritik bir mərhələ geridə qoyulur və kainat birdən birə böyük sürətlə genişlənməyə başlayır. Buna səbəb 5 milyard il əvvələ qədər Qaranlıq maddə və normal maddələrin qravitasiya qüvvələrinin çox olması, daha sonra qeyd etdiyimiz mərhələdən sonra məsafənin artmasına görə cazibə qüvvələrinin azalmasıdır. Yəni məsafəni iki qat artırdıqda, cazibə qüvvəsi 4 dəfə azalır. Onların bir birindən uzaqlaşmasının səbəbi kimi də Qaranlıq enerjini göstərirlər. Yəni bir növ Qaranlıq maddə Qaranlıq enerjiyə məğlub olur. Çünki cazibə qüvvəsi azaldıqca anti-qravitasiya qüvvəsi artır, sanki bir qüvvə digərinin enerjisini ələ keçirir. Sadə misal ilə izah etsək, iki qalatika bir birindən uzaqlaşdıqca aralarında məsafə boşalır, həmin boş sahə daha çox enerji yaradır və iki qalaktikanın bir birindən uzaqlaşma sürətini daha da artırır.

Bütün yuxarıda qeyd olunanlar nəzəriyyə və fərziyyələrdir. Qaranlıq enerjinin nə olduğu haqqında heç kimin bir fikri yoxdur. Onun varlığını sadəcə riyazi hesablamalarla görə bilirik, müşahidə edə bilmirik, necə hərəkət etdiyini görmürük, təsirlərini tam anlamırıq. Günümüzdəki texnologiya hələ ki, buna imkan vermir. Yəqin ki, Qaranlıq maddənin nə olduğunu bir neçə ildən sonra tam anladıqda, Qaranlıq enerjini də başa düşmək üçün bir yol açılacaq. Lakin qeyd edək ki, hər iki fenomen ilə bağlı səsləndirilən nəzəriyyə və fikirlər konkret araşdırmalara, riyazi və fiziki hesablamalara əsaslanır.

Bizi telegramda izləməyi də unutmayın:  👉🏻 t.me/sciencearc

İstifadə olunan mənbələr:

What's your reaction?

Excellent
3
image/svg+xml Happy
1
In Love
0
Wow
0
Funny
0
Azimoff
Academic researcher, writer, blogger

    You may also like

    More in:Science 🔭

    Comments are closed.