Evrenin yapısı hakkındaki yeni bir teori, karanlık maddeye makul bir alternatif oluşturabilir.

Kaynak: Charlie Wood, Q. (2020, August 01). A Breakthrough Some Cosmologists Thought Would Never Come. Retrieved August 14, 2020, from

https://www.theatlantic.com/science/archive/2020/08/new-alternative-dark-matter/614767/

Çeviren: Şevval Akçakaya

Editör: Taha Berk Arslan

Bazı kozmologların beklediği atılım hiç gelmeyebilir.

Evrenin yapısı hakkındaki yeni bir teori, karanlık maddeye makul bir alternatif oluşturabilir.

On yıllardır bir grup asi araştırmacı, kozmolojinin temel konularından biri olan, görünmez ve elle tutulamayan bir madde formunun evrenin temel yapıtaşı olması konusuna karşı savaşıyordu. Bizim gündelik hayatta bildiğimiz şeylere ağır basan bu karanlık madde, bir çok gözleme tabi tutuldu: galaksilerin ve galaksi kümelerinin birebir uyumu, uzak galaksilerin gelen ışığın yeryüzündeki teleskoplara doğru yolunu koruması, ve evrenin ilk aşamasının o alacalı hali bunlardan birkaçı.

Olması beklenen devrimler alternatif bir kozmik tarif peşindeler. Karanlık madde yerine inceden inceye modifiye edilmiş bir gravitasyon gücü öneriyorlar. Fakat bu kabataslak fikirlerini gerçek matematiksel dile tercüme edince en başta bir anahtar gözlemle çatışıyor. Bazı formülasyonlar galaksileri doğru anlatıyor, bazıları da ışığın bükülmesini. Fakat hiçbiri karanlık maddenin kurşun geçirmez kanıtını delemiyor: Kozmik mikrodalga arka plan ışıması. “Teorinin bu bilgiyle çok iyi harmanlanması gerekiyor” diyor Genova Üniversitesi’nden kozmolog Ruth Durrer. “Tıkanma noktası burası”.

Central European Institute for Cosmology and Fundamental Physics’ten teorisyenler Tom Złosnik ve Constantinos Skordis ise bu zor kısmı atlayan alternatif bir teori geliştirdi. Haziran’ın sonlarında taslak olarak yayınlanan ve henüz jüri onayından geçmemiş olan makaleleri, evrenin ilk halinin o ikonik haritasını çıkarabilecek şekilde Einstein’ın gravitasyon teorisinin biraz eğilip bükülmüş halini oluşturuyor. Bu asi bilim insanlarının bile paylaşmaktan korkacağı bir çalışma. “15 yıldır bu alanda kuş uçmuyordu” diyor Case Western Reserve Üniversitesi’nden astronom Stacy McGaugh.

Diğerleri de modelin ilk sonuçlarının umut verici olduğu konusunda hemfikir. “Bu biraz barok, fakat şimdiye kadar hiçbiri işe yaramadığı için bu teorinin işe yarıyor görünmesinden etkilendim” diye ekliyor Durrer.

Birçok kozmolog, bu iki paradigmanın en basiti olarak hala karanlık maddeyi tercih ediyor, ama bu yeni teorinin ilgi çekici olduğuna katılıyorlar- ancak diğer kozmolojik gözlemlerle de tam anlamıyla uyuşması şartı ile. “Bu büyük bir bariyer olurdu” diyor Chicago Üniversitesi’nden astrofizikçi Dan Hooper. “Bu çok ilginç olurdu”.

Modifiye edilmiş Newtonyan dinamikler (MOND) olarak da bilinen alternatif gravitasyon teorilerinin zorluklar, yeni model ortaya atıldıktan bir gün sonra tesadüfi olarak başka bir taslak makalede anlatılmış.

Aralarından en zorlayıcı olanı ise, Lambda soğuk karanlık madde (LCDM) olarak bilinen bir modelde detaylıca anlatıldığı gibi evreni bir bütün olarak resmederken karanlık maddeye verilen rolün yerini doldurmak.

Kabaca ifade etmek gerekirse, LCDM karanlık madde olmadan bizim de var olamayacağımızı öneriyor. Evren bebekken o kadar stabildi ki sıradan maddenin gravitasyonel etkisi, partikülleri bir araya getirip galaksiler, yıldızlar ve gezegenler oluşmasına neden olamazdı.

Karanlık maddeye bakacak olursak da LCDM modeli çerçevesinde karanlık madde, kolektif yükünü normal maddeyi şekillendirmek ve astronomların çalıştığı modern kozmik yapılara dönüştürmek için kullandı.

LCDM bir anlamda kozmolojinin standart modeli oldu çünkü CMB ile neredeyse tüm detayları uyuşuyor. Bebek evrenin bu haritası, kozmosta dalgalanan belli belirsiz küçük noktaları gösteriyor. Daha yakın tarihte, araştırmacılar CMB’nin ışığının yön ve kutuplaşma durumunu daha kesin şekilde ölçebildiler.

Herhangi bir başarılı kozmolojinin, şu üç gözlemi yeniden üreterek kendi içinde tutarlı bir kozmos hikayesi yazması gerekir: CMB’nin ısısı, CMB’nin kutuplaşması ve galaksiler ile galaksi bulutlarının güncel dağılımı.

NASA Jet Sevki Laboratuvarı’ndan bir astrofizikçi Kris Pardo ve Flariton Enstitüsü Hesaplamalı Astrofizik Merkezi’nin yönetici David Spergel ikinci taslak çalışmalarında; herhangi bir alternatif gravitasyon teorisinin LCDM’nin tek bir prensibi ile yarışmasının ne kadar zor olabileceğini inceledi. Karanlık maddenin yoğunlaştığı bölgeler maddeyi beraberinde sürükleyip akabinde galaksileri ve yıldızları oluştururken, maddenin yaydığı dalgacıkları tamamen olmasa da büyük oranda silip süpürür. Kozmologlar, CMB’nin kutuplaşması ile bugünün madde yapılarını karşılaştırarak şunu kolaylıkla hesaplarlar: CMB’de görülen, dalganın kendisinden 100 kat daha küçük dalga kalıntıları bugün hesaplanabiliyor.

Spergel; LCDM’in ayırt edici gereklilikleri olmazdan bunları ve başka özellikleri tekrardan oluşturmanın, eşsiz ve mükemmel bir teori gerektirdiğini ortaya koydu. “Henüz tüm bu modifiye edilmiş gravitasyon teorilerinin aksini ispat etmedik. Ama bıraktıkları boşlukları her an başka teoriler doldurabilir”.

łosnik and Skordis tam da bunu yaptıklarını söylüyor. Ama MOND düşünürleri ve fanlarını bir şekilde şaşırtıyor. Kozmik boyutlarda, karanlık madde ve MOND paradigmaları arasında bir yerde, tam anlamıyla maddenin görünmez bir formu varmış gibi işleyen bir gravistasyon teorisi üretmeyi başardılar.

RelMOND olarak adlandırılan teorileri, genel görelilik denklemlerine, farklı alanlarda farklı davranan bir nazır alan ekliyor. Evrenin genişlerken görünür şekilde de esnediğini görecek şekilde geniş perspektiften bakıldığında, bu alan tıpkı görünmez madde gibi davranıyor. Złosnik’in “kara bulut” olarak adlandırdığı bu alan, görünen evreni aynı karanlık maddenin yapacağı gibi etkiliyor. Buna bağlı olarak da model, CMB’nin ısısını yükseltiyor ve Złosnik bu etkinin aynı zamanda kutuplaşma spektrumuna ve madde dağılımına da yansıyabileceğini söylüyor ancak bu detayları henüz yayınlamadılar.

“RelMOND, LCDM’den daha kötü olamaz” diyor Złosnik ve bunun o teoriyi tüm evren için geçerli kılacak şekilde taklit ettiğini de ekliyor.

Fakat eğer biz, uzayın ana maddesinin hala stabil kaldığı bir galaksiye odaklanırsak; bu alan MOND temellerine paralel işliyor: standart gravitasyonel alana karışıyor ve onu, ekstra madde gerekmeden galaksiyi bir arada tutabilecek kadar güçlendiriyor. (Araştırmacılar, bu alanın büyük galaksi bulutları için nasıl işleyeceği konusunda henüz tam emin değil,

Złosnik ve Skordis’in matematiksel başarısına rağmen, karanlık madde hala en basit ve mantıklı teori. Bu yeni cismi oluşturmak dört yeni matematiksel alanı gerektirirken, LCDM karanlık madde yalnızca bir tanesiyle yetiniyor. Hooper bu durumu, cinayet mahallindeki kişinin gerçek katil mi yoksa CIA tarafından kiralanan biri mi olduğunu sorgulayan bir dedektif hikayesine benzetiyor. Eldeki kanıt iki teoriyle de uyuşsa bile, bir tanesi daha az fire verecek.

Yine de, kozmolojik komplo teorisi olarak gördüğü çalışmaları kıskanmıyor. “Zeki insanların MOND üzerine düşünmesi beni mutlu ediyor” diyor.

Złosnik de karanlık maddenin yakın zamanda ispatlanmasını umuyor ama aynı zamanda kendi MOND çalışmasını da, kozmolojik düzene bir saldırı olarak değil de, genel göreliliğin sınırlarını esnetme çalışması olarak görüyor. Şimdilik, gravitasyonun matematiğinin çok daha tuhaf bir fenomeni barındırıyor olabileceğini göstermiş olmaktan memnun.

“Sadece imkânsız olduğunu düşündüğümüz için faydalı bir şeyi kaçırma gibi bir tehlike mevcut. Daha başarılı bir şeye işaret ediyor olabilir” diyor Złosnik.

You may also like...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir