Dün yayımlanan yeni bir çalışmada araştırmacılar, parçacıklardan oluşan ve görülmeyen ‘ayna bir dünyanın’ kendi dünyamız ile sadece kütleçekim yoluyla etkileşime girdiğini öne sürüyor. Bilim insanlarına göre bu durum, evrenbilimde karşılaşılan büyük bir bilmecenin çözümünün anahtarı olabilir. Bu bilmece ise Hubble sabiti problemi.
Hubble sabiti, günümüzdeki evrenin genişleme hızını temsil ediyor. Bu hız için standart evrenbilim modeliyle yapılan tahminler, bölgesel olarak yapılan en hassas ölçümlerle bulunan hızlardan önemli ölçüde düşük çıkıyor. Birçok evrenbilimci, aradaki bu uyuşmazlığı geçerli evrenbilim modelimizi değiştirerek çözmeye çalışıyor. Fakat bunu yaparken, standart modelde yapılan tahminler ile kozmik mikrodalga arka plan ışıması gibi diğer pek çok evrenbilimsel olgu arasındaki uyumu bozmamak gerekiyor. Evrenbilimde böyle bir senaryonun olup olmadığı, yeni araştırmanın ardındaki bilim insanlarının cevabını bulmaya çalıştığı bir soru. Yeni araştırmanın yazarları arasında New Mexico Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümünde yardımcı profesör olan Francis Yan Cyr Racine ve Davis – California Üniversitesinde çalışan bilim insanları Fei Ge ile Lloyd Knox bulunuyor.
NASA’ya göre evrenbilim, evrenin büyük ölçekli özelliklerinin bir bütün olarak incelendiği bir alan. Evrenbilimciler karanlık madde, karanlık enerji ve çoklu evrenler gibi kavramları inceliyor. Evrenbilim, doğumundan ölümüne kadar gizem ve ilginçliklerle dolu evrenin tamamını kapsıyor.
Şimdiyse bilim insanları Cyr Racine, Ge ve Knox, evrenbilimsel modellerde daha önce fark edilmeyen matematiksel bir özellik keşfetmişler. Bu özellik prensipte daha yüksek bir genişleme hızına olanak sağlarken, standart evrenbilimsel modelin en hassas biçimde test edilen diğer tahminlerini de neredeyse hiç değiştirmiyor. Bilim insanları kütleçekimsel serbest düşüş hızı ile foton-elektron dağılım hızının tekdüze biçimde ölçeklenmesinin, en boyutsuz kozmolojik gözlemleri bile neredeyse hiç değiştirmediğini keşfetmişler.
“Temel olarak evrenbilimde yaptığımız gözlemlerin birçoğunun, evrenin bir bütün olarak yeniden ölçeklenmesi durumunda doğal bir simetri içerdiğini ifade ediyoruz. Bu durum, evrenin ölçüm hızına yönelik yapılan farklı ölçümler arasında neden bir uyuşmazlık varmış gibi göründüğünü anlamaya yardımcı olabilir.”
Çalışma dün Physical Review Letters bülteninde yayımlandı.
Araştırmacıların vardığı bu sonuç, kozmik mikrodalga arka plan ışıması ile büyük ölçekli yapı gözlemlerinin yüksek Hubble sabiti (H0) değerleriyle uzlaştırılmasında yeni bir yaklaşımın kapısını aralıyor: Bu yaklaşıma göre bulunacak bir evrenbilim modeli, ölçeklendirme dönüşümünün simetriyle korunmayan miktar ölçümleri ihlal edilmeksizin gerçekleştirilmesini sağlayabilir. Yeni çalışma, zorlu bir problemin çözümüne yeni bir kapı aralıyor. Geliştirilecek yeni modeller, henüz yeterli bir cevaba ulaşılmamış iki kısıtta (döteryum ve helyumun ilk zamanlardaki miktarlarında) da tutarlılık sağlayabilir.
Eğer evren bir şekilde bu simetriden yararlanıyorsa, bu durum araştırmacıları son derece ilginç bir sonuca yönlendiriyor: Bizimkine çok benzeyen fakat dünyamızdaki kütleçekimsel etkisi haricinde görünmez olan ayna bir evren olabilir. Böyle bir “ayna evrenin” yer aldığı karanlık kısım, serbest düşüşlü kütleçekim hızlarının etkili şekilde ölçeklendirilmesini sağlarken, günümüzde hassas şekilde ölçülen ortalama foton yoğunluğu da ihlal edilmemiş olur.
“Pratikte bu simetri ölçeklendirmesi, sadece modele ayna bir dünyanın eklenmesiyle mümkün olabilir; yani hepsi de bilinen parçacıkların kopyası olan yeni parçacıkların yer aldığı paralel bir evrenle” diyor Cyr Racine. “Ayna dünya fikri ilk olarak 1990’larda ortaya çıkmıştı ancak daha önce Hubble sabiti probleminde olası bir çözüm olarak tanınmamıştı.”
“Bu durum ilk başta çılgınca gelebilir fakat buna benzer ayna dünyalar, fizik literatüründe önemli bir yer kaplıyor. Parçacık fiziğinde önemli bir sorunun çözülmesine yardımcı olduklarından, tamamen farklı bir bağlamdalar” diye açıklıyor Cyr Racine. “Bizim çalışmamız, bu büyük literatürün evrenbilimdeki önemli bir soruna bağlanmasını ilk defa mümkün kılıyor.”
Araştırmacılar mevcut evrenbilimsel modelimizdeki kayıp bileşenleri aramanın yanısıra, Hubble sabitindeki bu uyuşmazlığın kısmen ölçüm hatalarından kaynaklanıp kaynaklanmayabileceğini de merak ediyor. Durum ihtimal dahilinde olsa da, analizlere daha yüksek kaliteli veriler dahil edildikçe uyuşmazlığın daha da büyüdüğünü belirtmekte fayda var. Dolayısıyla veriler hatalı olmayabilir.
“İlk başta iki buçuk Sigma’ydı. Sonra üç, üç buçuk ve dört Sigma oldu. Şu an neredeyse beş Sigma seviyesindeyiz” diyor Cyr Racine. “Sorunu ciddi bir hale getiren kilit rakam bu çünkü aynı şeyin iki ölçümü var. Elinizde evrenin sabit bir görüntüsü varsa, bu iki değerin birbiriyle tamamen tutarlı olması gerekir ancak istatistiksel yönden çok önemli bir ölçüde farklılık gösteriyorlar”
“Buradaki temel dayanak bu. Biz de buna neyin sebep olabileceğini ve ölçümlerin neden uyumsuz olduğunu düşündük. Dolayısıyla bu durum, evrenbilim için büyük bir sorun. Evrenin günümüzde ne yaptığını anlamıyor gibiyiz.”
Yazar: Steve Carr/New Mexico Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
