Evrenin Ölçülebilecek En Soğuk Yeri Neresidir?
Hayal gücünüzü kullanarak evrendeki en soğuk şeyi ya da yeri düşünün. Aklınıza Antarktika mı geldi? Ya da Everest Dağı? Belki de aklınıza soğuk gezegenler gelmiştir, belki Plüton? Evet bunların hepsi oldukça soğuk ama dünyada bulunan en çok diğer yerlerle kıyaslandığında hamam gibi kalıyorlar...
Örneğin, dünyadan 5000 ışık yılı uzaklıktaki Bumerang Bulutsusu. Ne kadar soğuk olduğunu merak ediyorsanız şaşırmaya hazır olun! Boomerang Bulutsusu, -273 derece sıcaklığa sahip. Eğer bir karşılaştırma yapacak olursak, teorik olarak ölçülebilecek en düşük sıcaklık -273.15 derecedir ki bu sıcaklık Kelvin skalasında 0 dereceye denk geliyor. "Mutlak sıfır" ismini buradan alıyor. Bu sıcaklıkta atomlar hareket etmeyi durdurur, bu da demek oluyor ki -272 derecede Boomerang Bulutsusu mutfak sıfırdan çok çok az daha sıcak. Ancak yine de Boomerang Bulutsusu evrendeki en soğuk şey değil. Bunu bulmak için ABD, Colorado'daki Boulder'a gitmelisiniz. İnsan ırkının görüp görebileceği en soğuk şey Boulder'daki fizik laboratuvarında yer alıyor. Bir grup araştırmacı, lazer kullanarak alüminyum yumağının sıcaklığını 360 mikrokelvine düşürdü. Bu da uzay vakumundan 10.000 kat daha soğuktur. Yeni bir teknik objeleri mutlak sıfır derecesine kadar soğutabiliyor.
Bilim insanları bunu nasıl başardı?
Bunu anlamak için önce sıcaklık nedir, bunu anlamanız lazım. Isı atomların hareketinin ölçümüdür. Atomlar hızlı bir şekilde hareket ettiklerinde ısı ortaya çıkar ve biz de bunu sıcak olarak algılarız. Atomlar yavaş hareket ettiğinde de soğukluk olarak algılarız. Unutmayın ki uzay bile nesneleri mutlak sıfır değerinde soğutabilmek için sıcak kalıyor. Bu yüzden araştırmacılar atomları lazer ışını ile yavaşlatmak için bir yol buldular. Unutmayın ki lazer bir ışık türüdür ve mantıken ışık tutulan bir şeyin ısınması lazım değil mi? Her zaman öyle değil. Bu durumda lazer özelikle enerjiyi çalarak atomları yavaşlatmak için tasarlandı. Lazer ışığı ne kadar odaklı olursa, yüzeyi o derece iyi soğutabiliyor. Şimdiye kadar soğutma işleminin bir limiti olduğu düşünülüyordu. Çünkü çünkü bir objeye çarpan fotonların ısıtıcı özellikleri de var. Ama bu yeni teknik, bu işlemi bir adım öteye götürüyor. Sıkıştırılmış ışık denen bir teknik kullanarak, atomların daha soğuk olmasını sağlıyor. Bu tekniği kullanarak araştırmacılar evrendeki en soğuk nesneyi yaratmayı başardı.
Asıl soru şu ki neden bu denli soğuk bir şeye ihtiyaç duyuldu?
Soğuk nesneler bazı uygulamalar için daha elverişli. Mesela, soğuk objeler iyi sensörlerin oluşturulmasında kullanılıyor. Çok az bir enerjiyle, çevrelerindeki dalgalanmalara çok daha duyarlı oluyorlar. Soğuk nesneler, hibrit kuantum bilgisayarlarda da kullanılabilir. Alüminyum yumağı, mutlak sıfır derecesine düşürüldüğünde geriye sadece kuantum enerji kalır. Bilim insanları, kuantum teorisinin daha ilginç özelliklerini gözlemleyebilecekler. Şimdilik bu uygulama tamamen teorik .
The Boomerang Nebula seen by ALMA (orange) and Hubble (blue). ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble; NRAO/AUI/NSF
Bumerang Bulutsusu benzer yıldızlardan 100 kat daha hızlı kütle kaybediyor
Bulutsunun sahip olduğu ortalama 1 K civarındaki sıcaklığı, Büyük Patlama nedeniyle evrenin her yönünde var olan kozmik arka plan ışımasının neden olduğu ortalama 2.7 K’lik sıcaklığın da altında kalarak, evrende bilinen en soğuk cisim olmasına neden oluyor. Bu sıcaklığın yalnızca 1 K altında ise, tüm termodinamik hareketin durduğu, ulaşılmasının mümkün olmadığı mutlak sıfır noktası bulunuyor. Yani oldukça soğuk.
Bumerang Bulutsusu‘nun protogezengensel disk sürecindeki, ölmekte olan bir yıldız olduğu düşünülüyor. Benzer şekilde Güneş’in de, gelecek birkaç milyar yıl içerisinde yakıtını tüketip genişleyerek önce bir kızıl dev haline geleceği, daha sonra ise 10.000 yıl gibi kısa bir süre boyunca protogezegensel süreci yaşadıktan sonra, milyarlarca yıl boyunca bir beyaz cüce olarak yaşamını sürdüreceği düşünülüyor.
Fakat, bir ucundan diğer ucuna 3 trilyon kilometre boyunca uzanan Bumerang Bulutsusu’nun farklı olan tarafı, benzer yıldızlardan 100 kat daha hızlı kütle kaybediyor olması. Yıldız tarafından püskürtülen madde saniyede 150 km’den daha hızlı yayılıyor ve bulutsunun bu denli soğuk olmasının nedeninin de bu olduğu düşünülüyor.
Ayrıca, bulutsudan dışarı doğru olan kütle akışı, kendi başına gerçekleşebilmesi gerekenden 10 kat daha fazla. Bu nedenle, The Astrophysical Journal’da yayımlanan çalışmaları ile, araştırmacılar, başka bir yıldızın daha sürecin içinde bulunması gerektiğini belirtiyorlar.
Araştırmacılardan Raghvendra Sahai “Bu kadar yüksek miktardaki kütlenin, bu kadar büyük hızlarla püskürmesinin tek yolu, etkileşim halindeki iki yıldızın kütleçekimsel enerjisi ile mümkün olabilir, ki bu da aşırı soğuk akışın akıl karıştıran etkilerini açıklar,” diyor.
Fakat bulutsunun ısınmaya başladığı ve evrendeki en soğuk yer olma rekorunu uzun süre daha elinde tutamayacağı da belirtiliyor. Ancak gelecekte buna benzer başka cisimlerin de keşfedilmesinin muhtemel olduğu da düşünülüyor. Araştırmacılardan Lars-Åke Nyman, “Bu dikkat çekici cismin yaşamındaki çok özel, çok kısa süren bir dönemi görüyoruz,” diyor, “bu kozmik dondurucuların evrende oldukça yaygın olma ihtimali var, ancak bu denli aşısı sıcaklıkları ancak kısa bir süre için koruyabiliyorlar.”
Evrende doğal olmayan süreçlerden kaynaklanan en soğuk yer rekoru ise Gran Sasso’daki Ulusal Laboratuvar’da elde edilen 0.006 K ile şimdilik insanlığın elinde bulunuyor.
Kaynaklar
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_zero
2.https://www.chip.com.tr/haber/akil-almayan-nesne-olculebilecek-en-soguk-dereceden-daha-soguk_88177.html
3.https://en.wikipedia.org/wiki/Boomerang_Nebula
4.https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa6d86/meta;jsessionid=4A6AA4374738DD280C9D0A4151381349.c4.iopscience.cld.iop.org
5.https://www.sciencealert.com/scientists-can-finally-explain-why-the-boomerang-nebula-is-colder-than-space-itself
6.https://www.iflscience.com/space/this-is-the-coldest-place-in-the-universe-and-now-we-know-why/
7.Video-SciShow- https://www.youtube.com/watch?v=E5VTmc-QM6Q
