Evren gözlemleri fizik kuramlarına uymuyor

Gözlemler arasındaki uyuşmazlık yeni bir fiziğe işaret ediyor olabilir.

Bilim ve Gelecek dergisinden Hakan Sert’in çeviri haberine göre, Evrenin şu anki genişleme oranını bulmaya yönelik şimdiye dek yapılmış en hassas ölçümler beklenmedik bir sonuç ortaya çıkardı: Büyük Patlamanın enkazı olan kozmik mikrodalga fon ışınımından elde edilen evrenin genişleme oranı ile elde edilen veriler birbiriyle uyuşmuyor. Bulguların farklı yöntemlerle de doğrulanmasıyla kozmoloji yasaları yeniden yazılabilir. Bu aynı zamanda karanlık enerjinin -evrenin gözlemlenen genişlemesinden sorumlu bilinmeyen enerji- evrenin başlangıcından bu yana gücünü artırdığı anlamına da geliyor olabilir.

Çalışmanın yürütücülerinden ve evrenin ivmelenerek genişlediğini keşfedenlerden biri olan Adam Riess, “Sanırım standart kozmolojik modelde anlayamadığımız bir şeyler var” diyor. Kaliforniya Üniversitesi’nden kozmolog Kevork Abazijan da, elde edilen sonuçların kozmolojide dönüşüm yaratabilecek potansiyele sahip olduğunu düşünüyor.

Belirsizlik limitleri

Ana akım kozmolojik model, evrenin çoğunlukla karanlık madde ve karanlık enerjinin rekabeti neticesinde evrildiğini savlıyor. Karanlık madde kozmik genişlemeyi durdurmaya yönelik gravitasyonel çekim uygularken, karanlık enerji ise tam tersi yönde genişlemeyi ivmelendirir. Riess ve diğer bilimciler tarafından yapılan önceki gözlemler neticesinde de karanlık enerjinin kuvvetinin evren tarihi boyunca hiç değişmediği sonucuna varılmıştı.

Evrendeki karanlık madde ve karanlık enerji miktarlarıyla ilgili bildiklerimizin büyük çoğunluğu, Büyük Patlama’nın kalıntıları olarak nitelenebilecek kozmik mikrodalga fon ışınımından (CMB) gelir. Evrenin yaklaşık 380 binyıl önceki fotoğrafını veren bu ışınıma dair yapılan en güncel çalışma, Avrupa Uzay Ajansı’nın Plank Gözlem Uydusu tarafından gerçekleştirildi. Plank gözlemlerine dayanarak evrenin nasıl evrileceği ve hangi hızda genişleyeceği hakkında tahminler yapılabilir.

Yıllardır Plank verileri ile evrenin şimdiki kozmik genişleme hızı -Hubble sabiti- ölçümleri arasındaki sonuçlar uyumsuz olsa da, hata sınırları içinde bu uyumsuzluk ihmal edilebilir durumdaydı. Fakat elde edilen bu sonuçlar artık ihmale izin vermiyor.

Hubble sabiti, görece yakın evrendeki galaksilerin Samanyolu’ndan hangi hızda uzaklaştığı ölçülerek hesaplanabilir. Bu ölçüm de standart mum olarak adlandırılan, parlaklığı evrenin her yerinde aynı olan belli tür yıldızlar kullanılarak yapılabilir.

Riess ve ekibi, Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan yüzlerce saatlik gözlemlerle, sefeid değişkenler ve Tip Ia süpernovalar olmak üzere iki farklı tipteki standart mumları 18 galakside incelediler. Daha önce yüzde 3,3’lük belirsizlikteki Hubble sabitini yüzde 2,4 belirsizlikle ölçmeyi başaran ekip, evrenin şimdiki genişleme hızının da Plank verilerinden yüzde 8 fazla olduğunu ortaya koydu.

Karanlık madde gizemi

Eğer Plank uydusunun CMB gözlemlerine dayanarak bulduğu Hubble sabiti ile Riess ve ekibinin yakın evrendeki galaksilerdeki inceleyerek bulduğu Hubble sabitinin ikisi de doğru ise ortada yanlış olan bir şeyler olması gerektiğini belirten Reiss, bu ihtimal göze alındığında standart modelde değişikliklere gidilmesi gerekeceğini söylüyor. Bir olasılık, karanlık maddeyi meydana getiren temel parçacığın/parçacıkların -erken evrenin evrimini etkileyecek şekilde- şu anda düşünülenden farklı olabileceğidir. Diğer senaryo ise karanlık enerjinin kuvvetinin sabit değil; zamanla artacağı yönünde.

Plank çalışanı François Bouchet kendi ölçümlerinin yanlış olabileceği konusunda şüpheli olsa da, ilerleyen zamanlarda sonuç ne olursa olsun bulguların heyecan verici olduğunu söylüyor.

2001’de Hubble sabitinin ilk kesin ölçümlerini yapanlardan Wendy Freedman ise standart mumların net ölçümler yapmak için yeterince güvenilir olmayabileceğinin üzerinde duruyor ve ekibiyle birlikte farklı sınıftaki yıldızları temel alan alternatif bir yöntem üzerinde çalışıyor.