Karanlık Enerji Bir İllüzyon mu?

Geçtiğimiz 20 yıl boyunca, sanki bir takım tuhaf “karanlık enerji” balon gibi şişiriyormuşçasına, fizikçiler evrenin genişleme hızının gittikçe arttığını fark etti. Aslında, kozmologların iyice sınanm..
Görsel Telif: Volker Springel/Max Planck Institute For Astrophysics/SPL

Geçtiğimiz 20 yıl boyunca, sanki bir takım tuhaf “karanlık enerji” balon gibi şişiriyormuşçasına, fizikçiler evrenin genişleme hızının gittikçe arttığını fark etti. Aslında, kozmologların iyice sınanmış Standart Model’i, evrenin % 69’unun karanlık enerjiden oluştuğunu varsayıyor. Yine de, bir teorisyenler grubunun iddiasına göre, belki de gizemli maddelere ihtiyacımız yoktur. Araştırmacıların iddia ettiğine göre, evrenin genişlemesinin hızlanması, yoğunluğundaki değişkenliklerden veya homojensizliğinden kaynaklanıyor olabilir. Eğer durum buysa, fizikteki en büyük gizemlerden birisi, sadece Albert Einstein’ın genel görelilik kuramı ile açıklanabilir. Bununla beraber, diğer araştırmacılar konuya hâlâ şüpheyle yaklaşıyor.

Hawaii Üniversitesi’nden kozmolog Nick Kaiser; “Eğer bu doğruysa, 2011’de evrenin hızlanarak genişlediğinin keşfi için verilen Nobel ödülleri geri alınmak zorunda kalacak” diye yorumda bulunuyor. Benzer bir analiz üzerinde çalışmış, Kenyon Koleji’nden hesaplamalı kozmoloji uzmanı Tom Giblin; “Homojensizliklerin karanlık enerjiyi açıkladığını görmek harika olurdu. Kendi yaptığımız simülasyonlarda, araştırmacıların gördükleri kadar büyük bir etki olmasını ummak için bir kanıt göremiyorum.” diye anlatıyor.

Tartışılmakta olan konu, kozmologların, evrenin geçen 13,8 milyar yıl boyunca nasıl evrildiğini hesaplama biçimleri. Kabaca anlatmak gerekirse, hesaplamalar iki denkleme dayanıyor. Bunların bir tanesi, maddenin, nasıl gökadalara ve gökada kümeleri halinde birleştiğini tanımlıyor. Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) ölçütü olarak bilinen diğer ise, Einstein’ın kütleçekim kuramı, yani diğer adıyla genel görelilik kuramından geliyor ve bilim insanları tarafından, evrenin herhangi bir zamanda ne kadar genişlemiş olduğunu hesaplamak için kullanılıyor. Simülasyondaki her bir zaman adımında, kozmologların kullandığı program, evrenin ne kadar genişlemiş olduğunu tanımlayan “ölçek faktörünü” hesaplamak için FLRW ölçütünden faydalanıyor. Daha sonrasında program, gökadaların ve gökada kümelerinin oluşumunun o adımda ne kadar ilerlediğini hesaplamak için, bu faktörü girdi verisi olarak kullanıyor.

Bununla birlikte kelimenin tam manasıyla konuşmamız gerekirse, FLRW eşitliği, düzgün ve homojen bir evrene uygulanıyor. Yani her adımda ölçek faktörünü hesaplamak için, kozmologlar evreni düzgün dağılmış olarak kabul ediyorlar ve FLRW ölçütünün girdi verisi olarak, evrenin simülasyonla belirlenmiş ortalama yoğunluğunu kullanıyorlar. Bu da bir bakıma riskli; çünkü genel görelilik, kütle ve enerjinin uzay-zamanı büktüğünü söylüyor. Sonuç olarak uzayın boş bölgelerde hızlı, gökadaların genişlemeye karşı bir kütleçekim uyguladığı kalabalık bölgelerde ise yavaş bir şekilde genişlemesi gerekiyor. Böylece, prensipte evrendeki homojensizlikler, evrenin genişleme dinamiklerine geri besleme sağlıyor ve onları etkiliyor.

Eötvös Loránd Üniversitesi’nden astrofizikçiler Gábor Rácz ile László Dobos ve çalışma arkadaşları, bu “geri reaksiyonu” yakalamak için yola koyuldular. Her bir kenarı 480 milyon ışık yılı uzunluğunda olan küp şeklindeki bir boşluk için simülasyon gerçekleştirdiler. Her bir zaman adımında, tüm küp için tek bir ölçek faktörü hesaplamak amacıyla FLRW ölçütü kullanmak yerine; küpü 1 milyon küçük evrenlere böldüler ve her biri için ölçek faktörünü hesaplamak amacıyla denklemi kullandılar. Evreni, her bir bölgesinin kendine ait bir genişleme oranına sahip olduğunu varsayarak bütün ölçek faktörlerinin ortalamasını hesapladılar ve çıkan sonuç ortalama yoğunluk ile hesaplanan ölçek faktörüyle farklılık gösterebiliyordu.

Ekibin sanal evreni, gerçek evren kadar evrimleşti ve genişlemesi geçen 1 milyar yıl boyunca hızlanmaya devam etti. Araştırmacıların Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımladıkları makaleye göre, simülasyona uzayı büken bir takım karanlık enerji eklemeleri de gerekmedi. Dobos; bu sonuçlardan, karanlık enerjinin bir illüzyon olduğunu açıklanabileceği fikrinin öne sürülebileceğini söylüyor.

Diğer araştırmacılar ise konuya daha dikkatli bir şekilde yaklaşıyor. Giblin, çalışma arkadaşlarıyla birlikte gerçekleştirdiği simülasyonun, bu simülasyondan farklı sonuçlar verdiğine dikkat çekiyor. Bu yeni çalışmanın evrenin gelişimini daha ince uzamsal ölçeklerde takip ettiğini, fakat daha kesin varsayımlar ve yaklaşımlar içerdiğini söylüyor. Farklılıklara karşın, kendi çalışmasının; geri reaksiyonun evrenin genişleme hızını % 1’den daha az değiştirebileceğini öne sürdüğünü, halbuki bu çalışmada, etkinin % 20’yi aştığını aktarıyor.

Kaiser ise, homojensizliklerin etkilerinin küçük olabileceğini düşünüyor. Evrenin hızlanarak genişlemesine dair en sağlam kanıtların, göreceli olarak daha yakın bölgelerdeki, tip 1 süpernovalar olarak bilinen yıldız patlamalarının uzaklıklarının ve yaşlarının ölçümünden geldiğine işaret ediyor. Bununla birlikte, yerel Evrende, sade Newton kütle çekiminin de yeterince iyi çalışması gerekiyor. Burdan da; ölçek faktörünün göreli teoride belirlenmesindeki farklılığın, büyük bir etki yaratmaması gerektiği fikri ortaya çıkıyor.

Yine de, araştırmacılar, geri reaksiyonu araştırmanın mantıklı olduğunu söylüyor. Lyon Üniversitesi’nden kozmolog ve 1990’lı yıllarda bu konuya öncülük etmiş olan Thomas Buchert; “Bu etkinin büyüklüğünü hesaplamak isteyen insanlar için, bunun artık hakim görüşün bir parçası olduğunu söyleyebilirim” diye yorumda bulunuyor. Giblin ise; “Popüler kozmoloji, karanlık enerji problemini çözmekte o kadar başarısız oldu ki; cevabın, bu araştırmanın yaptığı gibi popüler olmayan bir takım fikirler olması çok olası. Fakat o fikrin, bu çalışmadaki fikir olup olmadığını bilmiyorum” diye ekliyor.

 


Kaynak: Is dark energy an illusion? < http://www.sciencemag.org/news/2017/04/dark-energy-illusion >

Referans: Concordance cosmology without dark energy  <https://academic.oup.com/mnrasl/article/2982870/Concordance > DOI: 10.1093/mnrasl/slx026


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv