Gözümüzün Önündeki Büyük Sır: Kuantum Kütleçekiminin İlk Kanıtını Yıllardır Fark Etmeden İzliyor Olabilir miyiz?
Evren genişliyor ve elimizdeki en iyi verilere göre bu genişleme hızlanıyor.
Bilim insanları için sorun, bu hızlanmayı neyin yönlendirdiğini ve en basit açıklamanın her yeni ölçüme hala uyup uymadığını açıklamaktır.
Karanlık enerji öne sürülen açıklamalardan biridir: Bu, evrenin hızlanan genişlemesinin ardındaki bilinmeyen bileşenin bir adıdır, bir çözümden ziyade.
Standart kozmolojik modelde, karanlık enerji evrenin enerji yoğunluğunun yaklaşık %68’ini oluşturur. Ancak, bu rakamlar kuantum alan teorisiyle hala tam olarak örtüşmüyor.
Physical Review D’de yayınlanan yeni bir makalede, ABD’deki Brown Üniversitesi’nden fizikçi Savvas Koushiappas, genellikle karanlık enerjiye atfedilen bazı davranışların bunun yerine evrenin geometrisinde kuantum bir değişiklikten kaynaklanabileceğini öne sürüyor.
Karanlık enerji, Evrenin genişlemesinin nasıl hızlandığını açıklamaya yardımcı olmak için kullanılıyor. (NASA/WMAP Bilim Ekibi)
Koushiappas, bu hızlanan genişlemenin Evrenin oluşum biçiminden kaynaklandığını, sadece onu yanlış gördüğümüzü öne sürüyor.
Modelinde, Evrenin büyüklüğü ve genişleme hızı aynı anda kesin olarak belirlenemez. Bu önerilen belirsizlik, kozmologların genişlemeyi tanımlamak için kullandıkları denklemleri değiştirerek, genişleme hızının zaman içinde nasıl evrimleştiğini değiştirir.
Koushiappas, yayınladığı makalesinde, “Bu resimde, geç Evrenin hızlanan genişlemesi, Evrenin büyüklüğünü ve genişleme hızını aynı anda bilmedeki indirgenemez bir kuantum belirsizliğinin makroskopik izi olabilir” diye yazıyor.
Koushiappas daha sonra her şeyin tatmin edici bir şekilde bir araya gelmesi için kuantum yerçekimine yöneliyor.
Kuantum kütleçekimi, teorik fizikçilerin genel görelilik kuramını kuantum mekaniğiyle uyumlu hale getirmek için araştırdığı bir alandır.
Genel görelilik, kütleçekimini ve uzay-zamanın büyük ölçekli yapısını son derece iyi tanımlarken, kuantum mekaniği genellikle mikroskobik ölçeklerde madde ve ışığın davranışını tanımlar.
İkisini tutarlı bir şekilde birleştirmek, fizikteki en büyük çözülmemiş problemlerden biri olmaya devam etmektedir.
Evrenin büyüklüğünü ve genişleme hızını aynı anda bilme belirsizliği, aslında klasik bir kuantum kuralıdır – ancak burada Koushiappas, bunu var olan her şeyin ölçeğinde uygulamayı öneriyor.
Koushiappas, “Bu çerçevede, kozmik ivme, kozmolojik ufukta kuantum kütleçekiminin makroskopik izi olarak ortaya çıkıyor” diye yazıyor.
Başka bir deyişle, Evrenin genişlemesinin hızlanması, gözlemlenen tüm davranışların karanlık enerjiden kaynaklanmasını gerektirmek yerine, kuantum kütleçekim fiziğinin bir izini taşıyabilir.
Daha da önemlisi, Koushiappas, ilgili kuantum ölçeğinin, ışığı gözlemleyebildiğimiz evrenin sınırına (kozmolojik ufuk) kadar uzanabileceğini savunuyor.
Eğer model doğruysa, gökbilimciler için evrenin genişleme tarihindeki kuantum-yerçekimsel fiziğin soyut bir kavramdan ziyade gözlemlenebilir bir izini verebilir.
Fizikçilerin karanlık enerjiyle ne kastettiğini değiştirebilir ve açıklamanın bir kısmını bilinmeyen bir madde bileşeninden değiştirilmiş kozmik geometriye kaydırabilir.
Koushiappas ayrıca, genel görelilik kurallarının bozulduğu Büyük Patlama çevresindeki bazı alanları çözen modelinin alternatif bir konfigürasyonunu da özetliyor. Yeni öneriye göre, evrenimiz sonsuz yoğunluklu bir noktadan değil, daha önceki, büzülen bir evrenin geri tepmesinden başlayacaktır.
Ancak makalenin en basit versiyonunda, bu sonuçlar modelin temel üssünün farklı seçimlerini gerektirir: Pozitif değerler, geç dönem genişlemesini evrimleşen karanlık enerji gibi davranacak şekilde değiştirirken, yeterince negatif değerler Büyük Patlama tekilliğini bir geri tepmeyle değiştirebilir.
Bunlar büyük sorunlara yönelik büyük çözümler, ancak Koushiappas bu yeni yaklaşımın da her şeyi düzgün bir şekilde çözmediğini kabul ediyor. Tutarsızlıklar ve açık sorular devam ediyor.
Daha fazla hesaplama ve özellikle derin uzayın daha fazla gözlemlenmesi, bu yeni fikirleri test etmeye yardımcı olmalıdır. DESI, Euclid ve Vera C. Rubin Gözlemevi’nden elde edilecek araştırmalar, genişleme tarihinin ölçümlerini daha fazla bilgi edinmek için yeterince hassaslaştırabilir.
Bu ve diğer gözlemler, en basit standart kozmolojik modelin genişleme tarihinin tamamını yakalayıp yakalamadığı konusunda kesinlikle ilgi çekici sorular ortaya çıkardı.
Koushiappas, “Şu anda ölçtüğümüz genişleme tarihinin, sahip olduğumuz en basit teoriyle tutarsız olduğu görülüyor” diye yazıyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Kozmik Dedektiflik: Yamyam Yıldızlar ve Yapay Zeka Karanlık Enerjinin İzini Sürüyor