Evrenin Görünmez Kuvvetleri Tartışmaya Açıldı: Karanlık Madde ve Enerji Yok Mu?
Yeni bir çalışma, karanlık madde ve karanlık enerjinin, evrenin kuvvetlerinin zamanla azalmasıyla oluşan yanılsamalar olabileceğini öne sürüyor.
Bilim insanları uzun yıllardır karanlık madde ve karanlık enerjinin evrenin büyük bir kısmını oluşturduğunu düşünüyorlardı. Ancak yeni bir çalışma, bu gizemli bileşenlerin hiç var olmayabileceğini öne sürerek uzun süredir var olan bu inancı sorguluyor. Karanlık madde ve karanlık enerji gibi görünen şey, aslında evrenin yaşlandıkça temel kuvvetlerinin kademeli olarak zayıflamasından kaynaklanıyor olabilir.
Ottawa Üniversitesi Fizik Bölümü’nde Yardımcı Doçent olan Rajendra Gupta liderliğindeki araştırma, doğanın kuvvetlerinin temel güçlerinin (yerçekimi gibi) zaman ve uzayda yavaşça değişmesi durumunda, gökbilimcilerin gördüğü kafa karıştırıcı davranışları (örneğin galaksilerin nasıl döndüğü, evrimleştiği ve evrenin nasıl genişlemeye devam ettiği) açıklayabileceğini öne sürüyor.
Yerleşik Kavramlara Meydan Okumak
Profesör Gupta, “Evrenin kuvvetleri aslında genişledikçe ortalama olarak zayıflıyor” diye açıklıyor. “Bu zayıflama, evrenin daha hızlı genişlemesine neden olan gizemli bir itme varmış gibi görünmesine neden oluyor (bu da karanlık enerji olarak tanımlanıyor). Ancak galaktik ve galaksi kümesi ölçeğinde, bu kuvvetlerin kütleçekimsel olarak bağlı oldukları uzaydaki değişimleri, ekstra kütleçekime yol açıyor (bunun karanlık maddeden kaynaklandığı düşünülüyor). Fakat bunlar, kuvvetlerin gücünü tanımlayan sürekli değişen sabitlerden kaynaklanan yanılsamalar olabilir.”
“Karanlık madde ve karanlık enerjiyle açıklanması gereken iki çok farklı olgu var: Birincisi kozmolojik ölçekte, yani evrenin homojen ve her yönde aynı olduğu varsayıldığında 600 milyon ışık yılından daha büyük bir ölçekte. İkincisi ise astrofiziksel ölçekte, yani daha küçük ölçekte evrenin çok engebeli ve yöne bağımlı olduğu bir ölçekte. Standart Model’de, iki senaryo da karanlık madde ve karanlık enerji kullanılarak yapılan gözlemleri açıklamak için farklı denklemler gerektiriyor. Bizimki, bunları aynı denklemle ve karanlık madde veya karanlık enerjiye ihtiyaç duymadan açıklayan tek model.”
“Gerçekten heyecan verici olan şey, bu yeni yaklaşımın gökyüzünde gördüklerimizi açıklamamızı sağlaması: galaksi dönüşü, galaksi kümelenmesi ve hatta ışığın büyük kütleli nesnelerin etrafında bükülme şekli, orada bir şeylerin saklandığını hayal etmemize gerek kalmadan. Bunların hepsi, evren yaşlandıkça ve engebeli hale geldikçe değişen doğa sabitlerinin bir sonucu.”
Astrofizik Ölçekte Uygulanan Yeni Model
Geçen yıl Profesör Gupta, kozmolojik ölçekli çalışmasında evrendeki karanlık maddenin varlığına meydan okudu. Bu astrofizik ölçekli çalışmasında, galaksi dönüş eğrileri için mevcut teorik modelleri sorguladı.
Yeni modelde, genellikle α olarak gösterilen parametre, kuplaj sabitlerinin evrimleşmesine izin vererek ortaya çıkıyor. Aslında α, gökbilimcilerin karanlık madde ve karanlık enerjiye atfettiği etkilere benzer etkiler üreten kütleçekim denklemlerinde ekstra bir “bileşen” gibi davranıyor.
Kozmolojik ölçeklerde, α bir sabit olarak ele alınır (örneğin, süpernova verilerine uydurularak belirlenir). Ancak yerel olarak (astrofiziksel ölçekte), bir galakside, standart madde (kara delikler, yıldızlar, gezegenler, gaz vb.) dağılımı büyük ölçüde değiştiğinden, α değişir ve bu da ekstra kütleçekim etkisinin maddenin nerede olduğuna bağlı olmasına neden olur. Dolayısıyla yeni teori, standart maddenin bol olduğu bölgelerde ekstra kütleçekim etkisinin daha az, tespit edilebilir madde yoğunluğunun düşük olduğu bölgelerde ise daha büyük olduğunu öngörüyor.
Aslında, yeni modelde ekstra kütleçekim etkisi, galaksilerin etrafına karanlık madde haleleri eklemek yerine, α’dan geliyor. Bu model, gözlemlenen “düz dönüş eğrilerini” (yıldızların galaksilerin dış kısımlarında beklenenden daha hızlı hareket etmesi) yeniden üretiyor.
Astronomi için çıkarımlar
Profesör Gupta, bu fikrin astronomideki en büyük bulmacalardan bazılarını çözebileceğine inanıyor. “Yıllardır, erken evrendeki galaksilerin nasıl bu kadar hızlı oluşup bu kadar büyük hale geldiğini açıklamak için uğraştık,” diyor. “Modelimiz sayesinde, egzotik parçacıkların varlığını varsaymanıza veya fizik kurallarını çiğnemenize gerek yok. Evrenin zaman çizelgesi basitçe uzuyor, evrenin yaşını neredeyse iki katına çıkarıyor ve gözlemlediğimiz her şeye yer açıyor.”
Yıldızların ve galaksilerin nasıl oluştuğuna dair uzamış zaman çizelgesi, galaksiler ve kara delikler gibi büyük ve karmaşık yapıların evrende bu kadar erken nasıl ortaya çıkmış olabileceğini açıklamayı çok daha kolay hale getiriyor.
Bu teori, evren hakkındaki düşüncelerimizi tamamen değiştirebilir. Hatta bilim insanlarının yıllarca ve milyarlarca dolar harcadığı karanlık madde parçacıklarını aramanın aslında gerekli olmayabileceğini bile ima ediyor. Egzotik parçacıklar deneysel olarak bulunsa bile, standart maddenin kütlesinin yaklaşık altı katını oluşturmaları gerekecek.
“Bazen en basit açıklama en iyisidir. Belki de evrenin en büyük sırları, doğanın sürekli değişen sabitlerinin oynadığı bir oyundur,” diye sonuca varıyor Profesör Gupta.
Kaynak: https://scitechdaily.com