Einstein Zig-Zag Etkisi Keşfedildi
JWST, Einstein Zig-Zag etkisiyle ışığın evrimini ortaya koyuyor.
Yeni bir JWST (James Webb Uzay Teleskobu) çalışması, ışığın “zig-zag” yaparak uzay-zamanın içinden geçerken, Albert Einstein tarafından ilk kez öngörülen bir fenomenin etkilerini ortaya çıkardı. Işığın bu sıradışı gösterisi, uzmanlara göre kozmolojinin en büyük problemlerinden birine ışık tutabilir.
Araştırmacılar, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) verilerini kullanarak, daha önce varsayımsal bir fenomen olan “Einstein zig-zag” etkisini keşfetti. Bu fenomen, uzak bir cisimden gelen ışığın, uzay-zamanın iki farklı bölgesinden geçerken bükülmesiyle meydana geliyor. Altı benzer kopyası keşfedilen parlak bir kuazarın ışığında görülen bu yeni etkilerin, kozmolojinin önemli bir sorununa çözüm getirebileceği ifade ediliyor.
2018 yılında, astronomlar, Dünya’dan milyarlarca ışık yılı uzaklıkta dört benzer parlak ışık noktası keşfetmişti. Bu noktalar, J1721+8842 olarak adlandırıldı. Başlangıçta, bilim insanları, bu ışıkların tek bir kuazardan — dev bir kara delik tarafından beslenen parlak bir galaksi çekirdeği — geldiğini ve “kütle çekim merceklemesi” nedeniyle çoğaldığını varsaymıştı.
Kütle çekim merceklemesi, bir cisimden gelen ışığın, arasında dev bir galaksi veya galaksi kümesinin bulunduğu bir bölgeden geçerken bükülmesidir. Bu bükülme, ışığın ya orijinal kaynağını kopyalayarak ya da Einstein halkaları olarak bilinen ışıklı halkalar oluşturarak görünmesini sağlar.
Ancak, 2022’de yapılan bir çalışmada, J1721+8842’nin orijinal dört ışık noktasının yanında iki yeni ışık noktası ve soluk kırmızı bir Einstein halkası olduğu keşfedildi. Yeni keşfedilen ışık noktaları, diğerlerinden biraz daha soluktu, bu da araştırmacıları, bu ışık gösterisinin, üç kez çoğaltılmış bir çift kuazar — “ikili kuazar” — gösterdiği şüphesine düşürdü.
Ancak, 8 Kasım’da arXiv’e yüklenen yeni bir çalışmada, araştırmacılar JWST’nin yeni verileriyle J1721+8842’yi yeniden analiz etti ve altı ışık noktasının aslında tek bir kuazardan geldiğini doğruladı. Ekip, yeni keşfedilen parlak noktaların, daha önceki lensing objesinin yanı sıra, daha uzak bir ikinci dev bir cisim tarafından lenslendiğini ve bu cismin soluk Einstein halkasının da kaynağı olduğunu buldu. (Çalışma henüz hakem incelemesinden geçmedi ancak Astronomi & Astrofizik dergisinde yayınlanmak üzere gönderildi.)
Işığın her parlak noktasının ışık eğrisini iki yıl boyunca gözlemleyen araştırmacılar, en zayıf iki kopya görüntüsünün bize ulaşma süresinde hafif bir gecikme olduğunu ve bu kopyaların ışığının diğer dört noktaya göre daha uzun bir mesafe kat ettiğini gösterdi. Bunun nedeni, bu görüntülerdeki ışığın, her iki lensing objesinin karşı taraflarından geçmesidir (yani, ilk lensin sol tarafından ve ikinci lensin sağ tarafından).
Ekip, bu “son derece nadir lensleme konfigürasyonunu” Einstein zig-zag’ı olarak adlandırdı çünkü bazı çift lensli parlak noktaların ışığı, her iki lensing galaksisinin etrafında zig-zag yaparak ilerlemişti.
Kozmolojiyi Kurtarmak
Kütle çekimiyle lenslenen nesneler, Einstein halkaları gibi, astronomlar ve kozmologlar için çok değerli çünkü bükülmüş ışık, lensleyen galaksilerin kütlesini ortaya çıkarabilir. Bu, karanlık madde ve kozmik genişlemeyi yönlendiren karanlık enerji gibi evrenin sırlarını çözmek için önemlidir.
JWST, daha önce göremediğimiz evrenin bölümlerinde bu nesneleri tespit etme konusunda son derece başarılı oldu. Ancak, maalesef bu teleskop, şu anda açıklayamadığımız bazı tutarsızlıkları da gözler önüne serdi.
Örneğin, teleskopun ölçümleri, evrenin farklı bölgelerinin farklı hızlarla genişlediğini doğruladı ve bu da kozmolojiyi “bozma” riski taşıyor. Araştırmacılar bu problemi “Hubble gerilmesi” olarak adlandırıyor.
Ancak, araştırmacılar, yeni doğrulanan Einstein zig-zag etkisinin, bu gerilmeyi düzeltmeye yardımcı olabileceğini düşünüyor çünkü benzersiz konfigürasyonu, astronomların her iki faktörü de — kozmik genişlemenin hızını (Hubble sabiti) ve evrenin genişlemesini yönlendiren karanlık enerjiyi — bu bölgedeki uzayda kesin bir şekilde ölçmelerine olanak tanıyacak. Normalde, bilim insanları yalnızca birini doğru bir şekilde belirleyebiliyor, ancak her iki faktörün ayrıntılı bilgisi, kozmik genişlemeyi tam olarak anlamak için gereklidir, yazıyor araştırmacılar.
Portsmouth Üniversitesi’nden astrofizikçi Thomas Collett, Science dergisine yaptığı açıklamada, zig-zag’ın incelenmesinin “evrenin genişleme hızının kozmolojik modelle tutarlı olup olmadığını” göstereceğini belirtti. Ancak, bu verileri çözmek için bir yıldan fazla süre gerekebileceğini ekledi. “Bu yüzden bir süre beklememiz gerekebilir” dedi.
