Önümüzdeki 50 Yılda Evrendeki Yerimiz Dramatik Olarak Değişecek - İşte Nasıl

Öyleyse 1900'de öykü, önde gelen fizikçi Lord Kelvin, İngiliz Bilim İlerleme Derneği'ne şu sözlerle hitap etti: “Şimdi fizikte keşfedilecek yeni bir şey yok.”

Önümüzdeki 50 Yılda Evrendeki Yerimiz Dramatik Olarak Değişecek - İşte Nasıl
Önümüzdeki 50 Yılda Evrendeki Yerimiz Dramatik Olarak Değişecek - İşte Nasıl

Öyleyse 1900'de öykü, önde gelen fizikçi Lord Kelvin, İngiliz Bilim İlerleme Derneği'ne şu sözlerle hitap etti: “Şimdi fizikte keşfedilecek yeni bir şey yok.”

Ne kadar yanılmıştı. Ertesi yüzyıl fiziği tamamen kafasına çevirdi. Çok sayıda teorik ve deneysel keşif, evreni ve içindeki yeri anlamamızı değiştirdi.

Gelecek yüzyılın farklı olmasını beklemeyin. Evrenin hala keşfedilmeye devam eden birçok gizemi vardır - ve yeni teknolojiler önümüzdeki 50 yıl içinde bunları çözmemize yardımcı olacaktır.

Birincisi varlığımızın temelleriyle ilgilidir. Fizik, Big Bang'in sizin yaptığınız maddeye ve antimadde denilen şeye eşit miktarda ürettiğini tahmin ediyor. Maddenin çoğu parçacığı, aynı ancak karşı elektrik yükü olan bir antimadde ikizine sahiptir. İkisi buluştuğunda, tüm enerjileri ışığa dönüştürülerek birbirlerini yok ederler.

Fakat bugün evren neredeyse tamamen madde dışına çıkarılmıştır. Peki tüm karşımadde nereye gitti?

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) bu soruya bir fikir verdi. Protonları düşünülemez hızlarda toplar ve daha önce hiç görülmemiş olan daha hafif parçacıklara çürüyen ağır madde ve antimadde parçacıkları oluşturur.

LHC, maddenin ve karşımaddenin biraz farklı oranlarda bozulduğunu göstermiştir. Bu, doğada neden bir asimetri gördüğümüzü açıklamanın yolunun bir parçası - ama hiçbir yere yakın değil -.

LHC'nin 27 km'lik çarpıştırıcısı, gelenlere kıyasla hiçbir şey değil. Kredi bilgileri: Anna Pantelia / CERN

Sorun şu ki, kullanılan fizikçilerin hassasiyeti ile karşılaştırıldığında, LHC tenis raketi ile masa tenisi oynamak gibidir. Protonlar daha küçük parçacıklardan oluştuğu için, içlerine çarpıştıklarında her yere püskürtürler, bu da enkazlar arasında yeni parçacıklar tespit etmeyi çok daha zorlaştırır. Bu, bu kadar antimaddenin neden kaybolduğuna dair daha fazla ipucu için özelliklerini doğru bir şekilde ölçmeyi zorlaştırır.

Önümüzdeki on yıllarda üç yeni çarpışmacı oyunu değiştirecek. Aralarında şef, 27km LHC'yi bir kızak olarak kullanacak olan, Cenevre'yi çevreleyen 100 km'lik bir tünel olan Gelecek Dairesel Çarpıştırıcısı (FCC). Protonlar yerine, çarpıştırıcılar elektronları ve bunların anti-partiküllerini, pozitronlarını LHC'nin elde edebileceğinden çok daha yüksek hızlarda parçalayacaklar.

Protonlardan farklı olarak, elektronlar ve pozitronlar bölünemez - bu yüzden ne çarpıştığımızı tam olarak bileceğiz. Aynı zamanda, ikisinin çarpıştığı enerjiyi değiştirebilir, spesifik antimadde parçacıkları üretebilir ve özelliklerini - özellikle de bozulma şekillerini - çok daha doğru bir şekilde ölçebiliriz.

Bu araştırmalar tamamen yeni bir fizik ortaya çıkarabilir. Bir olasılık, antimaddenin yok olmasının karanlık maddenin varlığıyla ilişkili olabilmesidir - evrendeki kütlenin% 85'ini oluşturan şimdiye kadar tespit edilemeyen parçacıklar. Karşımaddenin yokluğu ve karanlık maddenin yaygınlığı büyük olasılıkla kendilerini Büyük Patlama sırasında mevcut koşullara borçludur, bu nedenle bu deneyler varlığımızın kökenlerine doğru araştırmaktadır.

Çarpıştırıcı deneylerinden saklı keşiflerin hayatımızı nasıl değiştireceğini tahmin etmek imkansız. Ancak son kez daha güçlü bir büyüteçle dünyaya baktığımızda, atom, parçacık ve kuantum mekaniği dünyasını keşfettik - şu anda bilgi işlem, tıp ve enerji üretiminde devrim yapmak için kullanıyoruz.

Artık yalnız değil misin?

Kozmik ölçekte keşfedilecek çok şey var - en azından evrende yalnız olup olmadığımız sorusu. Mars'ta son zamanlarda sıvı su keşfine rağmen, henüz mikrobik yaşamın bir kanıtı yoktur. Bulunsa bile, gezegenin sert ortamı, inanılmaz derecede ilkel olacağı anlamına geliyor.

Sanatçının James Webb Uzay Teleskobu'nu yorumlaması. Kredi bilgileri: Northrop Grumman

Diğer yıldız sistemlerindeki gezegenlerde yaşam arayışı şimdiye kadar meyve vermedi. Ancak 2021'de piyasaya çıkacak olan yaklaşan James Webb Uzay Teleskobu, yaşanabilir dış gezegenleri tespit etme biçimimizde devrim yaratacak.

Bir yıldızın önündeki yörünge gezegeni geçerken batışını ölçen önceki teleskoplardan farklı olarak, James Webb, ışığı teleskopa giren bir yıldızdan engellemek için koronagraf adı verilen bir alet kullanacak. Bu, güneş ışığının gözlerinize girmesini engellemek için elinizi kullanmakla aynı şekilde çalışır. Teknik, teleskopun, yörüngesindeki yıldızın parlak parıltısı tarafından normalde bunalmış olan küçük gezegenleri doğrudan gözlemlemesine izin verecektir.

James Webb teleskopu sadece yeni gezegenleri tespit etmekle kalmayacak, aynı zamanda hayatı destekleyip destekleyemeyeceklerini de belirleyebilecek. Bir yıldızdan gelen ışık bir gezegenin atmosferine ulaştığında, yansıyan spektrumda boşluklar bırakarak belirli dalga boyları emilir. Bir barkod gibi, bu boşluklar gezegenin atmosferinin yapıldığı atomlar ve moleküller için bir imza sağlar.

Teleskop, bir gezegen atmosferinin yaşam için gerekli koşullara sahip olup olmadığını tespit etmek için bu “barkodları” okuyabilecektir. 50 yıl sonra, orada ne yaşayacağını veya kimin yaşayabileceğini belirlemek için gelecekteki yıldızlararası uzay misyonları için hedeflerimiz olabilirdi.

Eve yakın olan Jüpiter'in ayı Europa, kendi güneş sistemimizde hayatı barındırabilecek bir yer olarak tanımlandı. Soğuk sıcaklığına (−220 ° C) rağmen, yörüngesindeki ultra-büyük gezegenden gelen yerçekimi kuvvetleri, donmasını önlemek için yüzeyin altına yeterince su dökerek mikrobiyal ve hatta su yaşamı için olası bir yer haline getirebilir.

2025 yılında fırlatılmak üzere ayarlanan Europa Clipper adlı yeni bir görev, bir yüzey altı okyanusunun var olup olmadığını teyit edecek ve daha sonraki bir görev için uygun bir iniş alanını belirleyecektir. Ayrıca, herhangi bir organik molekülün mevcut olup olmadığını görmek için gezegenin buzlu yüzeyinden çıkan sıvı su jetlerini de gözlemleyecektir.

İster varlığımızın en küçük yapı taşları ya da mekanın enginliği olsun, evren hala çalışmaları ve içindeki yerimizle ilgili bir takım gizemlere sahiptir. Sırlarını kolayca bırakmayacak - ama evrenin 50 yıl içinde temelde farklı görünme ihtimali var.


Sheffield Hallam Üniversitesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Robin Smith tarafından yazılmıştır.

Başlangıçta The Conversation'da yayınlandı.