21 Santimetrenin Evrende Özel Bir Anlamı Var

Bob Dorough, üçün sihirli bir sayı olduğuna inanıyordu - ancak gök bilimciler bir tane seçecek olsalardı, muhtemelen 21'i seçerlerdi. Sadece herhangi bir 21 değil, 21 santimetre: bize uzaylı yaşam, evren ve her şey hakkında çok şey söyleyebilecek ışığın belirli bir dalga boyu.

Bu ışık türü, elektromanyetik spektrumun radyo dalgası kısmında yer alır ve birbirine çok yakın olan hidrojen atomlarının iki enerji durumu arasındaki geçişle üretilir. En basit haliyle, temel durumda, bir hidrojen atomunun çekirdeğinde bir proton ve etrafındaki bir "s" yörüngesinde bir elektron vardır. Her iki parçacık da spin denilen bir niceliğe sahiptir. Spinleri aynı yönü veya ters yönü gösterebilir. İlki, ikincisinden biraz daha fazla enerjiye sahiptir.

Dolayısıyla bir hidrojen atomunun protonunun ve elektronunun spini aynı yöndeyse, daha az enerjik olduğundan zamanla ters duruma geçer ve bunu bir foton salarak yapar. Fotonun dalga boyu daha kesin olarak 21.106 santimetredir. Bu çizgiyi gözlemlediğimizde baktığımız şey budur.

 

Samanyolu'ndan Zamanın Başlangıcına

Bu çizgi, gökyüzündeki varlığı 1930'larda gök bilimcileri kaynağını ortaya çıkarma arayışına gönderdiğinden, radyo astronomisinin gelişiminde çok önemli bir adımdı. İlk başta sanıldığı gibi Güneş değildi - galaksinin merkezinden geldiği anlaşıldı. İlk olarak 1951'de 21 santimetre çizgisi veya hidrojen çizgisi olduğu belirlendi ve kısa süre sonra Samanyolu'ndaki ilk nötr hidrojen haritası tamamlandı.

Her yönde nötr hidrojen olduğunu varsayarak - hidrojenin evrendeki en yaygın element olduğu düşünüldüğünde makul bir varsayım - bu çizgiyi ölçebilirsiniz. Ancak galaksinin ve içindeki hidrojenin hareket ettiği göz önüne alındığında, bu belirli emisyon doppler etkisi ile kaydırılacaktır. Bu, bir ambulans sireninin perdesinin araç yaklaşırken daha yüksek olmasına neden olan etkinin aynısıdır.

Bu ölçümleri yapmak, galaksilerdeki yapıların hızını anlamamıza olanak sağladı. Gök bilimciler Samanyolu'nun sarmal yapısını 21 santimetre çizgisi ile çözebildiler. Ancak bu emisyonun daha da fazla astronomik uygulaması var: bu radyo dalgaları büyük kozmik toz bulutları tarafından soğurulmuyor. Görünür ışığa karşı opaklar, ancak bu radyo dalgalarına karşı saydamlar.

Bu ışık aynı zamanda kozmik karanlık çağları, Kozmik Mikrodalga Arka Planının emisyonu ile ilk galaksilerin ışığı arasındaki dönem, araştırmak için de kullanılabilir. Bu dönemde evrendeki hidrojenin tamamı nötrdü çünkü elektronu protonlardan ayıracak kadar güçlü bir ışık yoktu. Bu ilk yıldızla olacaktır. Yetersiz araştırılan bu dönemi inceleme girişimleri şimdiye kadar zorlandı, ancak bunun gelecekte önemli bir araştırma alanı olacağına inanılıyor.

 

Kendimizi Anlamaya Çalışmak ve E.T. ile Konuşmak

Radyo astronomi daha önemli bir disiplin haline geldikçe, bu radyo antenleri dünya dışı akıllı yaşam araştırmaları (SETI) için de kullanılıyordu. En yaygın elementin belirli bir emisyonu olan bu belirli dalga boyunun SETI ile ilgilenen insanların dikkatini çekmesi şaşırtıcı değil.

Rus bilimci Pyotr Makovetsky'nin bir önerisi, uzaylıların hidrojen çizgisinin frekansının π katı veya bunun iki katı olan bir frekansta iletişim kurabilecekleriydi. Bu frekanslar pek yoğun değil ve doğal emisyonlardan çok farklı olacaklardır.

Hidrojen çizgisi, uzaylı uygarlıklarla olası iletişimimizde de kullanıldı. Hem Pioneer plağı hem de Voyager altın plağı, temel uzunluk birimi olarak bu dalga boyuna sahiptir ve ortalama bir kadının ne kadar uzun olduğunu açıklamak ve yakındaki bazı pulsarlara göre Güneş'in yaklaşık bir konumunu vermek için kullanılmıştır.

Bu özel sayı bize kozmos hakkında çok şey öğretti ve açıkça bize çok daha fazlasını söyleme potansiyeline sahip.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.