Karanlık enerji nedir?

Uzaydaki baskın enerji biçimi olan karanlık enerji, evrenin hızlanan genişlemesini yönlendiriyor, ancak doğası hâlâ tam bir gizem. Karanlık enerji hakkında bilmeniz gerekenler .

Karanlık enerji, fizikçilerin evrenin yalnızca genişlemesini değil, aynı zamanda giderek artan bir hızla genişlemesini açıklamak için öne sürdükleri varsayımsal bir enerji biçimidir.

Karanlık enerjiyi, yer çekiminin "kötü karşılığı" olarak düşünün; evreni dolduran ve uzay-zamanın tüm dokusunu geren negatif basınç yaratan bir "anti-yer çekimi" kuvveti. Bunu yaparken karanlık enerji, kozmik nesneleri yerçekiminin yaptığı gibi bir araya getirmek yerine, giderek artan hızlarda birbirinden uzaklaştırıyor.

Karanlık enerjinin evrendeki toplam enerji ve maddenin yaklaşık %68 ila %72'sini oluşturduğu tahmin ediliyor; bu da evrenin madde/enerji "bütçesi" anlamına geliyor; yani hem karanlık maddeye hem de günlük maddeye güçlü bir şekilde hakim.

"Karanlık enerji nedir?" sorusunun tek gerçek cevabı Şu anki "bilmiyoruz" ifadesi tatmin edici gelmeyebilir. Ancak bilim insanları bu konuda henüz tam olarak netlik kazanmış değil. Karanlık enerjiyi açıklamak için birkaç önde gelen "aday" var; bunların arasında uzayın vakum enerjisi (boş uzayda kelimenin tam anlamıyla belirip kaybolan parçacıklar) ve evrenin ivmeli genişlemesine neden olabilecek negatif basınçtan sorumlu "beşinci kuvvet" de var.

Diğer olasılıklar arasında karanlık enerjiyi açıklayabilecek çeşitli farklı alan "çeşitleri" vardır, örneğin "öz" adı verilen düşük enerjili bir alan, takyon alanları - ışıktan daha hızlı hareket eden ve böylece zamanı geriye çeviren varsayımsal parçacıklar...

Bunların hepsi hâlâ tamamen varsayımsal, yani karanlık enerjinin ne olduğunu gerçekten "bilebilmemizin" tek yolu şu anda evren üzerindeki etkileridir.

Karanlık enerji hakkında sık sorulan sorular

Karanlık enerji neden evrenin gerekli bir parçasıdır?

Yaklaşık 25 yıl önce Evren'in genişlediği ve bu genişlemenin zamanla hızlandığı tespit edildi. Bu süreç son 5 milyar yıldır devam ediyor ve galaksilerin birbirinden uzaklaşmasına neden oluyor. Tüm kozmolojik gözlemler bu olguyu desteklemesine rağmen, bu genişleme eğilimini açıklayabilecek bir veriye hâlâ sahip değiliz. Ancak bu etkiye neden olan bileşenin özelliklerini biliyoruz: Bu, yer çekiminin doğasını yenen bir madde veya sıvı olmalı ve uzay-zaman boyunca seyreltilmiş ve yayılmış olmalıdır.

Fizikçi Michael Turner, 1999 yılında kozmolojik bütçenin varsayımsal bileşenine karanlık enerji adını verdi. İkinci bileşene, Evren'in şu anki genişleme eğilimine makul bir açıklama getirebilmek için ihtiyaç duyulmaktadır. Bu olmadan genişleme yavaşlayacak ve sonunda Evren patlayacak, büyük ölçekli yapıda gözlemlenen galaksiler arasındaki mesafeler daralacaktı.

Karanlık enerjinin yol açtığı genişlemenin sadece Büyük Patlama ile ilişkili olmadığını nasıl biliyoruz?

Evet, kozmolojik modelimiz genişleyen bir evreni ve dolayısıyla Sıcak Büyük Patlama adını verdiğimiz bir olayın varlığını öngörüyor. Ancak, genişlemenin mevcut durumu zaman içinde sabit değil, aksine artmaktadır; Dolayısıyla, genişleme oranındaki bu artış, evrenin erken evrelerinde veya galaksilerin oluştuğu dönemde öncelikli olarak etkin olmayan başka bir faktör tarafından yönlendiriliyor olmalı.

Karanlık enerji neden bu kadar gizemli?

Doğrudan ölçemediğimiz, hatta neyden yapıldığını bilemediğimiz için, gerçek doğasını tespit edip inceleyecek deneyler oluşturmak zorlu bir iştir. Ayrıca, mevcut gözlemler Hubble hızının şu anki değeriyle uyuşmuyor, bu nedenle karanlık enerjinin zamanla değişip değişmediğinden ve değişiyorsa bunun genişlemenin dinamiklerini nasıl etkilediğinden emin değiliz. Elimizde ipuçları var, ancak karanlık enerjinin doğasını ve özelliklerini "ortaya çıkarmamız" için daha kat etmemiz gereken uzun bir yol var.

Karanlık enerji konusunda şüphe duyulan başlıca noktalar nelerdir?

Çoğu gözleme göre karanlık enerji için en olası "aday", genellikle kuantum boşluğunun dalgalanmalarıyla ilişkilendirilen kozmolojik sabittir. Bu, karanlık enerji için tercih edilen (ve en basit) açıklamadır; öyle ki standart kozmolojik modele dahil edilmiştir. Ancak, daha birçok fikir arasında skaler alanlar, kalyonlar, aksiyonlar, takyonik alanlar ve hatta dinamik karanlık enerji modeli gibi başka öneriler de bulunmaktadır.

Önümüzdeki 10 yıl içinde karanlık enerjinin gizemini çözüp çözemeyeceğimizi tahmin etmek zor, ancak şimdilik uzay bilimcileri onun rolünü anlama yolunda kesinlikle doğru yoldalar. Bu yolculuğa rehberlik edecek çok fazla veri var ve karanlık enerjinin ne olduğu ve kozmik kökenlerinin anlaşılmasında ilerleme kaydettiğimiz kesin.