Hiçliği Anlamak Her Şeyi Nasıl Açıklayabilir?
Evren anlayışımızda büyük ve derin bir boşluk var. Bunu anlamaya çalışan bilim insanlarıyla tanışın
Eğer kozmoloji hakkında bir şeyler okuduysanız, şaşırtıcı bir istatistikle karşılaşmışsınızdır: etrafımızdaki tüm madde, gördüğümüz ve dokunduğumuz her şey, her yıldız, gaz bulutu ve gezegen, evrendeki enerjinin sadece yüzde beşini oluşturur.
Geriye kalan her şeyin yaklaşık yüzde 25’i karanlık maddeden , geri kalanı ise -var olan her şeyin şaşırtıcı bir şekilde yüzde 70’i- karanlık enerjiden oluşuyor.
Kozmologlar, bunun Evren’in genişleme biçiminden kaynaklandığını söylüyor. Ancak mesele sadece Evren’in genişlemesi değil; genişlemenin hızlanması ve bunu tetikleyen bir şeyin olması gerekiyor. İşte bu bilinmeyen güce karanlık enerji diyoruz .
Ancak kozmoloji araştırmalarında bu açıklamayı çürüten dar bir alan mevcut. Bu alan, kütleçekim anlayışımızdaki bir hatadan dolayı nesnelerin daha hızlı genişliyor gibi göründüğünü savunuyor . Dahası, belki de karanlık enerjinin hiç var olmadığını da öne sürüyor.
Karanlık enerji hakkında yanlış varsayımlar
Chicago Üniversitesi’nde Genel Görelilik ve Kozmoloji araştırmacısı olan Hayley Macpherson , “Kozmolojide Genel Görelilik’te yaptığımız varsayımlar, temel olarak, Evren’in her yerde ve her yönde neredeyse aynı olduğudur” diyor.
Ya da kozmologların söylediği gibi, evrenin homojen ve izotropik olduğu varsayımı.
Bu, Evrenin çok erken evrelerine, küçük ve yoğun olduğu, bir tür ilkel çorba gibi olduğu zamanlara baktığımızda mantıklı geliyor.
Ancak Evren evrimleşip genişledikçe, günümüzde gördüğümüz hale geldi; bazı bölgeler yıldızlar ve galaksiler gibi şeylerle doluyken, diğer bölgeler çok daha boştu.
Peki, homojenlik ve izotropi varsayımları hâlâ geçerli mi? Elbette gerçek anlamda değil – Evren açıkça çorbaya benzemiyor – ama bu varsayımlar kozmoloji için yeterince iyi mi? Hesaplamaları etkileyen temel soru bu.
Canterbury Üniversitesi’nden Prof. David Wiltshire gibi bazı teorisyenler , bu varsayımların o kadar temelsiz olduğunu, evreni yanlış şekilde görmemize yol açtığını savunuyorlar.
Teorik fizikçi olarak çalışmaya başladığını ve kozmolojiye araştırmaya başladığında Standart Model’i eleştirme gibi bir amacının olmadığını söylüyor .
“Konuya ne kadar çok girersem ve gözlemleri gerçekten yapan insanlarla konuşmaya başladıkça, aslında çok büyük basitleştirmeler yaptığımızı fark ettim.” diyor.
“İzotropi ve homojenlik konusunda ortalama bir kavram ararken, aslında onu açıklamaya çalışmaktan ziyade cevabı varsayıyoruz.”
Ona göre, eğer Einstein’ın çalışmalarını ciddiye alıyorsanız, genişlemeyi Evren’in ‘kümelenmesine’ bağlı bir şey olarak düşünmeniz gerekir.
Yerçekimi zamanı yavaşlatır, bu nedenle zaman Evren’in daha fazla maddeye sahip bölgelerinde, daha az maddeye sahip bölgelerine göre farklı akar. Evrenin farklı bölgeleri, içlerindeki madde miktarına bağlı olarak farklı hızlarda genişler; yani, ister bir grup galaksiye ister bir boşluğa bakıyor olun.
Ve belki de karanlık enerji kavramına hiç ihtiyacımız yok. Belki de Evren’in genişlemesi sadece daha hızlı görünüyor, çünkü genişlemenin daha yavaş göründüğü galaksilerin bulunduğu alanlar yerine, genişlemenin daha hızlı göründüğü boşluklara bakıyoruz.
Belki de tüm bunlar, yer çekiminin zaman üzerindeki sezgiye aykırı etkilerinin bir sonucudur.
Wiltshire, “Bu aslında şunu söylüyor: ‘Einstein’ın teorisinde daha önce düşünmediğimiz bir etki var'” diyor.
Eksik parçaları olan bir hikaye
Ana akım kozmologlar, Evren’in homojen olmadığını veya Standart Model’e bazı basitleştirmeler yerleştirildiğini inkar etmezler.
Çoğunlukla, kozmolojik sabit olarak da bilinen Lambda terimini kullanan bir Genel Görelilik versiyonuyla çalışırlar. Bu, Genel Görelilik denklemlerinin genişleyen bir Evren için geçerli olmasını sağlar. Genel olarak, bu model onlarca yıllık üretken çalışmalar için yeterince iyidir.
Cincinnati Üniversitesi’nde karanlık enerji araştırmacısı ve yardımcı doçent olan Jessica Muir , “Evrenin bu tür basit bir tanımına sahibiz; karanlık enerjinin keşfinden bu yana yaklaşık 25 yıldır çoğu gözlemi tahmin etmede dikkate değer bir iş çıkaran bu minimal lambda CDM kozmolojik modele sahibiz,” diyor . “Ama bunun tüm hikaye olduğunu düşünmüyoruz.”
Kozmolojinin Standart Modeli’nde birçok tuhaflık var. Örneğin, evrenin genişlemesinin hızlanmasının, hangi yöntemi kullandığınıza bağlı olarak farklı bir oranda gerçekleştiği Hubble Gerilimi var.
Ayrıca, kuasar adı verilen parlak radyo kaynaklarının dağılımında , Evren’in genişleme biçimine dair düşüncelerimize uymayan bir durum var. Bu durum, kuasar dipol anomalisi olarak bilinir.
Fakat belki de Standart Kozmolojik Model’in karşı karşıya olduğu en büyük sorun – en azından çoğu insanın anlamakta zorlandığı şey – Evren’in çoğunluğunu oluşturan karanlık madde ve karanlık enerji hakkında neredeyse hiçbir şey bilmememizdir.
Muir, “Modelimizde mantıklı olmayan şeyler var,” diyor. “Evrenin yüzde 95’inin neyden oluştuğunu bilmememiz pek tatmin edici değil.”
Ancak mevcut modelin bazı açılardan tatmin edici olmaması, mutlaka yanlış olduğu anlamına gelmiyor.
Genel Görelilik’in zor denklemleri, onları kullanılabilir hale getirmek için varsayımlarla basitleştirilmiştir, ancak çoğu kozmolog, bu varsayımların sahip olduğu etkilerin o kadar küçük olduğunu söylüyor ki, muhtemelen önemsizler.
Muir, “‘Ah, bunu kaçırdık ve negatif basınca sahip, evrendeki kütle ve enerjinin yüzde 70’ini oluşturan gizemli bir maddeye ihtiyacımız olmadığı ortaya çıktı’ desek çok heyecan verici olurdu” diyor.
Ancak Genel Görelilik hakkında yapılan varsayımları sorgulamaya gelince, Muir, “Bu varsayımlar zaten oldukça titizlikle kontrol edildi, bu nedenle kozmolojik sabitin gerekli olmadığına dair özellikle ikna olmuş hissetmiyorum” diyor.
Daha iyi modeller oluşturma
O halde neden bu kavramı teste tabi tutup Genel Görelilik hakkındaki bu varsayımların etkilerinin ne kadar büyük olduğunu görmüyoruz?
Macpherson’ın şu anda yaptığı tam olarak bu; Genel Görelilik’e uygulanan basitleştirmelerin çoğunu kullanmadan, yer çekiminin daha karmaşık bir tanımına dayanan Evren simülasyonları yaratıyor.
“Çalışmamın asıl amacı, yer çekiminin daha karmaşık bir tanımını kozmolojik modellemeye dahil etmek; bunu genelde yapmıyoruz.” diyor.
Artık Evren hakkında her zamankinden daha fazla veriye ve simülasyonları çalıştırmak için giderek daha güçlü süper bilgisayarlara sahip olduğumuz için, “Bazı varsayımları ortadan kaldırma ve daha iyi bir model oluşturup oluşturamayacağımızı görme özgürlüğüne kavuşuyoruz.”
Kozmologlar Standart Model’deki sorunları gördüklerinde genellikle ilk tepkileri modeli düzeltecek bir şey -yeni bir enerji türü, yeni bir sabit, bir basitleştirme- ortaya koymak olur.
Ancak Macpherson’ın yaklaşımı farklı: “Tüm kozmologların bakış açısına göre, ‘Hey, bu modeli basitleştirilmiş yaklaşımlara dayanarak oluşturduk. Belki de tüm bu tuhaf şeyler, o belirli yaklaşımların bozulmasının bir sonucudur’ demek çok daha nadirdir.”
Simülasyon çalışmaları hala büyük ölçüde ilerleme aşamasında olsa da, şu ana kadar elde edilen sonuçlar, yer çekiminin çok küçük ve ihmal edilebilir olduğu varsayımlarının etkilerine doğru eğilim göstermektedir.
Buna rağmen Macpherson, “Her bilim dalında, özellikle de bu tür sayısal modellemede olduğu gibi, bu ifadenin de bir milyar tane sakıncası var. Varsayımların önemli olup olmadığını kesin olarak söyleyebilmek için hâlâ yapılması gereken çok iş var,” diyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Hiçliği Anlamak Her Şeyi Nasıl Açıklayabilir?
Astronomlardan Tarihi Keşif: Kozmik Halkaları Şekillendiren Genç Gezegen
/Hiçliği Anlamak Her Şeyi Nasıl Açıklayabilir?/Hiçliği Anlamak Her Şeyi Nasıl Açıklayabilir?