Karanlık Enerji ve Kozmik Hızlanma
Evrenin genişlemesi, kozmik enerji bütçesine hakim olan ve itici bir yerçekimi formu olarak işlev gören, karanlık enerji adı verilen gizemli bir bileşen tarafından yönlendirilerek hızlanmaktadır.
Tanım
Karanlık enerji, evrenin gözlemlenen kozmik genişleme hızlanmasını yönlendiren negatif basınca sahip bileşenidir; standart modelde, sabit bir vakum enerji yoğunluğuna eşdeğer olan bir kozmolojik sabit ile tanımlanmakta ve toplam enerji içeriğinin yaklaşık üçte ikisini oluşturmaktadır.
Kapsam
Bu alan, kozmik genişlemenin hızlandığı keşfini, başlıca açıklama olarak kozmolojik sabiti ve vakum enerjisini, kuintessens (quintessence) ve modifiye yerçekimi gibi alternatif dinamik modelleri ile karanlık enerjiyi karakterize etmek için kullanılan durum denklemini ve gözlemsel sondaları kapsamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Evrenin hızlanması nasıl keşfedilmiştir?
- Karanlık enerji nedir ve sadece bir kozmolojik sabit midir?
- Karanlık enerjinin doğası gözlemsel olarak nasıl test edilmektedir?
Anahtar kavramlar
- Karanlık enerji
- Kozmik hızlanma
- Kozmolojik sabit
- Vakum enerjisi
- Durum denklemi
- Kuintessens (Quintessence)
- Negatif basınç
Temel kuramlar
- Hızlanan genişleme
- Uzak Tip Ia süpernovalarının gözlemleri, beklenenden daha sönük olduklarını göstermektedir; bu durum, evrenin genişlemesinin hızlandığını ve negatif basınca sahip bir bileşenin varlığını gerektirdiğini işaret etmektedir.
- Kozmolojik sabit
- Einstein'ın kozmolojik sabiti ile temsil edilen sabit bir vakum enerji yoğunluğu, karanlık enerjinin en basit tanımını sunmakta ve verilere uymaktadır, ancak küçük değeri teorik olarak kafa karıştırıcıdır.
Klinik önem
Karanlık enerji, kozmolojiyi yeniden şekillendirmiştir: keşfi, hızlanan, düz, Lambda-CDM evrenini kurmuş, kozmik enerji bütçesinin yaklaşık yüzde yetmişini oluşturmakta ve doğası, ister gerçek bir sabit ister dinamik bir şey olsun, kozmolojiyi temel fiziğe bağlayan en derin açık sorulardan biri olarak kabul edilmektedir.
Tarihçe
Tip Ia süpernovalarını kullanan iki ekip, 1998 ve 1999 yıllarında kozmik hızlanmayı duyurmuştur. Bu, kozmolojik sabiti yeniden canlandıran ve 2011 Nobel Ödülü'nü kazandıran beklenmedik bir sonuç olmuştur; kozmik mikrodalga arka planı, baryon akustik salınımları ve büyük ölçekli yapıya ilişkin sonraki araştırmalar, karanlık enerjinin hakim olduğu bir evreni doğrulamıştır.
Tartışmalar
- Karanlık enerjinin doğası
- Karanlık enerjinin gerçek bir kozmolojik sabit mi, kuintessens gibi dinamik bir alan mı, yoksa genel göreliliğin kozmik ölçeklerde modifikasyona ihtiyaç duyduğunun bir işareti mi olduğu henüz çözülememiştir; küçük değerinin kozmolojik sabit problemi merkezi bir bilmecedir.
Öne çıkan isimler
- Saul Perlmutter
- Brian Schmidt
- Adam Riess
- Steven Weinberg
- Albert Einstein
İlgili konular
Temel eserler
- riess1998
- perlmutter1999
Sıkça sorulan sorular
- Karanlık madde ile karanlık enerji arasındaki fark nedir?
- Karanlık madde, yerçekimi altında kümelenen ve yapı oluşumuna yardımcı olan görünmez bir kütle iken, karanlık enerji, genişlemeyi hızlandırmaya iten negatif basınca sahip düzgün bir bileşendir; zıt etkilere sahiptirler ve tamamen farklı şeyler olduklarına inanılmaktadır.
- Hızlanan genişleme sonsuza dek devam edecek midir?
- Eğer karanlık enerji gerçek bir kozmolojik sabit ise, hızlanma süresiz olarak devam edecek ve giderek daha boş, daha soğuk bir evrene yol açacaktır; eğer karanlık enerji evrimleşirse, gelecek farklılık gösterebilir, bu da durum denklemini ölçmenin neden bu kadar önemli olduğunun bir nedenidir.