Özgür Can Özüdoğru
2024 yılının bilimsel gelişmelerini incelerken bilim tarihine damgasını vuran ve herkesin istisnasız olarak büyük bir ilgiyle konuştuğu tekil bir olay ararsak yanılırız. Geçmişte olduğu gibi bu sene de çok çeşitli alanlarda büyük atılımlar oldu şüphesiz, ancak mRNA aşıları, LLM gibi çok büyük gelişmelerin art arda geldiği birkaç sene sonrasında bu yılın görece “sakin” geçmesi bilimsel gelişmelere olan ilgiyi azaltmasın. Zira yazımıza gözden kaçan ancak büyük atılımlara yol açma potansiyeli olan bir gelişmeyle başlamak istiyoruz.
Mars’ta fosil izleri
NASA’nın Mars’a gönderdiği son araç olan Perseverance, kızıl gezegenin kuzey yarımküresinde bulunan ve geçmişte sıvı halde su barındırdığına kesin gözüyle bakılan Jezera Krateri bölgesinde kurumuş bir nehir yatağı olan Neretva Vallis kuzeyinde tuhaf bir kaya keşfetti. Cheyava Falls olarak adlandırılan kayalıktan uzay aracının aldığı bir örnek üzerinde bulunan siyah lekeler ve çukurcuklar, özellikle genç Dünya’da bulunan çeşitli mikropların enerji elde etmek için kaya üzerine yapışan besin kaynaklarını tüketmesiyle ortaya çıkan çukurların birebir aynı. Sadece bu morfolojik bulgudan yola çıkarak Mars’ın geçmişte yaşam barındırdığı savını kesin olarak kabul etmek makul bir varsayım olmasa da, biliminsanları kayalıklar üzerinde bulunan bu tür çukurların ortaya çıkmasını sağlayan başka bir fiziksel süreç bilmiyor. Dolayısıyla bu ve benzeri bulguların gittikçe artması nedeniyle görünüşe göre Mars’ta Dünya’dakine benzer bir yaşam eğer bir gün keşfedilirse, en azından akademik çevrelerde bu durumun çok ciddi şaşkınlıklara sebep olmayacağını söylemek sıra dışı bir sav olmaz. İlgili NASA basın açıklamasına aşağıdaki bağlantı aracılığıyla ulaşabilirsiniz:
NASA’s Perseverance Rover Scientists Find Intriguing Mars Rock
Güneş’ten eski yaşam olasılıkları
Gökyüzünde gerçekleşen bir başka kritik keşif de yine NASA uzay aracı sayesinde gerçekleşti.
OSIRIS-REx ismindeki sonda, Dünya’nın yakın çevresinde bulunan Bennu ismindeki göktaşına ulaştı ve içinden bir takım toprak örnekleri aldı. 4,5 milyar yıl yaşındaki 121 gramlık örnekler Dünya’ya ulaşır ulaşmaz yerbilimciler örnekleri incelemeye koyuldular. Bu araştırmalar sonucu elde edilen bulgulara göre Bennu, bir zamanlar sıvı halde suyla dolu ve potansiyel olarak yaşama elverişli bir ortama sahipmiş. Özellikle canlılığın yapıtaşı olan bir takım organik moleküller ve mineraller ile dolu olması, geçmişte yaşama ev sahipliği yapmış olma ihtimalini de yaratmakta. Bennu’dan alınan örneğin neredeyse Güneş’imiz ile yaşıt olduğunu göz önünde bulundurursak, Güneş Sistemi’nin oluşumunun ilk günlerinde dahi yaşama elverişli kaya gezegen ve gezegenimsilerin olduğu net bir şekilde ortaya konmakta. Üstelik incelenilen örnek göktaşının %1’lik kısmı dahi değil. Dolayısıyla çözülmesi gereken bir başka gizem Bennu’nun koptuğu atası olan gezegenimsi yapının nasıl bir şey olduğu. Dünya’ya yakın bir yörüngede olması Güneş Sistemi içinden bir yapı olma ihtimalini artırıyor, bu da Güneş’in ortaya çıktığı zamanların öncesinde benzer gezegenlerin olma ihtimalinin speküle edilebilmesini sağlıyor. Şimdilik bu konuda net ifadelerde bulunmaktan kaçınılsa da ilerleyen teknolojiyle yer örnekleri aracılığıyla daha da geçmişe gidecek metotlar geliştirilebilir.
İlgili çalışmaya dair yayınlanan makaleye aşağıdaki bağlantı aracılığıyla ulaşabilirsiniz:
https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2024/pdf/1281.pdf
Hoş geldin maddenin yeni hali: Süperkatılar
En büyüklerin dünyasından küçüklerin dünyasına indiğimizde not edilmesi gereken bir fizik gelişmesinden bahsetmeliyiz. Innsbruck Üniversitesi Kuantum Optiği Bölümü’ndeki çalışma grubu, uzun süredir varlığı tahmin edilen egzotik bir madde hali olan süperkatı (İng. Supersolid) yapıyı oluşturmayı başardı ve disprozyum atomlarından oluşan sert bir kristali karıştırdıklarında ortaya çıkan “kuantum hortumlarını” görüntüledi. Süperkatılar, hem katı hem de süper akışkan özelliklere sahip olmaları nedeniyle fizik dünyasında önemli bir yere sahip. Astrofizikçiler ise bu süperkatı halin, inanılmaz yoğunlukta ve hızlı dönen atarcaların (İng. pulsar) içinde de bulunduğunu düşünüyor, zira bu cisimlerin çekirdeklerindeki ekstra yoğun ortamı eldeki verilerle tümüyle açıklamak mümkün değil. Dolayısıyla bu bulgu da evrendeki aşırı yoğun koşullar altında maddenin nasıl davrandığına dair yeni ipuçları sağlamış oldu.
Konuyla ilgili Nature dergisinde yayımlanan akademik makaleye aşağıdaki bağlantı aracılığıyla ulaşabilirsiniz: https://www.nature.com/articles/s41586-024-08149-7
Yeni bir geometriye yolculuk
2024’e dair soyutların dünyasında önemli bir gelişme daha yaşandı. Teorik fizikçiler, parçacık etkileşimlerinin sonuçlarını tahmin etmek için yeni bir geometrik dil geliştirdiler. Geleneksel olarak, bu etkileşimler kuantum kurallarına göre uzay ve zamanda dinamik olaylar olarak tanımlanır ve denklemlerle açıklanır. Ancak yeni yöntemle, çözümler yüzeyler üzerindeki eğrilerden doğal bir şekilde akıyor. Bu çığır açıcı kavrayışlar, uzay ve zamanın temel yapı taşlarını keşfetme çabasının bir parçasını oluşturuyor. Bir başka derinlemesine inceleme için, entropiye dair çok yönlü bir keşif sunan multimedya çalışmasına göz atılabilir. Bu çalışma, bu kavramın evrimleşen anlayışının bilimin amacını ve evrendeki rolümüzü nasıl yeniden şekillendirdiğini araştırıyor.
İlgili makaleye buradaki bağlantı aracılığıyla ulaşabilirsiniz:
https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP10(2024)231
Oyunu değiştiren James Webb Uzay Teleskopu
James Webb Uzay Teleskobu, hem şu ana kadar uzaya gönderilmiş en geniş ayna çapına sahip teleskop olması hem de Dünya ile Mars arasındaki kendine özgü konumu nidiniyle modern gökbilimin merkezinde yer almayı başardı ve uzunca yıllar bilim gündeminden asla eksilmeyeceğe benziyor. Fakat özellikle ilk fırlatıldığı yıllarda evrenin neresine baksa, bu tür bir nesneyle ilk kez bakılmasından dolayı yeni keşifler yapan teleskobun “ilk” keşiflerine dair serüvenin 2024 yılı itibariyle sonuna ulaşılmış gibi görünüyor, zira yapılan gözlemler ve sonrasında gerçekleşen basın açıklamalarından görülüyor ki Webb Teleskobu tarafından özellikle yüksek çözünürlük ile renkserim (İng. Spectrum) kabiliyetleri aracılığıyla gözlenmesi istenen ötegezegen, gökada gibi nesnelere dair planlanan gözlemler yapıldı ve yakın zamanda teleskop, çeşitli gökbilimcilerin kurucu komiteye verecekleri teklifler doğrultusunda sipariş gözlemler de yapacak. Yine de 2024 içinde Webb Teleskobu kritik birkaç gözleme imza attı:
Genç evrenin parlak gökadaları: James Webb Uzay Teleskobunun çalışır hale gelmesinin ardından yapılan ilk çalışmalardan biri teleskobu evrenin en uzak noktalarına çevirmek ve uzun süre ışık almasını sağlamak oldu. Bu gözlemler sonucu ortaya çıkan “derin alan (İng. deep field)” görüntülerinde beklenmedik bir durumla karşılaşıldı. Evrenin en karanlık ve uzak bölgelerine yeterince bakıldığında gökcisimleri görmek Hubble Uzay Teleskobundan beri beklenen ve görülen bir olay, ancak bu kadar uzaklarda milyarlarca yıldızı barındıran gökadalar görmek hiç beklenir şeyler değil. Evrende, ışığın yayılmasının aldığı zamandan ötürü ne kadar uzağa bakılırsa zamanda o kadar geçmiş görünür. Dolayısıyla elde insanlığın yaptığı en güçlü teleskop olduğunda onun evrendeki en uzak bölgelere bakmak için kullanıldığında evrenin çocukluk ve gençlik dönemlerini görmek mümkün olur. Bu dönemlerde büyük patlamayı oluşturan gaz ve toz bulutlarının zaman için moleküler bulutları, sonrasında da yıldızları oluşturduğunu tahmin etmek güç değil ancak bu yıldızları bir arada tutacak süper kütleli karadeliklerin oluşması, sonrasında da bu karadelikler etrafında milyarlarca yıldızın yörüngelere oturarak gökadaları oluşturmasının milyarlarca yıl almış olması beklenmekteydi. Tam olarak bu noktada Webb Teleskobu, gökbilimde bir paradigma kayması yaratmaya başladı zira defalarca ve defalarca genç evrene dair yapılan her gözlemde olmaması gereken yerlerde gökadalara rastlandı. İşte bu durum ve bu durumun açıklanmasını sağlayacak kuramsal bir öngörünün eksikliği evrenbilimi kozmolojide “Kozmolojideki Kriz (İng. Crisis in Cosmology)” olarak adlandırılıyor. 2024 yılı boyunca Webb Teleskobu, eldeki uzaklık ölçme yöntemleri doğruysa -ki daha önce hiç yanıltmadı-, defalarca genç evren gözlemi yapmaya devam etti ve hepsinde evrenin ilk milyar yılında oluşmuş gökadalar gözlemledi, daha ilerleyen zamanlardaki gökadaların da önceden öngörülenden daha parlak olduğunu, yani daha çok enerji üreten yıldızların olduğunu gördü. Bu sıra dışı gözlemlere dair rakip açıklamalar mevcut ancak nihai açıklama halen gizemini koruyor.
Kaya ötegezegenlerin atmosferleri: James Webb Uzay Teleskobu sayesinde kökünden değişmeye yatkın bir başka alan da ötegezegen çalışmaları. Geçmişte birçok dünya benzeri ötegezegen keşfedilmiş, bu gezegenlerin konumları ve kimyasal bileşenleri üzerinden sıvı halde su bulundurma ihtimalleri hesaplanmıştı. Fakat Webb Teleskobu sayesinde ilk defa kaya gezegenlerin atmosferlerinin içine girip çıkan ışık hüzmeleri yakalanmaya başlandı. Bu ışıklarda ötegezegenlerin atmosferlerindeki madde yoğunluklarının ayak izleri çok net bir biçimde görülüyor. 2024 yılının mayıs ayında Webb Teleskobu tarafından yapılan bir gözlem, 55 Cancri Dünya benzeri ötegezegeninin sıcak atmosferindeki havaya dair izlerin ölçülmesi sayesinde gezegenin yüzeyinde magma okyanusları olduğunu, kükürt dioksit ve su buharı içeren bulutların oluşup asit yağmurları yağdığını ortaya koydu. Eskiden bu tür anlatılar, gezegenden yansıyan ışıklardan yapılan ebat ve yörünge izleri doğrultusunda model hesapları ve öngörüler aracılığıyla gerçekleşirken artık doğrudan yapılan gözlemlerle bu olaylar “görülmeye” başlıyor.
İlgili Webb gözlemine aşağıdaki bağlantı aracılığıyla ulaşabilirsiniz:
https://esawebb.org/news/weic2412/
