Yeni bir kuantum denklemine göre, evrenin bir başlangıcı yok. Bu yeni model; kuantum düzeltme ifadelerinin Einstein'ın Genel Görelilik Kuramı'na uygulanması ile elde edildi. Model, aynı zamanda karanlık madde ve karanlık enerjiye dair açıklamalar getirebilir.

Genel Görelilik Kuramı'nın tahminine dayanarak evrenin bir yaşının olduğu ve bu yaşın 13.8 milyar yıl olduğu neredeyse tüm bilimciler tarafından güçlü delillere dayandırılarak kabul görüyor. Evrenin başlangıçta bir tekillik (İng. singularity) ya da sonsuz yoğunlukta bir noktadan genişleyerek, Büyük Patlama ile başladığı düşünülüyor.

Elbette, Büyük Patlama tekilliği, genel göreliliğin matematiğinde direkt olarak ve hatta kaçınılmaz bir biçimde ortaya çıkar. Fakat matematik, yalnızca tekilliğin hemen sonrasında (öncesinde değil) ne olduğunu izah edebilir, dolayısıyla da bilim insanları bu durumu biraz problemli görüyorlar.

Mısır'daki Benha University ve Zewail City of Science and Technology'den Ahmed Farag Ali, "Büyük Patlama tekilliği fizik kurallarının bu noktada çökmesinden kaynaklı genel göreliliğin en ciddi problemidir," diyor. Ali ve Kanada Alberta'daki University of Lethbridge'den makalenin eş-yazarı Saurya Das Physics Letters B 'de Büyük Patlama tekilliğini ortadan kaldıran ve "evrenin bir başlangıcı ve sonu yoktur" diye ifade edilen yeni modellerini içeren makaleyi yayımladılar.

Geçmiş Fikirler Tekrar Gözden Geçirildi

Fizikçiler, kuantum doğrulama ifadelerinin özellikle Büyük Patlama tekilliğini bertaraf etme girişimi olarak uygulanmadığını bilhassa vurguluyorlar. Çalışmaları fiziğin felsefesine katkılarıyla bilinen kuramsal fizikçi David Bohm'un düşüncelerine dayanıyor.1950lerde başlayarak Bohm, klasik jeodezik (eğik yüzeyde iki nokta arasındaki en kısa yol)  yerini alan kuantum yörüngeleri çalışmalarına imza atmıştı.

Makaleye göre Ali ve Das bu Bohm yörüngelerini, Hindistan'da Presidency University in Kolkata'daki fizikçi Amal Kumar Raychaudhuri tarafından 1950'lerde geliştirilen denkleme uyguladılar.
Kuantum-düzenli Raychaudhuri denklemini kullanarak, Ali ve Das kuantum-düzenli Friedmann denklemlerini elde ettiler. Bu denklemler evrenin genişleyişi ve evrimini (Büyük Patlama'yı da içererek) genel görelilik bağlamında tanımlıyor.

Her ne kadar kuantum kütleçekim kuramı doğru olmasa da, model kuantum teorisi ve genel görelilikten unsurlar içeriyor. Böyle olsa bile Ali ve Das tam bir kuantum kütleçekim teorisi oluşturulduğunda kullanmayı ümit ederek sonuçlarını saklamaya devam ediyorlar.

Ne Tekillikler Ne de Karanlık Madde 

Büyük Patlama tekilliğini öngörmeyen model, dahası "büyük çöküş" tekilliğini de öngörmüyor. Genel Görelilik'te, evrenin muhtemel bir sonu; kütle çekimlerinin bir sonucu olarak tekrar küçülmeye başlaması ve "büyük çöküşle" birlikte tekrar sonsuz yoğunluktaki noktaya geri dönmesi olarak tanımlanıyor.

Ali ve Das, Bohm yörüngeleri ve klasik jeodezik arasındaki temel farktan kaynaklı olarak, makalelerinde modellerinin tekilliklerden kaçındığını ifade ediyorlar. Klasik jeodezikler er ya da geç birbirini keser ve kesiştikleri noktalarda tekillikler meydana gelir. Ancak Bohm yörüngeleri asla birbirlerini kesmez; dolayısıyla da denklemlerde tekillikler görünmez.

Evrenbilimsel ifadelerde, bilimciler kuantum düzeltmelerinin karanlık enerji ihtiyacı olmadan birer kozmolojik sabit terimler ve bir ışıma terimi olarak düşünülebileceğini söylüyorlar. Bu terimler evreni sonlu boyutta tutar ve dolayısıyla da ona sonsuz bir yaş verir. Terimler aynı zamanda da kozmolojik sabit ve evrenin yoğunluğu araştırmalarında yakın tahminler geliştiriyor.

Yeni Kütleçekim Parçacığı

Modele göre evren “kuantum akışkan” ile doludur ve bu akışkanın bileşenleri de kütleçekimsel kuvvetin aracı parçacığı olduğu düşünülen ve henüz varlığına dair herhangi bir kanıt bulunamamış “graviton” olabilir. Yani bu akışkan, gravitonların bir bileşimi olabilir. Eğer varsalar, gravitonlar kuantum kütleçekim teorisinde oldukça önemli bir role sahip olabilirler.

Das, başlangıçsız evren modelinin anlatıldığı makale ile bağlantılı başka bir yayında Rajat Bhaduri ile birlikte çalışmaları daha da ileriye götürerek gravitonların evrenin tüm evrelerindeki sıcaklıklarda Bose-Einstein yoğuşuk maddesi oluşturabileceğini gösterdi.

Modelin, Büyük Patlama tekilliğini ortadan kaldırabilme, karanlık madde ve karanlık enerjiye dair açıklama geliştirme potansiyelinin var oluşu; fizikçileri bu yeni modellerini gelecekte daha dikkatli bir şekilde analiz etmelerini planlamaya itiyor. Ekibinin bir sonraki adımı ise; homojen olmayan ve izotropik (eşyönlü) olmayan küçük tedirgemelerin (pertürbasyon) de hesaba katılmasını içeriyor, fakat fizikçiler bu küçük tedirgemelerin sonuçlarda önemli bir değişiklik meydana getirmeyeceğini düşünüyorlar.

---

Makale Referansı: Ahmed Farag Ali and Saurya Das. "Cosmology from quantum potential." Physics Letters B. Volume 741, 4 February 2015, Pages 276–279. DOI: 10.1016/j.physletb.2014.12.057.

Kaynak: Lisa Zyga, "No Big Bang? Quantum equation predicts universe has no beginning", http://phys.org/news/2015-02-big-quantum-equation-universe.html

İleri Düzeyde Detaylı Okuma İçin:

http://arxiv.org/abs/1411.0753

http://arxiv.org/abs/1404.3093v3

---