Methuselah Yıldızı ve Evren'in Yaşı Problemi: Bir Yıldız, Evren'den Nasıl Daha Yaşlı Olabilir?

İki Olasılık Var: Ya Bazı Yıldızlara Yönelik Ölçümlerimiz Hatalı, Ya Evren'in Yaşını Yanlış Hesaplıyoruz!

Methuselah Yıldızı ve Evren'in Yaşı Problemi: Bir Yıldız, Evren'den Nasıl Daha Yaşlı Olabilir?
Yazar David Crookes Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı  GülayKaya 2. Editör Gülay Kaya
8 dakika
4,675 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

100 yıldır, astronomlar Dünya'dan 190 ışık yılı kadar uzakta olan Libra takımyıldızındaki merak uyandırıcı bir yıldızı gözlemliyor. Bu yıldız, gökyüzünde saatte 1.3 milyon kilometre gibi inanılmaz bir hızda yol alıyor. Ama daha da ilginç olan, Methuselah olarak da bilinen HD 140283 yıldızının aynı zamanda evrenin en yaşlı yıldızlarından birisi olmasıdır.

Bilim insanları, 2000 yılında Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) Hipparcos uydusunu kullanarak yaptıkları gözlemlere dayanarak, yıldızın yaşının yaklaşık 16 milyar yıl olduğu sonucuna ulaştılar. Ortaya çıkan tablo, oldukça şaşırtıcıydı. Pensilvanya Devlet Üniversitesi'nden bir astronom olan Howard Bond, daha önce kozmik mikrodalga arka plan ışımasını gözlemleyerek evrenin 13.8 milyar yıl yaşında olduğunu kararlaştırmıştı. Bond, bu durumun ciddi bir tutarsızlık olduğunu söylüyor.

Görünüşe göre bu yıldızın tahmin edilen yaşı büyük bir sorunu akla getiriyor: Bir yıldız nasıl evrenden daha yaşlı olabilir? Ya da evren nasıl bu yıldızdan daha genç olabilir? İncil'deki en uzun yaşamış figür olan ve 969 yaşında öldüğü söylenen bir psikoposun adını alan Methuselah yıldızının çok yaşlı olduğunu biliyoruz. Çünkü bu dev-altı yıldız, büyük oranda hidrojen ve helyumdan oluşup, çok az demir içerir. Methuselah'nın kompozisyonu, onun evrende demire sık rastlanmayan zamanlarda oluştuğunu gösteriyor. Ama çevresinden 2 milyar yıl yaşlı olması... Bunun mümkün olmadığı çok açık.

Methuselah yıldızının (HD 140283) etrafını saran gökyüzü.
Methuselah yıldızının (HD 140283) etrafını saran gökyüzü.
A. Fujii & Z. Levay

Methuselah'nın Yaşını Derinlemesine İncelemek

Bond ve meslektaşları, yıldızın yaşını 16 milyar yıl olarak tahmin eden ilk modelin doğru olup olmadığını ortaya çıkarmayı kendilerine görev edindiler. 2003 ve 2011 arasında Hubble Uzay Teleskopu'nun pozisyonları, uzaklıkları ve yıldızların enerji çıkışını inceleyen gelişmiş yönlendirme sensörleri tarafından kaydedilmiş 11 ayrı gözlem kümesini incelediler. Paralaks elde ederek, spektroskopi ve fotometri ölçümleri, yıldızın yaşı hakkında daha kesin sonuçlar elde edilebilir. Bond, All About Space dergisine şöyle anlatıyor:

Reklamı Kapat

HD 140283'ün tam uzaklığı, yıldızın yaşı hakkındaki belirsizliklerden biri. Bunu bilmek önemli; çünkü yıldızın parlaklığı hakkında bu şekilde bilgi edinebiliriz. Bir yıldızın parlaklığı ve yaşı arasında bir bağlantı vardır. Bir yıldız ne kadar parlaksa o kadar gençtir. Yıldızı altı ay arayla görüntüleyerek, Dünya'nın yörüngesel hareketinden kaynaklanan bir kayma olup olmadığına bakıyoruz. Bu gözlemler bize yıldızın uzaklığını veriyor. Yıldızın teorik olarak modellenmesinde çekirdekte gerçekleşen nükleer reaksiyonların oranı ve dış katmanlardan aşağı doğru yayılan elementlerin önemi gibi belirsizlikler de var.

Arta kalan helyumun derine, çekirdeğe kadar yayılarak nükleer füzyon ile yanacak daha az hidrojen bırakması üzerine yoğunlaştılar. Yakıtın daha hızlı tüketilmesi yıldızın yaşını küçülttü. "Yıldızdaki oksijen miktarı önemli olan başka bir faktördü." diyor Bond. HD 140283, tahmin edilenden daha yüksek bir oksijen/demir oranına sahip ve oksijene, Evren'de ilk birkaç milyon yılda rastlanmadığından, bu durum yine yıldızın yaşının tahmin edilenden daha küçük olduğunu gösterdi.

Bond ve takım arkadaşları, HD 140283'ün yaşının, iddia edilen 16 milyar yıla göre çok daha küçük olan 14.46 milyar yıl olduğunu tahmin ediyor. Bu tahmin hala evrenin yaşından büyük; fakat bilim insanları, Bond'a göre yıldızın yaşını evrenin yaşına uydurmaya neredeyse yetecek bir süre olan 800 milyon yıllık bir hata payı bırakıyor. Çalışmada yer almayan UK Birmingham'daki Aston Üniversitesi'nden fizikçi Robert Matthews, şöyle diyor:

Bu tahmine dayalı hesaplama da benzerleri gibi rastgele ya da sistematik hatalar içerebilir. Hata miktarını gösteren çizgilerin ("hata barlarının") örtüşmesi, kozmolojik yaş belirleme çalışmalarında muhtemel uyuşmazlıklar olduğunu gösterir. Başka bir deyişle, kozmik mikrodalga arkaplan ışıması gözlemlenerek kararlaştırılmış olan Evren'in bilinen yaşı ve yıldızın kanıtlarla desteklenen yaşı birbirlerini tutmuyor ve bu uyuşmazlık, ancak hata barlarının sınırlarının zorlanmasıyla çözülebilir.

Birkaç düzeltme daha yapıldığında, HD 140283'ün yaşının biraz daha düştüğünü görebiliyoruz. 2014'te yapılan tamamlayıcı bir çalışma ile yıldızın yaşı 14.27 milyar yıl olarak güncellendi. Bond, şöyle diyor:

Araştırma sonucu erişilen yaş 14 milyar yıl ve eğer bu araştırma, gözlemsel ölçümler ve teorik modelleme gibi tüm belirsizlik kaynaklarını içeriyorsa, hata payı 700-800 milyon yıldır. Hata payını hesaplanan yaştan çıkardığımızda 13.8 milyar yıl kalır - ki bu yaş, yıldızın hata menzili içindedir. Bu durumda çelişki yok demektir.
Büyük Patlama ve Enflasyon Teorisi'ne göre Evren'imizin zaman çizelgesi.
Büyük Patlama ve Enflasyon Teorisi'ne göre Evren'imizin zaman çizelgesi.
NASA/WMAP

Evrenin Yaşını Derinlemesine İncelemek

Bond'a göre, her ikisi de farklı analiz metotlarıyla belirlenmiş olan evrenin yaşı ve yakınlardaki bu yıldızın yaşı arasındaki benzerliklerin keşfi, Büyük Patlama Teorisi'ne güçlü kanıtlar sağlayan inanılmaz bir bilimsel kazanım. Bond, en yaşlı yıldızların yaşları ile ilgili sorunların, yıldız yaşlarının 18-20 milyar yıllara yaklaştığı 90'lardaki ciddiyetini kaybettiğini söylüyor.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Yaş belirleme çalışmalarındaki belirsizlikleri hesaba kattığımızda, yıldız yaşları akla uygun seviyelere geliyor.

Matthews yine de sorunun çözüldüğüne inanmıyor. Santa Barbara, Kaliforniya'daki Kavli Enstitüsü'nde Temmuz 2019'da düzenlenen uluslararası bir teorik fizik konferansında astronomlar, evrenin yaşı hakkında farklı teoriler öne süren çalışmalar üzerine tartışıyorlardı. Görece yakınımızdaki galaksilerde yapılan ölçümleri hesaba kattıklarında, evrenin kozmik mikrodalga arka plan ışıması ile kararlaştırılan yaşına göre 100 milyonlarca yıl genç olduğunu gördüler.

Avrupa Planck Uzay Teleskobu'nun 2013'te yaptığı detaylı kozmik radyasyon ölçümlerine dayanılarak, 13.8 milyar yıl yaşında olduğu tahmin edilse de evren 11.4 milyar yıl yaşında olabilir. Bu çalışmalara katkı sağlayan kişilerden biri, Baltimore Maryland'deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'nden Nobel Ödülü sahibi Adam Riess.

Bu sonuçlar, 1929'da Edwin Hubble'ın çalışmaları ışığında ortaya çıkan "genişleyen evren" fikrini temel alıyor. Bu durum, evrenin aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan meydana geldiğini ve daha sonra genişlediğini anlatan Büyük Patlama için temel bir durum. Bu bize, ölçülebilen bir başlangıç noktasını gösterir; ancak yeni çalışmalar, genişleme oranının Planck'ın önerdiğinden yaklaşık %10 daha yüksek olduğunu söylüyor.

Planck'ın takımı, genişleme oranını saniye ve megaparsek başına 67.4 km olarak belirledi; ama evrenin genişleme oranı üzerine yapılan son ölçümler, saniye ve megaparsek başına 73-74 km'yi işaret ediyor. Riess şöyle diyor:

Reklamı Kapat

Evrenin erken dönemlerinde işleyen fizik kurallarına göre tahmini genişleme hızı ve güncel ölçümlerle ortaya konan genişleme hızı arasında bir fark var demektir. Bu durum bu tarz bilmecelerin arka planında olduğu düşünülen karanlık enerji ve karanlık madde hakkında ne kadar az şey bildiğimizi gözler önüne sererken günümüzde geçerli olan teorilerin yeniden değerlendirilmesine de öncülük ediyor.

Hubble sabitinin değerinin büyük olması, daha genç bir evrenin varlığını işaret ediyor. Saniye ve megaparsek başına 67.74 km olan bir sabitle evrenin yaşı 13.8 milyar yıla denk gelirken, bazı çalışmaların öne sürdüğü gibi 73 ya da 77 ile 12.7 milyar yıldan azına denk gelemez. Bu HD 140283'ü evrenden yaşlı yapan bir çelişkidir. 2019'da Science dergisinde yayınlanan ve Hubble sabitinin 82.4 olduğunu öne süren bir makaleye göre, evrenin yaşı 11.4 milyar yıl olarak güncellenmiştir. Matthews cevabın kapsamlı bir kozmolojik sadeleştirmede saklı olduğunu düşünüyor ve ekliyor:

Yıldızlar üzerine çalışan astrofizikçiler değil de gözlemci kozmologların bu paradoksu yaratan bir şeyi gözden kaçırdıklarından şüpheleniyorum. Bu durum kozmologların çalışmalarını dikkatsizce yürütmelerinden çok evrenin yaşının belirlenmesinde yıldızlarınkine göre daha fazla gözlemsel ve teorik belirsizlikler bulunması nedeniyle ortaya çıkıyor.
İlk yıldızların oluşumunu gösteren bir görsel.
İlk yıldızların oluşumunu gösteren bir görsel.
Wise, Abel, Kaehler (KIPAC/SLAC)

Peki Bilim İnsanları Bunu Nasıl Çözecek?

Evrenin bu yıldızdan genç görünmesine neden olan şey ne olabilir? Matthews, şöyle diyor:

Ortada iki seçenek var ve bilim tarihine bakıldığında gerçeklik, genelde bu iki seçeneğin karışımıdır. Henüz tamamen çözemediğimiz gözlemsel hatalar olabilir. Ayrıca milyarlarca yıldır evrenin genişlemesinin ana sebebi olan karanlık enerjinin gücü gibi evrenin dinamikleri teorisindeki boşluklar bu çelişkiyi doğurmuş olabilir.

Güncel "yaş paradoksu"nun karanlık enerjideki zaman varyasyonunu yansıttığını ve böylece teorisyenlerin kütleselçekimin doğasıyla ilgili nedensel kümelenme teorisi gibi fikirleriyle uyumlu görünen ivmelenme oranındaki değişimin mümkün olduğunu söylüyor.

"Kütleçekimi dalgalarını konu alan yeni araştırmalar paradoksun çözülmesine yardım edebilir." diyor Matthews. Bunu yapmak için bilim insanları kozmik mikrodalga arkaplan ışımasına güvenmek ya da Hubble sabitini ölçme amacıyla yakınlardaki Cepheid değişen yıldızlarını ve süpernovaları gözlemlemek yerine ölmüş yıldız çiftleri tarafından yaratılan uzay ve zaman kumaşındaki dalgalanmaları incelerler.

Reklamı Kapat

Asıl sorun, direkt olarak ilk defa 2015'te tespit edilmiş kütleçekimi dalgalarının incelenmesinin zorlu bir iş olması. Ama New York Flatiron Enstitüsündeki astrofizikçi Stephen Feeney'e göre önümüzdeki 10 yıl içinde bu alanda çığır açacak çalışmalar yapılabilir. Bu çalışmalardaki amaç, nötron yıldız çiftlerinin çarpışmalarından yayılan görünür ışığı kullanarak bilgi toplayıp Dünya'ya görece hangi hızda hareket ettiklerini çözmek. Matthews şöyle diyor:

Bu çalışma Hubble sabitinin en doğru değerine ulaşmamızı sağlayacak bir yöntem olan kütleçekimi dalgalarının uzaklıklarına göre analizini de gerektirmekte. HD 140283'ün yaşının gizemini çözmek için evrenin işleyişi hakkındaki fikirlerimizi temelden sarsabilecek bilimsel açıdan daha karmaşık ve büyük soruları cevaplamamız gerekiyor.

Bu paradoksun açıklaması muhtemelen gözden kaçmış gözlemsel bir etki ya da/ve evrenin genişlemesini açıklayışımızdaki büyük bir eksiklik.

O eksikliğin tam olarak ne olduğu astronomların aklını uzun süre meşgul edecek gibi duruyor.

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 10
  • İnanılmaz 9
  • Tebrikler! 5
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • Umut Verici! 1
  • Üzücü! 1
  • Muhteşem! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Güldürdü 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Space | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 19/04/2021 09:31:21 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9574

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Nörobiyoloji
Yılan
Genler
Oksijen
Sosyal Mesafelendirme
Deprem
Balıkçılık
Ses Kaydı
Enerji
Komplo Teorisi
Doğal
Gen İfadesi
Bebek
Beslenme Davranışı
Nükleer
Anne
Kurbağa
Özel Görelilik
Madde
Fotoğraf
Bilimsel
Halk Sağlığı
Psikiyatri
Canlılık Cansızlık
Deney
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol

Devamını Oku