Uzayın çözülemeyen gizemleri nelerdir?

Kısa cevap: Evrenin büyük bölümünün neden yapıldığını hâlâ bilmiyoruz. NASA'nın verdiği oranlara göre sıradan madde evrenin yalnızca yüzde 5'i. Geri kalanı, adını koyduğumuz ama ne olduğunu çözemediğimiz karanlık madde ve karanlık enerji. Bunlara evrenin neden antimadde değil maddeden oluştuğu, genişleme hızının neden iki farklı yöntemle iki farklı çıktığı ve bu kadar yıldız varken neden kimseyle karşılaşmadığımız gibi sorular ekleniyor. Aşağıda bilimin en büyük açık sorularını kısaca topladık. Her biri için ayrıntılı sayfamızın bağlantısını da verdik.

Evren neyden yapılmış?

Karanlık madde

Görünmeyen ama kütleçekimiyle kendini belli eden bir madde. İlk işaret 1933'te geldi. Fritz Zwicky, Saç Kümesi'ndeki (Coma) galaksilerin hareketinden kümede görünenden çok daha fazla kütle olması gerektiğini hesapladı. 1970'lerde Vera Rubin ve Kent Ford, sarmal galaksilerin dış kenarlarındaki yıldızların beklenenden hızlı döndüğünü gösterdi. Bugün karanlık maddenin evrendeki toplam maddenin yaklaşık yüzde 85'ini oluşturduğu düşünülüyor. En güçlü adaylar WIMP ve aksiyon gibi henüz bulunmamış parçacıklar. Ama sıvı ksenonla çalışan dev dedektörler bugüne kadar hiçbir WIMP yakalayamadı.

Karanlık maddenin var olduğunu düşündüren en güçlü kanıtlardan biri Mermi Kümesi adıyla bilinen çarpışan galaksi kümeleri. Burada kütleçekimsel merceklenmeyle haritalanan kütle, kümelerin görünür sıcak gazından ayrı bir yerde duruyor. Yorum şu: Çarpışma sırasında gaz yavaşladı, ışıkla etkileşmeyen karanlık madde ise içinden geçip yoluna devam etti. Aşağıdaki Abell 520 kümesi ise bu tabloya tam uymadığı için ayrıca ilgi çekiyor; orada karanlık maddenin bir bölümü galaksilerden çok sıcak gazın yanında toplanmış görünüyor.

Ayrıntısı karanlık madde sayfamızda, adaylar karanlık madde ne olabilir? sayfamızda. Karanlık madde yerine kütleçekim yasasının değişmesi gerektiğini savunan görüş ise MOND sayfamızda.

Karanlık enerji

1998'de uzak süpernovaların gözlenmesiyle evrenin genişlemesinin yavaşlamak yerine hızlandığı anlaşıldı. Bu hızlanmaya yol açan bilinmeyen etkiye karanlık enerji deniyor ve evrenin yaklaşık yüzde 68'ini oluşturuyor. Adı bir açıklama değil, bir yer tutucu. Kuantum fiziğinin boşluk enerjisi için öngördüğü değer ile ölçülen değer arasındaki devasa uçurum ise kozmolojik sabit sorunu olarak biliniyor. Ayrıntısı karanlık enerji sayfamızda. Oranların özeti evrenin yüzde 95'i karanlık sayfamızda. Karanlık enerjinin sabit olup olmadığını sorgulatan yeni bir çalışmayı da evren yavaşlamaya mı başladı? haberimizde anlattık.

Madde neden antimaddeyi yendi?

Büyük Patlama'da madde ve antimaddenin hemen hemen eşit miktarda oluşması gerekirdi. İkisi karşılaştığında birbirini yok eder. Buna rağmen gözlemlenebilir evren neredeyse tümüyle maddeden oluşuyor. Sovyet fizikçi Andrey Saharov 1967'de böyle bir dengesizliğin oluşması için üç koşul tanımladı. Parçacık fiziğinin Standart Modeli bu koşulların bir kısmına izin veriyor ama gözlenen farkı açıklamaya yetmiyor. Bu da yeni bir fiziğe işaret ediyor. Ayrıntısı madde-antimadde asimetrisi ve Büyük Patlama'nın açık soruları sayfalarımızda.

Evren ne hızla genişliyor?

Hubble gerilimi

Evrenin genişleme hızını gösteren Hubble sabiti iki farklı yoldan ölçülüyor ve iki yol uyuşmuyor. Planck uydusunun kozmik mikrodalga arka plan ışımasından hesapladığı değer megaparsek başına saniyede 67,4 kilometre. Yakın evrendeki yıldız ve süpernovaların uzaklığına dayanan ölçümler ise 73 dolayında değerler veriyor. Hubble Uzay Teleskobu'nun bir ölçümü 74,03 çıktı. Fark artık şansa bağlanamayacak kadar büyük. James Webb Uzay Teleskobu da 2023'te yüksek değeri doğruladı. Ya ölçümlerde fark edilmemiş bir hata var ya da evrenin işleyişinde bilmediğimiz bir şey. Ayrıntısı Hubble gerilimi sayfamızda. Önerilen çözümlerden birini ilkel manyetik alanlar haberimizde anlattık.

Verileri göster

Planck uydusu (kozmik mikrodalga arka plan, 2018)	67.4
Hubble Uzay Teleskobu (yıldız ve süpernova uzaklıkları)	74.03

Güneş Sistemi'nin kendi gizemleri

Dokuzuncu Gezegen

Caltech'ten Konstantin Batygin ve Michael Brown, 2016'da Neptün'ün çok ötesindeki bazı küçük cisimlerin yörüngelerinin tuhaf biçimde aynı yöne kümelendiğini fark etti. Hesaplarına göre bunun tesadüf olma ihtimali yüzde 0,007'ydi. Açıklama olarak Dünya'nın birkaç katı kütlede, Güneş'ten yüzlerce astronomik birim uzakta dolanan görünmeyen bir gezegen önerdiler. İlk tahmin 5-10 Dünya kütlesiydi, sonraki hesaplar daha küçük değerler verdi. Gezegen henüz gözlenmedi. Bazı gökyüzü taramaları, gözlem yanlılığı düzeltildiğinde kümelenmenin kaybolduğunu öne sürüyor. Ayrıntısı Dokuzuncu Gezegen hipotezi sayfamızda, son tartışmalar Neptün'ün ötesinde görünmeyen bir dev mi var? haberimizde. Bu cisimlerin bulunduğu bölge için Kuiper kuşağı maddemize bakabilirsiniz.

Güneş'in tacı neden yüzeyinden sıcak?

Güneş'in görünür yüzeyi yaklaşık 5.500 °C. Üstündeki seyrek dış atmosfer, yani korona ise 2 milyon °C'ye kadar çıkıyor. Isı kaynağından uzaklaştıkça ısınmak sezgiye aykırı. Enerjinin manyetik dalgalarla mı yoksa küçük manyetik patlamalarla mı taşındığı hâlâ tartışılıyor. Ayrıntısı Güneş'in tacı yüzeyinden sıcak sayfamızda.

Uzaydan gelen tuhaf sinyaller

Hızlı radyo patlamaları

Milisaniyeler süren ama bu kısa sürede Güneş'in üç günde yaydığı kadar enerji salan radyo patlamaları. İlki 2007'de Duncan Lorimer ve öğrencisi David Narkevic tarafından, Avustralya'daki Parkes radyo teleskobunun 2001 tarihli arşiv verilerinde bulundu. 2012'de ilk kez görülen FRB 121102, tekrar ettiği anlaşılan ilk kaynak oldu. Nisan 2020'de ise Samanyolu'ndaki bir magnetardan gelen bir patlama yakalandı. Bu, magnetarları güçlü bir aday yaptı. Yine de bütün patlamaları açıklayan tek bir kuram yok. Webb'in en uzak hızlı radyo patlamasının kaynağını nasıl bulduğunu bu haberimizde anlattık.

Wow! sinyali

15 Ağustos 1977'de Ohio Eyalet Üniversitesi'nin Big Ear radyo teleskobu, Yay takımyıldızı yönünden gelen güçlü ve dar bantlı bir sinyal yakaladı. Sinyal, teleskobun o bölgeyi izleyebildiği 72 saniyenin tamamı boyunca sürdü. Gökbilimci Jerry Ehman günler sonra bilgisayar çıktısında "6EQUJ5" koduyla görünen değerleri daireye alıp yanına "Wow!" yazdı. Kod bir mesaj değil, sinyalin zaman içindeki şiddeti. Sinyal bir daha hiç yakalanmadı. 2024'te Arecibo verilerine dayanan bir çalışma, soğuk bir hidrojen bulutunun aniden parlamasına yol açan nadir bir astrofizik olayı önerdi. Ayrıntısı Wow! sinyali sözlük maddemizde ve SETI ve Wow! sinyali yazımızda.

Tabby yıldızı (KIC 8462852)

Yaklaşık 1.470 ışık yılı uzaktaki bu yıldızın ışığındaki düzensiz sönükleşmeler, Kepler teleskobunun verilerini inceleyen gönüllü Planet Hunters katılımcıları tarafından fark edildi. Işık zaman zaman yüzde 22'ye kadar azalıyordu. 2015'te Tabetha Boyajian'ın öncülüğünde yayımlanan makaleden sonra, bazı gökbilimciler ihtimal dahilinde bir uzaylı mega yapısını da andı. Bu fikir Dyson küresi tartışmasını yeniden canlandırdı. Ancak 2018'de yayımlanan bir çalışma, sönükleşmenin farklı dalga boylarında farklı güçte olduğunu gösterdi. Bu, ışığı örten şeyin katı bir yapı değil, büyük olasılıkla toz olduğuna işaret ediyor. Işık eğrisinin bütün ayrıntıları yine de tam açıklanmış değil.

Herkes nerede?

Fermi paradoksu

1950'de Los Alamos'ta öğle yemeğine yürürken fizikçi Enrico Fermi'nin meslektaşlarına sorduğu bilinen soru: "Herkes nerede?" Samanyolu'nda 200-400 milyar yıldız var ve pek çoğu Güneş'ten yaşlı. Yıldızlararası yolculuk mümkünse galaksinin 5 ile 50 milyon yılda baştan sona yerleşime açılabileceği hesaplanıyor. Bu süre galaksinin yaşının yanında çok kısa. Öyleyse neden hiçbir iz göremiyoruz? Ayrıntısı Fermi paradoksu sayfamızda. Önerilen cevapların bazıları Büyük Filtre, karanlık orman ve hayvanat bahçesi hipotezleri. Hesabın kendisi Drake denklemi sayfamızda.

Yaşam nasıl başladı?

Dünya dışında yaşam olup olmadığını bilmiyoruz, çünkü Dünya'da yaşamın cansız kimyadan nasıl doğduğunu da tam bilmiyoruz. Bu konudaki başlıca fikirler abiyogenez sayfamızda.

Kara deliklerin ve kütleçekimin sırları

Kara delik bilgi paradoksu

Stephen Hawking 1970'lerin ortasında kara deliklerin ışıma yayarak çok yavaş buharlaştığını gösterdi. Ama bu ışıma yalnızca kara deliğin kütlesine, yüküne ve dönüşüne bağlıysa, içine düşen her şeyin bilgisi kara delikle birlikte yok olur. Bu da kuantum fiziğinin temel ilkelerinden biriyle çelişir. Hawking 2004'te, 1997'de John Preskill ile yaptığı iddiayı kaybettiğini kabul etti. Aynı iddiada Hawking'in yanında yer alan Kip Thorne ise yenilgiyi kabul etmedi. Bugün çoğu fizikçi bilginin korunduğunu düşünüyor, ama bunun nasıl olduğu hâlâ araştırılıyor. Ayrıntısı kara delik bilgi paradoksu ve Hawking ışıması sayfalarımızda.

Kütleçekim ile kuantum neden uyuşmuyor?

Bilgi paradoksu aslında daha büyük bir sorunun parçası. Genel görelilik ile kuantum mekaniği kendi alanlarında son derece başarılı, ama ikisini tek bir kuramda birleştirmeyi henüz kimse başaramadı. Bu yoldaki adaylar kuantum kütleçekimi sorunu, sicim teorisi sayfalarımızda. Döngü kuantum kütleçekimi de bu adaylardan biri.

Kısaca

• Sıradan madde evrenin yalnızca yüzde 5'i. Yüzde 27'si karanlık madde, yüzde 68'i karanlık enerji ve ikisinin de ne olduğu bilinmiyor.
• Evrenin genişleme hızı iki yöntemle 67,4 ve 73 dolayında çıkıyor. Bu Hubble gerilimi şansa bağlanamayacak kadar büyük.
• Evrenin neden antimadde değil maddeden oluştuğunu Standart Model açıklayamıyor.
• Dokuzuncu Gezegen 2016'dan beri aranıyor ama henüz görülmedi. Wow! sinyali 1977'den beri tekrar etmedi.
• Hızlı radyo patlamalarının bir kısmı magnetarlara bağlandı, ama hepsini açıklayan tek kuram yok. Tabby yıldızındaki sönükleşmenin en olası nedeni toz.
• Fermi paradoksu ve kara delik bilgi paradoksu, fizikçilerin ve gökbilimcilerin hâlâ cevap aradığı en büyük sorular arasında.