Kainatın qaranlıq üzü – Qara maddə və ya hər şeyin başlanğıcı



 

Yaxın keçmişə nəzərə salsaq görərik ki, bütün insanlar dünyanın, kainatın mərkəzində olduğunu düşünürdü. Bu məsələ dəyişdirilməz və müzakirə olunmaz bir fakt kimi qəbul olunurdu və ona qarşı çıxanlar isə cəzalandırılır, hətta öldürülürdü. Amma insanların arasında cəsarətli fikirlər söyləyənlər, hətta xalq kütlələrinin bu səhv dünya görüşünü dəyişdirənlər var idi. Onlardan biri Kopernik idi. Təbii ki, o da Günəşin kainatın mərkəzində olduğunu deməsi ilə səhv edirdi, amma o dövrdə inqilabi fikir idi. Çünki XV əsrdə bir çox insan dünyanın hətta düz müstəvi formasında olduğuna inanırdı və bunu dəyişmək çox çətin idi. Kopernik vəfat etdikdən sonra insanlar yenidən əvvəlki fikirlərinə qayıtmışdılar, lakin XVII və XVIII əsrlərdə İ.Nyuton kimi elm adamlarının töhfələri ilə elm dünyasında yeni cığırlar açılırdı. Nyuton qravitasiya qanunu kəşf etməklə bir ulduzun ətrafında dönən bir qalaktikada yaşadığımızı söyləməyə başladı. Nyutonun kəşfi elm dünyasında toxunulmaz qanun kimi qaldı. O vaxta qədər ki, Albert Eynşteynin Nyutonu “səhv çıxarmasına” qədər. Nyuton deyirdi ki, dünyamızda da, qalaktikamızda da cazibə və zaman eynidir, dəyişmir. Amma A.Eynşteyn öz müşahidələri ilə zamanın eyni olmadığını, hətta Nyutonun qalaktikadakı zaman anlayışının tamam səhv olduğunu dilə gətirmişdi. 

O dönəmlərdə bunu çox ciddiyə almırdılar, amma indi Eynşteyn fizika elminin banilərdən biri sayılır.  

1998-ci ildə Tip 1a Supernova adlı araşdırmada kainatın çox sürətli şəkildə genişləndiyi aşkarlandı. Bundan əvvəl kainatin genişləndiyi bilinirdi, lakin nəzəriyyələrə görə bu genişlənmə zamanla sürətini azaltmalı və daha sonra geriyə doğru sıxılma ilə əvəz olunmalı idi. Amma bu araşdırmadan sonra həmin nəzəriyyə öz əhəmiyyətini itirməyə başladı, çünki kainatda qəribə bir “fenomen” bu genişlənməni sürətləndirirdi.



 

 
Bunun nə olduğunu izah etmək üçün bir sıra suallar ortaya çıxdı. Maddə necə yaranmışdır? Kainatdakı qalaktikalar, planetlər, ulduzlar necə ortaya çıxmışdır? Hər şeyin təməlini qoyan bu maddə haradan gəlib?

Hal-hazırda müasir astrofizika elmində bu maddələrin adını ‘Qara Maddə’‘Qara Enerji’ adlandırırlar. Bu nəzəriyyəyə görə kainatı məhz bu iki məvhum idarə edir.

Böyük Partlayış (Big Bang)

Buna toxunmadan öncə daha əvvələ, yəni hər şeyin başlanğıcına nəzər yetirmək lazımdır. 2001-ci ildə WMAP adlı bir peyk kainatın ilk işığını kəşf etmək üçün kosmosa göndərildi. Burada haqqında danışılan işıq böyük partlayışdan təxminən 380 min il sonra yayıla biləcək həddə gələn işıqdır. Alimlərin əsas məqsədi partlayışa səbəb olan Kosmik Mikrodalğalı Radiasiyanı tapmaq idi. Çünki 1960-cı illərdə təsadüfən radio siqnallarla toqquşan varlığı aşkar edən Arno Penzias ve Robert Wilson adlı iki astronavt Kosmik Mikrodalğalı Radiasiyaları təsbit edirlər.


 
 
1992-ci ildə NASA-nın göndərdiyi COBE peyki bu radiasiyanın varlığını ilk dəfə dəqiq şəkildə sübut etmiş, bundan sonra kosmosa qaldırılan WMAP adlı peyk bu radiasiyanı detallı şəkildə xəritəsini işləmək üçün 9 il fəaliyyət göstərmişdir. Nəticədə kainatın əgər belə demək mümkünsə “ilk şəkli” ortaya çıxmışdır.


 
 
Bu gördüyünüz əslində böyük partlayışın bir izidir. Fərqli rəng çalarlarına baxaraq astronomlar kainatın doğuşundan etibarən nələrin baş verdiyini görə bilir və onun yaşını hesablaya bilirlər. Təxminən 13.7 milyard il. Amma burada bizə təqdim edilən əsas bilgi bu deyil, kainatın 95%-dən çoxunun “qara maddə” və “qara enerji” ilə dolu olması idi. Onların belə adlandırılmalarının səbəbi insanların bunun haqqında heç bir fikri olmaması ilə bağlıdır. Bu, elə bir qüvvə və maddədir ki, hələ də müasir günümüzdə onların tərkibi, nə olması, necə yaranması və niyə orda olması izah oluna bilinmir.

Qara Maddə

Qara və ya qaranlıq maddəni izah etmək üçün də kosmosdakı sürət anlayışlarına baxmaq lazımdır. Yer kürəsi Günəş ətrafında saatda təqribən 107.000 km sürətlə hərəkət edir. Günəş sistemi isə Süd yolu qalaktikasının ətrafında saatda təxminən 800.000 km sürətlə fırlanır. Ancaq bu iki sistem arasında qəribə fərqlilik var. Nyuton qanunları deyir ki, mərkəzdən uzaqlaşdıqca sürət azalmağa başlayır. Günəş sistemimizdəki planetlərin hərəkəti də bu qanuna uyğun olaraq baş verir. Bu məntiqlə qalaktika mərkəzlərinə görə uzaq olan ulduzların fırlanma sürəti də azalmalıdır. Amma müşahidələr göstərdi ki, bir ulduz qalaktika mərkəzinə görə hansı uzaqlıqda olursa olsun, eyni, hətta daha da sürətlə hərəkət edə bilir.




Bunu ilk dəfə Vera Rubin kəşf etmişdi. 1960-70-ci illər arasında hamı qalaktikaların mərkəzinə diqqət yetirərkən, o qalaktikaların sərhədlərinə yaxın ulduzları müşahidə etmiş və bu məvhumu görə bilmişdi. Vera Rubin bu kəşfinin belə izah etmişdi: Andromeda qalaktikası bizə ən yaxın spiral qalaktikalardan biridir. Burada işıq şüasının kənarında olan ulduzlar da sanki mərkəzə yaxınmış kimi hərəkət edirlər. Əgər onların hərəkətini təmin edən bir şey yoxdursa, deməli hansısa bir maddə var. Bu maddəni sonradan qara maddə adlandırdılar. Vera Rubinin müşahidələri bizə qalaktikaların qara maddə adlandırılan, lakin teleskoplardan görünməyən bir maddədən təşkil olunan halqanın içində hərəkət etdiklərini göstərirdi. Buradan, o, belə bir qənaətə gəldi ki, qalaktikalar boşluqda deyil, həmişə bu maddənin içində olublar. Qalaktikaların kütlələrinin böyük hissəsini də məhz bu maddə təşkil edir. Burada ən böyük problem qara maddənin bildiyimiz, gördüyümüz, müşahidə etdiyimiz heç bir şeyə bənzəməməsidir. Ona görə bu gün də həmin bu maddənin nə olduğu barədə ən kiçik müfəssəl fikir belə yoxdur. 

Burada sual olunur ki, əgər bu maddənin nə olduğu bilinmirsə, o zaman varlığına necə əmin ola bilirik? Bunun əsas göstəricilərindən biri ulduzların yaranmasıdır. Böyük partlayışdan sonra ulduzların yaranması üçün heç bir şərait olmadığı halda, onlar necə əmələ gəldi? Atomlar nəyə əsasən qərar verib birləşərək ulduzları əmələ gətirdilər? Bunun cavabını qismən də olsa WMAP xəritəsində görə bilərik. Xəritəyə baxdıqda görə bilərik ki, bəzi yerlərdə qara maddə çox sıxdır və atomlar da məhz burada birləşərək ulduzları əmələ gətirir. 

 
 

Higgs Bozonu və Higgs Sahəsi

1970-ci illərdə fiziklər çox qəribə bir fenomenin fərqinə vardılar. Belə ki, 4 fundamental qüvvənin ikisinin bir-biri ilə çox sıx bağlılığı vardı – zəif qüvvə və elektromaqnit qüvvəsi. Bu iki qüvvə eyni nəzəriyyə daxilində təsvir oluna bilər, bu isə Standart Modeli əmələ gətirir. Standart Model dedikdə kainatda olan hər şeyi, hətta atomları belə formalaşdıran atomaltı hissəciklər nəzərdə tutulur. Bunlar da gördüyümüz bütün maddələri əmələ gətirən fermionlar və bozonlardır. Bozonlar fermionlar arasındakı qüvvə mübadiləsini təmin edən hissəciklərdir. Bozonlarla üç fundamental qüvvələr – güclü, zəif nüvə qüvvəsi və elektromaqnit qüvvələri daşınır. Qravitasiyanı isə bu model hələki bu prosesə inteqrasiya edə bilməyib. Daha doğrusu qravitasiyanın harada necə fəaliyyət göstərdiyini aşkarlaya bilmir.

Bozonlar atomun nüvəsində olan proton və neytronları əmələ gətirən kvarkları da özündə birləşdirir. Kütləsi olan ən kiçik hissəcik də onlardır. Burada əsas sual bu kütlənin haradan gəlməsidir. Bunun izahını Peter Higgs vermişdir. Bu hissəciklər Higgs Sahəsi adı verilən və bütün kainatı əhatə edən, hər şeyin içində olduğu bir sahədə hərəkət edir. Onlar bu hərəkət zamanı yavaşıyaraq kütləyə sahib olurlar. Əgər onlar sürətcə yavaşımasa və işıq sürətində hərəkət etsəydilər sadəcə enerjiyə çevrilər və gördüyümüz heç bir şey yaranmazdı. Bu sahəni Peter Higgs 1960-cı illər müşahidə etmiş, lakin Avropa Nüvə Tədqiqatları Təşkilatında (CERN) 2012-ci ildə hissəciklərin toqquşdurulması ilə Higgs Bozonunu kəşf edərək bu sahənin varlığını sübut etmişdir.

Bununla da Peter Higgs 2013-cü ildə Nobel mükafatı ilə təltif olunmuşdur. 


 

Higgs Bozonu hər yeri əhatə edən Higgs Sahəsində əmələ gələn dalğalar ilə ortaya çıxan hissəcikdir. Bu dalğalar hissəciklərin bir-biri ilə sürətlə toqquşması zamanı yaranır. Nəticədə kütlənin qazanılmasına səbəb olan hissəcik də buradan əmələ gəlir. 

Higgs Bozonu məhz bu səbəbdən əhəmiyyətlidir. Alimlər düşünür ki, maddələri bir yerdə tutan qaran maddəni məhz onun vasitəsilə açıqlamaq olar. Lakin hələ də bu mövzu üzərində araşdırmalar aparılır. Əgər qara maddənin nə olduğu açıqlansa, kainatdakı hər şeyin necə yarandığını da izah etmək mümkün olacaq.

Kainatın sonu?

Bununla yanaşı qara maddənin daha böyük və qara bir düşməni var. Astronomlar uzaqdakı qalaktikaları, böyük partlayışın izlərini araşdırarkən qəribə bir şey kəşf ediblər. Kainat böyük partlayışdan sonra gözlənildiyi kimi 8 milyard il boyunca yavaşıyaraq genişlənir, hətta nəzəriyyəyə görə bu yavaşıma bir müddət sonra dayanacaq, daha sonra isə hər şeyin sonu olduğu kimi kainatın da sonu gələrək yox olacaq (Big Crunch). Amma 8 milyard ildən sonra kainat gözlənilənin əksinə daha sürətlə genişlənməyə başlayır. Bu genişlənmənin sürəti arta-arta davam edir. Təxminlərə görə kainatın sürətlənməsi saatda 241 min km-dir. Alimləri düşündürən məsələ isə bunun necə baş verməsi idi. Bunun izahını vermək hələki mümkün olmayıb. Bu cür sürətə səbəb olan məvhuma isə “Qara Enerji” adı verilib. Kainatin 68%-ni əhatə edən, görünməyən, anlaşılmayan, amma varlığından əmin olduğumuz bu qüvvə kainatın sonu ilə bağlı nəzəriyyələrin də yaranmasına səbəb olub. Bu nəzəriyyəyə görə kainat o qədər sürətlə genişlənəcək ki, hər şey, hətta atomlar belə dartılaraq parçalanacaq və sonda məhv olacaqlar. Bu isə növbəti məqaləmizin mövzusudur. 


Yanoş Məhərrəmov

Şəffaflıq.az

шаблоны для dle 11.2


Facebook-da paylaş