Kara Delik Çarpışmaları Evrenin Genişlemesini Belirlemenin Anahtarı Olabilir

Evrenin genişlemesi, üzerindeki yerçekimi dalgaları da dahil olmak üzere uzay-zamanın kendisini uzatır. Kara delikler çarpıştığında üretilen dalgaların esnemesi, henüz bu kapasiteden yoksun olsak da, bu genişlemeyi ölçmek için kullanılabilir.

Evrenin genişleme hızının giderek arttığının keşfi, kozmolojiyi yıldırım gibi çarptı. Bununla birlikte, bu hızlanmanın detayları belirsizliğini koruyor. Karanlık Enerji adını kullanmaktan başka, sadece buna neyin sebep olduğunu bilmemekle kalmıyor, ayrıca evrenin ne kadar hızlı genişlediğini veya geliştikçe ne kadar değiştiğini de tam olarak bilmiyoruz. Bunları ölçmek için çeşitli yöntemler kullanılmıştır ancak sonuçlar tam olarak örtüşmemektedir.

İki astrofizikçi, kara delik birleşmelerini bir tür bilimsel eşitlik bozucu olarak kullanmayı umuyor.

Kara deliklerin buluşmasının neden olduğu uzay-zamandaki dalgalanmaların neredeyse yüz tanesi tespit edildi. Chicago Üniversitesi'nden Dr. Jose Ezquiaga ve Profesör Daniel Holz, Physical Review Letters'da yayınlanan yeni bir makalede, bunun yakın (kozmolojik olarak) çarpışmalar ile daha uzak çarpışmalar arasında karşılaştırmalar yapmak için yeterince büyük bir örnek oluşturduğunu öne sürüyorlar.

Holz bir açıklamada, "Örneğin, bir kara deliği alıp evrenin daha erken bir yerine koyarsanız, sinyal değişecek ve gerçekte olduğundan daha büyük bir kara delik gibi görünecektir." dedi.

İlgili birleşmelerin meydana geldiği mesafeyi de bilmemiz koşuluyla, değişimin kapsamı evrenin genişlemesinin bir ölçüsünü sağlar.

Ne yazık ki, dalganın ne kadar değiştiğini bilmek için başlangıçta neye benzediğini bilmemiz gerekiyor. Herhangi bir tek kara delik birleşmesi için bu imkansızdır. Ancak, eve yakın yerlerde gerçekleşen birleşmelerin evrenin “garip ergenlik dönemi”ndekilere benzediğini varsayabilirsek durum değişir.

Ezquiaga, "Yakındaki kara deliklerin kütlelerini ölçüp özelliklerini anlıyoruz ve sonra daha uzağa bakıp bu kara deliklerin ne kadar değiştiğini görüyoruz." dedi.

Elbette, bu zaman içinde başka bir değişiklik olması da mümkündür. Belki de yakın galaksilerdeki kara delikler, beş ya da on milyar yıl önceki halleriyle gördüğümüz galaksilerdeki kara deliklerden daha büyük ya da daha küçüktür. Galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara delikleri inceliyor olsaydık bu oldukça muhtemel olurdu, ancak bunların birleşmesi son derece nadirdir. Bunun yerine, örneğimiz, çok daha yaygın olan - süper dev yıldızlardan oluşan - birbirleriyle birleşen yıldız kara deliklerinden oluşuyor. Evren geliştikçe kütle dağılımındaki tepe ve dip noktalarının tutarlı olacağını varsaymak mantıklıdır.

Uzak mesafelerde tespit edilmesi daha zor olsa da, nötron yıldızı çarpışmaları araştırmaya sağlamlık katabilir.

Ezquiaga ve Holz, dalgalar uzaklaşan bir araç sireni gibi gerildiği için yaklaşımlarını "spektral siren" yöntemi olarak adlandırıyor.

Kendi yaşımızın birkaç milyar yılı içinde görülen yakın evreni incelemek nispeten kolaydır. Kozmik mikrodalga arka plan bize evrenin en erken anlarına dair şaşırtıcı derecede zengin bir anlayış sunar, ancak aradaki dönemi incelemek çok daha zordur. Yazarlar, kara deliklerin bu boşluğu dolduracağını umuyorlar.

Mevcut örneğimiz göreve uygun olmasa bile, araştırmacılar yalnızca altı yıl önce bir çift kara delikten gelen yerçekimi dalgasını tespit ettiler. O zamandan beri ilerleme hızlı oldu ve sayıların çok hızlı artması bekleniyor.

Evrenin genişleme hızını ölçmek için mevcut yöntemler, diğer nispeten yerel ölçümlerin yanı sıra tip Ia süpernovaları ve mükemmel şekilde eşleşen sonuçlar vermeyen kozmik mikrodalga arka planın gerilmesini kullanır. Bu, bunlardan en az birinin arkasındaki fizik anlayışımızın tamamen yanlış olduğunu gösteriyor, ancak hangisi olduğunu bilmiyoruz.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.