Sınırlı evrende tuhaf şeyler oluyor; galaksiler birbirinden beklenilenden daha hızlı uzaklaşıyor. Bu ekstra genişlemenin sebebi nedir ve evren için ne anlam taşır? Bunu yanıtlamak için işe gözlemlerle başlayalım.
Kozmik genişlemenin oranı, Hubble sabiti ile açıklanır. Ancak bu isim sizi aldatmasın, bu “Hubble sabiti” sabit değil ve evren genişledikçe değişiyor. Bu sabiti belirlemek için astronomların, galaksilerin uzaklıklarını bizden uzaklaşma hızlarıyla ilişkilendirmeleri gerekiyor. Ancak astronomik uzaklıkları ölçmek hep zor olmuştur çünkü standart mum ve cetveller gibi uygun kılavuzlarımız gökyüzünü haritalamak için yeterli değil. Bu yüzden astronomlar kozmik uzaklıkları, gökyüzünü genişletmek için örtüşen metotlar kullanarak bir takım adımlarla hesaplıyorlar. Ancak bu kozmik uzaklık merdivenindeki her bir adımın kendi gariplikleri ve belirsizlikleri var; on yıllardır sarf edilen olağanüstü çaba da çeşitli metotları kalibre etmek için harcanıyor.
Yeni bir makale, Hubble sabitini birkaç yüz milyon ışık yılı içerisinde %2.4 değerine getirmek için kullanılan metotlarla bu kalibrasyonu daha da zorladı.
Harika bir başarı! Ancak bir sorun var.
Evrensel genişlemeyi, Büyük Patlama’dan kalan radyasyon olarak bilinen kozmik mikrodalga arkaplanına dair yapılan gözlemlerden de belirleyebiliriz.
Sınırlı gözlemlerin aksine bu, evrenin tüm genişlemesini ortaya koyuyor. İşte bu noktada sorunlar baş gösteriyor; çünkü bu evrensel genişleme sınırlı evrende görülenden %9 daha yavaş. Her iki ölçümde de astronomlar belirsizlikleri indirgemek için çok çalıştılar, bu yüzden bu farkın geçerli olduğundan eminler.
Kozmik ölçümdeki bu gerilimin açıklaması ne olabilir? İşte iddialardan bazıları:
Karanlık madde
İlk muhtemel suçlu evrenin çoğuna hükmeden karanlık madde. Karanlık maddenin evrene öylece yayılmadığını biliyoruz, bu yüzden belki de galaksi ve galaksi kümeleri gibi yığınlar ve kümeler sınırlı evrende daha az yer çekimi gerektiriyor. Belki de özkütlesi evrensel ortalamanın altında olan bir bölgede, kozmik bir boşluktayız.
Eğer durum böyle olsaydı, kozmolojik düşüncelerimizde olduğu gibi devasa bir boşluğun içinde oturuyor, evrenin tuhaf bir köşesinde yaşıyor olurduk.
Karanlık enerji
Bir de karanlık enerji var, yani evrendeki baskın enerji. Bu enerji kozmik genişlemenin hızlanmasından sorumlu, ancak oldukça basit bir formu olduğu, ebedi ve hiç değişmemiş olduğu düşünülüyor.
Peki, karanlık enerji ya dinamikse ve gitgide evrimleşiyorsa, evren genişledikçe onun da özellikleri değişiyorsa? Eğer kozmik manada yakın zamanda değişiklik göstermişse görülen ekstra genişleme sınırlı evrende kayda geçirilebilir ancak tüm evrensel (tüm) genişlemeye henüz etki etmiş değil.
Eğer böyleyse, bu yeni karanlık enerji formu, evrensel genişlemeyi giderek daha hızlı şekilde büyük girdaba dönüştüren fantom (tayf) olabileceğinden daha etkili ve endişelenilecek bir durum söz konusu.
Büyük Patlama’dan günümüze radar uzanan ve evrenin evrimini gösteren bir diyagram. Kırmızı ok, zamanın akışını temsil ediyor. Yeni araştırmalar evrenin, yukarıda gösterilenden daha hızlı bir şekilde genişlediğini ileri sürüyor. NASA/GSFC
Karanlık radyasyon
Diğer bir olası çözüm ise evrenin ilk zamanlarında yayılmış olan ve aşırı hızlı parçacıklardan oluşan karanlık radyasyon. Karanlık radyasyonu oluşturanın ne olduğuna dair tek bir tanımlama olmasa da, nötrino ailesine ait olduğu bilinen steril nötrinolar en tercih edilen kavram.
Karanlık radyasyonun teorik olmasına rağmen, varlığına dair gözlemsel kanıt az. Ancak evrenin ilk zamanlarında var olmuş olsaydı, evrenin ilk genişlemesini etkilemiş olurdu ancak günümüzde ise sınırlı evrende yer almazdı.
Karanlık yerçekimi
Şu ana kadarki potansiyel çözümler evrenin bileşenlerinin özelliklerini değiştirme durumunu ele alıyordu, ancak daha güçlü bir alternatif de mevcut: Karanlık yerçekimi. Bu kavram bizim evrenin temel doğasını tam olarak anlamadığımızı ve yerçekiminin Albert Einstein tarafından genel görecelik teorisinde belirttiği kurallara uymadığını öne sürüyor.
Bu tür karanlık yerçekimi teorileri uzun zamandır mevcut ve pek çok şekilde karşımıza çıkmakta. Böyle bir yerçekiminin evrensel genişleme üzerine olan etkisini nasıl belirleyeceğimiz ise muallak.
Karanlık spekülasyonlar
Hubble sabitinin sınırlı ve evrensel ölçümleri arasındaki farklılığı açıklayabilecek potansiyelde birkaç alternatif mevcut. Peki hangisi doğru?
Halihazırda gözlemler nispeten yeni ve olasılıklar arasında ayrım yapmıyor. Dolayısıyla, tutarlı açıklamalar keşfedilene kadar tahminlerin denendiği ve terk edildiği teorik spekülasyonlar diyarına giriyoruz. Aynı zamanda astronomlar daha fazla bilgi arayacak, kalibrasyonlar ve metotlar oluşturmaya devam edecek. Bu da bizi son olasılığa taşıyor.
Hiçbir gözlem mükemmel değildir ve bilim, çoğunlukla ölçüm belirsizliklerini anlamaktır. Bilim adamları genellikle tesadüfi hatalarla mücadele edebilir ve ölçümlerdeki belirsizliklerin elde edilen sonuçlardaki belirsizlikleri nasıl etkileyeceğini yorumlayabilir.
Fakat diğer bir belirsizlik de söz konusu: Araştırmacının ödünü koparan sistematik hata. Sonuçları düzensizleştirmek yerine sistematik hatalar tüm sonuçları bir şekilde değiştirir. Sistematik hatalar astronomik mesafe ölçümlerini de etkileyebilir. Kozmik mesafe merdiveniyle bu hatalar çoğalırsa, Hubble sabitinin sınırlı ölçümünü evrensel değerinden oldukça farklı hale getirebilir.
Yeni bilgi ve metotlarla birlikte bu durum ortadan kaldırabilir.
Ç.N.:
Hubble sabiti: Bir galaksinin dünyaya olan uzaklığıyla, dünyadan uzaklaşma hızı arasındaki oran.
Formülü: v = h x d ; v: uzaklaşma hızı, h: Hubble sabiti, d: iki galaksi arasındaki mesafe
Evrende uzaklıkların ve genişleme oranının belirlenmesinde kullanılan ölçüm metotları.
Yıldız mesafesi ölçmekte kullanılan yöntem. Merdivenin her basamağı, belirli menzildeki yıldızların uzaklıklarını belirlemek için bilgi sağlıyor.
1964 yılında keşfedilen bütün evreni dolduran bir elektromanyetik dalga biçimidir. Büyük Patlama‘dan geldiği düşünülen elektromanyetik ışımadır. Bu ışımayı birçok radyo astronom ve fizikçi Büyük Patlama‘nın en büyük kanıtı sayarlar.
Yazar: Geraint Lewis
Çevirmen: Leyla Belma Gazi
Kaynak : cosmosmagazine
Makalenin orijinali The Conversation’da yayımlanmıştır ve bu sitede izin alınarak paylaşılmıştır.
Düşünbil Portal’da yayımlanan, Düşünbil yazar ve çevirmenlerine ait herhangi bir yazı, çeviri, makale ve haber izin alınmadan basılı olarak ya da internet ortamında kullanılamaz, çoğaltılamaz, yayınlanamaz. İzinsiz kullananlar hakkında hukuki yollara başvurulacaktır. Düşünbil Portal’da yayımlanan tüm özgün yazıların içeriğinden yazarları sorumludur.