Evren günümüzde ne kadar sıcak? Önceden ne kadar sıcaktı? Araştırmacılardan oluşan uluslararası bir takım, evrenin büyük yapılarındaki ortalama gaz sıcaklığının son 8 milyar yılda yaklaşık 3 kat artarak, günümüzdeki 2 milyon Kelvin civarına ulaştığını öne sürüyor.
Evren’in bu büyük ölçekli yapısı, galaksilerin ve galaksi kümelerinin uzaydaki küresel dağılım kalıplarıyla ilişkili. Bu kozmik ağ, evrenin ilk zamanlarındaki madde dağılımında meydana gelen ve kütlesel çekim yoluyla artan ufak düzensizliklerden ortaya çıkmış. Çalışmanın baş yazarı ve Ohio State Üniversitesi Evrenbilim ve AstroParçacık Fiziği Merkezi’nde araştırma görevlisi olan Yi-Kuan Chiang şöyle söylüyor: “Evren evrimleştikçe, kütleçekim uzaydaki karanlık madde ve gazı birbirine yaklaştırarak galaksileri ve galaksi kümelerini meydana getiriyor. Bu çekim o kadar sert ki, giderek daha fazla miktarda gaz şoklanıp ısınıyor.”
Bu ısınan gazlar, daha sonra evrenin kozmik zamandaki ortalama sıcaklığını ölçmede kullanılabiliyor. Araştırmacılar özellikle “Sunyaev-Zeldoviç” etkisini kullanmışlar. Bu etki adını, Max Planck Enstitüsü Astrofizik bölümünün emekli müdürü Raşit Sunyaev ile bu olguyu ilk defa kuramsal açıdan tahmin eden Sovyet dönemi fizikçisi Yakov Zeldoviç’ten alıyor. Bahsi geçen etki, kozmik mikrodalga arka plan ışınımındaki düşük enerjili fotonlar, evrenin büyük ölçekli yapısındaki sıcak elektronlar yardımıyla dağıldığında ortaya çıkıyor. Bu dağılma, elektronlardan fotonlara enerji aktarıyor ve bu sıcak elektron gazını görünür kılıyor. Sunyaev-Zeldoviç etkisinin yoğunluğu, bu gazın ısıl basıncıyla doğru orantılı. Isıl basınç da, elektronların sıcaklığıyla doğru orantılı.
Bu ölçüm her ne kadar prensipte doğrudan olsa da, gerekli verilerin toplanması büyük bir zahmet gerektirmiş.
Çalışmada yaklaşık sekiz milyar yıl önce (z=1’lik kırmızıya kayma oranıyla), ortalama elektron sıcaklığının 700.000 Kelvin civarı olduğu ve bugünkü yaklaşık iki milyon Kelvin’lik değerine çıktığı belirlenmiş. Dahası bilim insanları bu evrimin, (gazlar çarpışan büyük ölçekli yapılarda şok etkisiyle ısındıkça) neredeyse tümüyle yapıların büyümesiyle yönlendiğini kararlaştırmışlar.
Kavli Evren Fizik ve Matematik Enstitüsü. Ç: O.
