Evrenimiz her geçen gün biraz daha büyüyor. Boş uzay genişliyor ve gökadaları birbirlerinden bir adım daha uzağa sürüklüyor. Bu şişkin boşlukta yolculuk eden yıldız ışıkları bile, bir lastik gibi geriliyor. Evrenin gittikçe hızlanan genişlemesine dair astronomik kanıtlar, göz ardı edilemeyecek kadar fazla. Peki, evreni bu şekilde iten şey ne?

Parçacık fizikçileri, bunun gibi kozmik çaptaki soruları, doğanın en temel yasalarını kullanarak cevaplamaya çalışıyorlar. Fakat özellikle bu soru, fizikçileri güç bir duruma sokuyor, çünkü bu soru diğer hiçbir şeye benzemiyor. Eğer kütle çekimi doğru anlamış isek, evrende toplam enerji yoğunluğunun üçte ikisini oluşturan ve normal maddeden tamamıyla farklı davranış sergileyen başka bir madde olmalı. Dolayısıyla en büyük gizem şu; bu madde ne?

Bu madde karanlık enerji olarak biliniyor, fakat görünürde evrende yarattıkları itme etkisinin haricinde, bilim insanları haklarında çok az şey biliyor. Yine de teorisyenler, eğer boş uzayın genişlemesine neden olan bir şey gerçekten varsa, bunun büyük ihtimalle parçacık açığa çıkardığını düşünüyor. Fakat kozmolojik gözlemlerle uyuşması için, bir karanlık enerji parçacığının şaşkınlık uyandıran bir dizi özelliğe sahip olması gerekiyor. Bunlardan bir tanesi, parçacığın bir bukalemun gibi davranması gerektiği; yani özelliklerini, çevresini saran nesnelere göre değiştirmesi gerektiği.

Kozmik Bukalemun: Gelir ve Gidersin

Boş uzayın derinliklerinde, bir bukalemun parçacığı neredeyse kütlesiz olabilir ve diğer parçacıklar üzerindeki kütle çekimi çok az olabilir. Fakat Dünya’da (ve uzayın yoğun nüfusa sahip diğer bölgelerinde), bukalemun parçacığı kütlesini yüksek seviyeye çekme ihtiyacı duyabilir. Bu sıradan maddeyle etkileşme yeteneğini sınırlandırabilir ve çoğu detektör için onu neredeyse görünmez kılabilir.

Kütlenin değişmesine ek olarak, bukalemun parçacıklar negatif basınç uygulama gereği de duyabilirler. Klasik olarak basınç, parçacıkların kendilerini içeren kaba uyguladıkları kuvvettir. Kap normal normal maddeden yapılmış olduğunda (lastik bir balon gibi), iç basınç arttıkça kap genişler ve basınç hafifledikçe tekrar normal haline doğru sönümlenir. Fakat kap hiçbir şeyden yapılmadıysa (yani kap, uzay-zamanın kendisiyse), tam tersi bir etki ortaya çıkar. Örneğin bir doğum günü balonu havayla doldurulduğunda, etrafındaki boş uzay hafifçe küçülür. Fakat balon içindeki havayı dışarı saldığında ve basınç azaldığında, uzay normal haline döner.

Bilinen tüm parçacıklar basınç arttıkça uzayı küçültür ve basınç sıfıra yaklaştıkça uzayı gevşetir. Fakat bir parçacığın uzayı genişletmesi için, negatif bir basınç uygulaması gerekir. Negatif basınç, mikroskobik seviyedeki dünyamıza tamamen yabancı bir fikir olsa da, atom altı düzeyde imkânsız değildir. Kütle değiştiren, uzayı genişleten bir parçacık, fizikteki diğer hiçbir şeye benzemezdi. Fakat fizikçiler böylesi bir parçacık gerçekten varsa, bunun uzayın derinliklerinde ve Güneş Sistemi’mizde bol miktarda bulunabileceğini umuyorlar.

Şimdiye kadar sıradan maddenin özelliklerini yakından inceleyerek ve bukalemun benzeri özellikleri arayarak, dolaylı yoldan bukalemun parçacıklarını araştıran birkaç deney yapıldı. Fakat CERN’deki CAST (CERN Axion Solar Telescope) deneyinde, Güneş’ten yayınlanır yayınlanmaz bukalemun parçacıklarının doğrudan yakalanması umuluyor.

CAST deneyi, Güneş’ten ve erken evrenden yayılan nadir ve egzotik parçacıkları aramak içim özelleştirilmiş bir teleskop. Araştırmacılar en son, CAST içerisine parçacıkları toplayan ve rezonans halindeki elektromanyetik bir boşlukta sallanan oldukça hassas bir zar üzerinde odaklayan, özel bir büyüteç camı yerleştirdi. Umdukları şey; eğer bukalemun parçacıkları varsa ve Güneş’te üretiliyorlarsa, Güneş görüş açısında olduğu sırada bu parçacıklardan oluşan akımın zar üzerine yansıtılmaları sonucu oluşan fazlasıyla küçük bir basınç gözlemlemek.

Şimdiye kadar beklenmedik bir şey görmediler, fakat yapılan yeni güncellemeler, hem Güneş kaynaklı bukalemunlara, hem de diğer kozmik kaynaklı egzotik varlıklara karşı teleskopu daha hassas hale getirecek.