James Webb Uzay Teleskobu (JWST), 2022 yılında Dünya’ya veri göndermeye başladığından bu yana astronomiyi büyük ölçüde etkiledi ve en devrimci başarılarından biri de şimdiye kadar görülen en uzak galaksilerden bazılarının gözlemlenmesi oldu. Bununla birlikte, ışık anında hareket etmediği, aksine boşlukta saniyede yaklaşık 300 milyon metre (985 milyon fit) hızla hareket ettiği için, bu galaksileri bugünkü halleriyle değil, milyarlarca yıl önceki halleriyle görüyoruz.
Dahası, evrenimizin 13,8 milyar yaşında olduğu tahmin ediliyor. Dolayısıyla, görmeyi umabileceğimiz en uzak galaksinin 13,8 milyar ışık yılından daha uzakta olmadığını varsayılıyor. Bu nokta bir tür “kozmolojik ufuk” olmalı. Ve hiçbir şey uzayda c hızından daha hızlı hareket edemeyeceği için, bu da 13,8 milyar ışık yılından daha uzakta olan ve her geçen gün daha da uzaklaşan bir galaksinin Dünya’yı etkilemesinin mümkün olmaması gerektiği anlamına geliyor. Ancak bu doğrul değil çünkü evren bu kadar basit değil.
Jades bilim insanları, en uzak ve erken galaksi olan JADES-GS-z14-0’ı tespit ettiğini açıklamıştı.
JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) ekibinin de bir parçası olan Arizona Üniversitesi astronomlarından Jake Helton Space.com’a yaptığı açıklamada, “Kozmolojik ufuk, bilgi alınabilecek maksimum mesafedir” dedi. Helton sözlerine şöyle devam etti: “Farklı tanımları olan ve çeşitli kozmolojik büyüklüklere bağlı olan birkaç farklı kozmolojik ufuk vardır. Burada en alakalı olanı, evrenin yaşı boyunca ışığın bize ulaşabileceği maksimum mesafe olan kozmolojik ufuktur. Bu, gözlemlenebilir kozmosun sınırını tanımlar.”
2024 yılının Mart ayında, JADES bilim insanları güçlü teleskobun insanlığın şimdiye kadar gördüğü en uzak ve erken galaksi olan JADES-GS-z14-0’ı tespit ettiğini açıkladı. Ancak buradaki paradoks, JADES-GS-z14-0’ın yaklaşık 33,8 milyar ışık yılı uzaklıkta yer alması. “JADES-GS-z14-0 gibi uzak bir galaksi bizden 13,8 milyar ışık yılından daha uzakta olduğu ve ışığının bize ulaşması evrenin yaşından daha fazla zaman alacağı için nasıl gözlemlenebilir?” Helton retorik olarak sordu. “Cevap evrenin genişlemesidir.”
Evren durağan değil.
Eğer evren olduğu yerde dursaydı, 33,8 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir galaksiden gelen ışığın bize ulaşması 33,8 milyar yıl sürerdi ve hepsi bu kadar olurdu. Ancak 1900’lerin başında Edwin Hubble, uzak galaksilerin birbirlerinden uzaklaştığını ve birbirlerinden uzaklaştıkça daha hızlı ilerlediklerini keşfetti. Başka bir deyişle, evren durağan değil; genişlemekte. Bu durum 1998 yılında, 20. yüzyıl sona ererken iki ayrı gökbilimci ekibinin evrenin sadece genişlemekle kalmayıp aynı zamanda genişlemenin hızlandığını gözlemlemesiyle daha da karmaşık hale geldi. Bundan sorumlu olan güç bir gizem, ancak buna “karanlık enerji” yer tutucu adı verildi.
Evrenin 13,8 milyar yıllık tarihi boyunca iki büyük ve farklı genişleme dönemi var. Bunlardan ilki, günümüzde yaygın olarak “Büyük Patlama” olarak adlandırılan ilk hızlı kozmik genişleme dönemi. Bu şişme döneminde kozmosun hacmi 10^26 (10’un ardından 25 sıfır gelir) kat artmıştır. Bu, tırnağınızın saniyede 1 nanometre büyürken birden 10,6 ışık yılı (62 trilyon mil) uzunluğa ulaşmasına eşdeğer. Bu dönemde evrene enerji hâkimdi ve bu dönem enerjinin hâkim olduğu çağ olarak biliniyor.
Büyük Patlama’dan 47.000 yıl sonra başlayan dönem izledi.
Bunu, Büyük Patlama’dan 47.000 yıl sonra başlayan madde ağırlıklı bir dönem izledi. Sonunda, evrensel genişleme kozmosun kuark ve gluonlardan protonların oluşmasına izin verecek kadar soğumasına ve ardından protonların ilk yıldızları ve galaksileri oluşturan ilk hidrojen atomlarını oluşturmak için elektronlarla birleşmesine izin verdi. Bu dönemde evrenin Big-Bang kaynaklı genişlemesi neredeyse durma noktasına kadar yavaşladı.
Madde ağırlıklı dönem, evren 10 milyar yaşından biraz daha küçükken şaşırtıcı bir şekilde sona erdi. Bu sırada evren aniden yeniden hızla genişlemeye başladı. Üstelik bu genişleme gittikçe hızlandı ve bugün bile hızlanmaya devam ediyor. Evrenin bu üçüncü önemli dönemine karanlık enerjinin egemen olduğu çağ adı verilir. Şu anda içinde bulunduğumuz çağ.
Evren genişlemeseydi, JADES-GS-z14-0 uzakta olacaktı.
Evrenin bu genişleme dönemleri sayesinde, JADES-GS-z14-0’dan gelen ışık, kaynağı şu anda 13,5 milyar ışık yılından çok daha uzakta olmasına rağmen, JWST’ye ve Dünya’ya sadece 13,5 milyar yıldır seyahat ediyor. Bu da JWST’nin JADES-GS-z14-0’ı Büyük Patlama’dan 300 milyon yıl sonraki haliyle gördüğü anlamına geliyor. Evrenin genişlemesi olmasaydı, JADES-GS-z14-0 hâlâ yaklaşık 13,5 milyar ışık yılı uzakta olacaktı, ancak yine de onu yakındaki galaksilere yaklaştırabilecek veya uzaklaştırabilecek daha küçük yerel hareketler yaşayacaktı. Ancak böyle bir galaktik hareket, evrenin genişlemesinin neden olduğu türden bir hareketin yakınında bile olmazdı.
Helton’a göre kozmolojik ufuk ya da “Foton Ufku”, evrenin genişlemesinin belirlediği bir rakam olan yaklaşık 46,1 milyar ışık yılı uzaklıkta sınırı olan bir küre. Bu, ötesinde bir galaksi “göremememiz” gereken gerçek ufuk. JADES-GS-z14-0 galaksisi gerçekten de bu ufkun içinde. Karışıklığı önlemek için, gökbilimciler aslında iki mesafe ölçüm ölçeği kullanıyorlar: evrenin genişlemesini bir faktör olarak ortadan kaldıran bir ortak hareket mesafesi ve bunu içeren bir uygun mesafe. Bu da JADES-GS-z14-0’ın ortak hareket mesafesinin 13,5 milyar ışık yılı, uygun mesafesinin ise 33,8 milyar ışık yılı olduğu anlamına geliyor. JADES-GS-z14-0 ve diğer uzak ve eski galaksiler her zaman görünür olmayacak.
Kaynak: Live Science