Adi maddənin əksəriyyəti qeyri-adi yerdə Astronom izah edir

Kainatın İtkin Normal Maddəsi Tapıldı: Kosmik Sirrin Həlli

Teleskoplarla fəzaya baxdıqda saysız-hesabsız qalaktikalar görünür. Onların əksəriyyəti böyük mərkəzi qara dəliklərə, milyardlarla ulduza və attendant planetlərə ev sahibliyi edir. Kainat nəhəng, möhtəşəm cisimlərlə doludur və bu kütləvi obyektlərin kainatın maddəsinin böyük hissəsini saxlaması təbii görünə bilər. Lakin Böyük Partlayış nəzəriyyəsi kainatın tərkibinin təxminən 5%-nin proton, neytron və elektrondan ibarət atomlar olacağını proqnozlaşdırır. Bu atomların əksəriyyəti ulduzlarda və qalaktikalarda tapılmır – bu, astronomları uzun müddətdir düşündürən bir ziddiyyətdir. Gözəgörünən ulduzlarda və qalaktikalarda tapılmırsa, maddənin ən ehtimal olunan gizləndiyi yer qalaktikalararası qaranlıq fəzadır. Fəza adətən vakuum kimi qəbul edilsə də, tamamilə boş deyil. Fərdi hissəciklər və atomlar ulduzlararası və qalaktikalararası fəzada səpələnərək "kosmik tor" adlanan qaranlıq, lifli bir şəbəkə əmələ gətirir. Bu kosmik toru öyrənmək hər zaman çətin bir vəzifə olmuşdur. 2025-ci ilin iyun ayında nəşr olunan bir araşdırmada, bir qrup alim kainatdakı normal maddənin miqdarını müəyyən etmək üçün unikal bir radio texnikasından istifadə etdi.

Normal Maddənin Sayımı

Normal maddəni axtarmağın ən aydın yolu ulduzlar şəklindədir. Qravitasiya ulduzları qalaktikalarda toplayır və astronomlar müşahidə edilə bilən kainatdakı qalaktikaları sayırlar. Bu siyahıya görə, yüz milyardlarla qalaktika var, hər biri də yüz milyardlarla ulduzdan ibarətdir. Bir çox ulduz qalaktikaların kənarında gizləndiyi üçün dəqiq rəqəmlər qeyri-müəyyəndir. Bu, kainatda təxminən 10^23 ulduz, yəni Yer kürəsinin bütün çimərliklərindəki qum dənələrindən yüz dəfə çoxdur. Kainatda təxminən 10^82 atom olduğu təxmin edilir. Lakin bu nəhəng rəqəm, Böyük Partlayış nəzəriyyəsi ilə proqnozlaşdırılan bütün maddəni hesablamaq üçün kifayət deyil. Diqqətli hesablamalar göstərir ki, ulduzlar kainatdakı normal maddənin yalnız 0,5%-ni təşkil edir. Ehtimal ki, on qat daha çox atom fəzada sərbəst şəkildə üzür. Maddənin yalnız 0,03%-i hidrogen və heliumdan başqa elementlər, o cümlədən karbon və həyatın bütün təməl daşlarıdır.

Qalaktikalar Arasında Axtarış

Qalaktikalararası mühit – qalaktikalar arasındakı fəza – demək olar ki, tamamilə vakuumdur, sıxlığı hər kub metrdə bir atom və ya hər 35 kub futda bir atomdur. Bu, Yerdəki havanın sıxlığından milyardda bir milyarddan daha azdır. Hətta bu çox aşağı sıxlıqda belə, kainatın nəhəng, 92 milyard işıq ili diametri nəzərə alındıqda, bu diffuz mühit xeyli miqdarda normal maddə toplayır. Qalaktikalararası mühit milyonlarla dərəcə temperaturu ilə çox istidir. Bu, onu yalnız X-şüa teleskopları ilə müşahidə etməyi çətinləşdirir, çünki çox isti qaz kainatda çox qısa X-şüa dalğa uzunluqlarında şüalanır. X-şüa teleskoplarının həssaslığı məhduddur, çünki onlar əksər optik teleskoplardan kiçikdir. Bu səbəbdən, qalaktikalararası fəzada gizlənmiş normal maddənin tapılması üçün yeni üsullar tələb olunurdu.

Yeni Bir Alətin Tətbiqi

Astronomlar bu itkin maddə problemini həll etmək üçün bu yaxınlarda yeni bir alətdən istifadə etdilər: sürətli radio partlayışları. Sürətli radio partlayışları (SRPlər) bir millisaniyədə Günəşin üç gün ərzində yaydığı qədər enerji yaya bilən güclü radio dalğalarıdır. İlk dəfə 2007-ci ildə kəşf edilən alimlər, bu partlayışların uzaq qalaktikalardakı sıx ulduz qalıqları tərəfindən törədildiyini tapdılar. Onların enerjisi fəzada hərəkət etdikcə tükənir və Yerə çatdığı zaman bir mobil telefon siqnalının Ayda yayıldığı və sonra Yerdə aşkar edildiyi haldan min dəfə zəif olur. 2025-ci ilin əvvəllərində aparılan araşdırmalar bu sürətli radio partlayışlarının mənbəyinin ultra-kompakt neytron ulduz ətrafındakı yüksək maqnit bölgə olduğunu göstərir. Neytron ulduzları, supernova partlayışından sonra öz cazibə qüvvəsi altında çökən nəhəng ulduzların inanılmaz dərəcədə sıx qalıqlarıdır. Radio partlayışları yayan xüsusi növ neytron ulduzu maqnetar adlanır, onun maqnit sahəsi Yerinkindən min trilyon dəfə güclüdür. Astronomlar sürətli radio partlayışlarını tam başa düşməsələr də, onları qalaktikalararası fəzanı araşdırmaq üçün istifadə edə bilirlər. Partlayışlar fəzada hərəkət edərkən, isti qalaktikalararası qazdakı elektronlarla qarşılıqlı əlaqə daha uzun dalğa uzunluqlarını üstünlük təşkil edərək yavaşladır. Radio siqnalı, prizmanın günəş işığını göy qurşağına çevirməsinə bənzər şəkildə yayılır. Astronomlar siqnalın yayılma dərəcəsindən istifadə edərək, partlayışın Yerə gələrkən nə qədər qazdan keçdiyini hesablayırlar. Bu üsul sayəsində kainatdakı itkin normal maddənin axtarışında irəliləyiş əldə edildi.

Tapmaca Həll Oldu

2025-ci ilin iyun ayında nəşr olunan yeni araşdırmada, Caltech və Harvard Astrofizika Mərkəzindən olan bir qrup astronom Kaliforniyadakı 110 radio teleskopdan ibarət bir qurğudan istifadə edərək 69 sürətli radio partlayışlarını araşdırdılar. Tədqiqat qrupu, kainatın normal maddəsinin 76%-nin qalaktikalar arasındakı fəzada, 15%-nin qalaktika halolarında – qalaktikadakı görünən ulduzları əhatə edən bölgədə – qalan 9%-nin isə ulduzlarda və qalaktikalar daxilindəki soyuq qazda olduğunu müəyyən etdi. Kainatdakı normal maddənin bu tam hesabatı Böyük Partlayış nəzəriyyəsinin güclü təsdiqidir. Nəzəriyyə kainatın ilk bir neçə dəqiqəsində yaranan normal maddənin bolluğunu proqnozlaşdırır, buna görə də proqnozlaşdırılan 5%-i bərpa etməklə nəzəriyyə kritik bir sınaqdan keçir. Artıq minlərlə sürətli radio partlayışları müşahidə edilib və qarşıdan gələn radio teleskoplar qurğusu kəşf nisbətini ildə 10.000-ə qədər artıracaq. Bu qədər böyük bir nümunə sürətli radio partlayışlarını kosmologiya üçün güclü vasitələrə çevirəcək. Kosmologiya kainatın ölçüsü, forması və təkamülü ilə bağlı bir elmdir. Radio partlayışları atomları saymaqdan daha çox, kosmik torun üçölçülü strukturunu xəritələndirmək üçün istifadə edilə bilər.

Kainatın Pay Bölgüsü

Elm adamları normal maddənin necə paylandığına dair tam mənzərəyə sahib olsalar da, kainatın böyük hissəsi hələ də tam başa düşmədikləri maddələrdən ibarətdir. Kainatdakı ən bol maddələr qaranlıq maddə və qaranlıq enerjidir, hər ikisi də pis başa düşülür. Qaranlıq enerji kainatın sürətlənən genişlənməsinə səbəb olur və qaranlıq maddə qalaktikaları və kainatı bir yerdə saxlayan görünməz yapışqandır. Qaranlıq maddə, ehtimal ki, zərrəciklər fizikasının standart modelinə daxil olmayan, əvvəllər öyrənilməmiş bir növ fundamental hissəcikdir. Fiziklər bu yeni hissəciyi hələ aşkar edə bilməyiblər, lakin onun mövcud olduğunu bilirik, çünki ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə görə, kütlə işığı əyir və görünən maddə ilə izah edilə biləndən daha çox qravitasiya linzası müşahidə edilir. Qravitasiya linzası ilə bir qalaktika qrupu işığı optik linzaya bənzər şəkildə əyir və böyüdür. Qaranlıq maddə ənənəvi maddədən beş dəfədən çox ağırdır. Bir sirr həll oluna bilsə də, daha böyük sirlər hələ də qalmaqdadır. Qaranlıq maddə hələ də sirli olsa da, indi biz insanlar olaraq bizi və ətrafımızdakı dünyanı təşkil edən normal maddə haqqında daha çox məlumata sahibik.

24 saat