Evrenin bir ikizi varsa ve bu ikizde zaman geriye doğru akıyorsa, o zaman bilim insanları karanlık maddeyi açıklayabilir.
Çılgın bir kuram ortaya atan bilim insanları, bir “anti evren” olabileceğini ve bu evrende zamanın Büyük Patlama’dan geriye doğru akıyor olabileceğini söylüyor.
Evrenin ilk başlarda küçük, sıcak ve yoğun bir yapıda olduğu varsayılan bu kuramda, evrenin ayrıca tekdüze bir yapıda olduğu ve bu sayede hem ileriye hem de geriye doğru akan zamanın simetrik göründüğü belirtiliyor.
Eğer kuram doğruysa, karanlık madde o kadar da gizemli bir şey olmayabilir ve yalnızca böyle bir evrende bulunabilecek farklı bir nötrino parçacığı olabilir. Kuram ayrıca, evrenin Büyük Patlama’dan sonra hızla genişlemesini sağlayan bir “şişme” dönemine de ihtiyaç olmadığını söylüyor.
Kuram doğruysa, gelecekte kütleçekim dalgalarının bulunmaya veya nötrino kütlelerinin belirlenmeye çalışıldığı deneylerde böyle bir evrenin var olup olmadığı belirlenebilir.
Simetrinin korunması
Fizikçiler, doğada bir dizi temel simetri olduğunu belirlemiş. En önemli üç simetri ise yük (fiziksel bir etkileşimde tüm parçacıkların yükü zıt yüklerine çevrilirse, yine aynı etkileşim meydana gelir), denklik (bir etkileşimin ayna görüntüsüne bakıldığında yine aynı sonuç elde edilir) ve zaman (bir etkileşim zamanda geriye doğru götürülürse yine aynı görünür).
Fiziksel etkileşimler, bu simetrilerin çoğuna neredeyse her zaman uyuyor; yani bazı zamanlarda da ihlaller oluyor. Fakat fizikçiler, bu üç simetrinin aynı anda ihlal edildiğini hiç gözlemlememiş. Eğer doğada gözlenen her bir etkileşimin yüklerini ters çevirir, ayna görüntüsünü alır ve zamanda geriye götürürseniz, bu etkileşimler tamamıyla aynı davranır.
Bu temel simetriye de YDZ (CPT) simetrisi denmiş. Buradaki Y yükü, D denkliği ve Z ise zamanı temsil ediyor.
Annals of Physics bülteninde yayımlanmak üzere kabul edilen yeni makalede bilim insanları, bu birleşik simetriyi genişletmeyi öneriyor. Söz konusu simetri genelde sadece etkileşimlere; yani evrenin fiziğini oluşturan kuvvet ve alanlara uygulanıyor. Fakat bu simetri böylesine inanılmaz bir öneme sahipse, belki de evrenin tamamında geçerlidir. Diğer bir ifadeyle bilim insanları, bu simetriyi sadece evrenin “oyuncularına” (kuvvet ve alanlara) değil; “sahneye”, yani fiziksel evren nesnesinin tamamına uygulamayı öneriyor.
Karanlık maddenin oluşturulması
Genişleyen bir evrende yaşıyoruz. Bu evren, bir sürü ilginç şey yapan bir sürü parçacıkla dolu. Evrenin evrimi ise zamanda ileriye gidiyor. Eğer YDZ simetrisi kavramını bütün evreni kapsayacak şekilde genişletirsek, işte o zaman gördüğümüz evren resmin tamamı olmaz.
Daha fazlasının olması gerekir. YDZ simetrisinin evren boyunca muhafaza olması için, bizim evrenimizi dengeleyen ayna görüntülü bir evrenin olması gerekir. Bu evren bizdeki bütün yüklerin zıt halini barındırır, görüntüsü ters çevrilmiş olur ve zamanda geriye gider. Evrenimizin bir ikizi olmuş olur. Birlikte ele alındığında, bu iki evren YDZ simetrisine uymuş olur.
Çalışmanın yazarları, sonrasında böyle bir evrenin ne gibi sonuçları olabileceğini sorguluyor.
Bu noktada ise birçok muhteşem şey buluyorlar.
Mesela bunlardan bir tanesi, YDZ’ye uyan bir evrenin doğal şekilde genişleyerek kendini parçacıklarla doldurması ve uzun süredir varsayılan, şişme şeklinde bilinen hızlı bir genişleme dönemine ihtiyaç duymaması. Şişme gibi bir olayın meydana geldiğine yönelik çok sayıda kanıt olsa da, olayın kuramsal tablosu oldukça belirsiz. O kadar belirsiz ki, geçerli alternatif tekliflerine bol miktarda yer var.
İkinci olarak ise YDZ’ye uyan bir evren, karışıma bazı ilave nötrinolar ekler. Elektron nötrino, muon nötrino ve tau nötrino olmak üzere bilinen üç nötrino tipi var. İlginçtir; bu üç nötrino çeşidinin hepsi de solak (hareketine göre dönüş yönü sol tarafa doğru). Fizikte bilinen diğer tüm parçacıklar hem solak hem de sağlak çeşitler barındırıyor. Dolayısıyla fizikçiler, sağlak nötrinoların olup olmadığını uzun süredir merak ediyor.
YDZ’ye uyan bir evrende, en az bir tane sağlak nötrino türü olması gerekir. Bu tür, yapılan fizik deneylerinde çoğunlukla görünmez olur ve sadece kütleçekim yoluyla evrenin geri kalanına etki eder.
Fakat evreni istila eden ve yalnızca kütleçekim yoluyla etkileşime giren görünmez bir parçacık, akla karanlık maddeyi getiriyor.
Araştırmacılar YDZ simetrisine uymanın getirdiği koşulların, evrenimizi karanlık maddeyi açıklamaya yetecek kadar sağlak nötrinoyla dolduracağını keşfetmiş.
Aynadaki tahminler
Büyük Patlama’nın “arkasında”, evrenimizin başlangıcının öncesinde var olduğundan, ikizimiz olan bu YDZ evrenine hiçbir zaman erişemeyebiliriz. Fakat bu fikri test edebiliriz.
Araştırmacılar, fikrin bazı gözlemsel sonuçlarını tespit etmişler. Bunlardan bir tanesine göre, bilinen üç solak nötrino türünün tamamının Majorana türü olduğunu; yani kendi anti parçacıkları olduğunu düşünüyorlar (elektron gibi normal parçacıkların ise pozitron adı verilen antimadde karşılıkları var). Fizikçiler şimdilik nötrinoların böyle bir özellikleri olup olmadığından tam emin değil.
Ek olarak, bir nötrino türünün de kütlesiz olması gerektiğini düşünüyorlar. Günümüzde fizikçiler nötrino kütlelerine sadece üst sınır koyabiliyor. Eğer nötrino kütlelerini kesin şekilde ölçmeyi başarırlarsa ve bunlardan biri de aslında kütlesiz ise, YDZ simetrili evren fikri büyük bir destek kazanmış olur.
Son olarak, bu modelde şişme olayı hiç gerçekleşmiyor. Bunun yerine evren kendi kendine parçacıklarla doluyor. Fizikçiler şişmenin, uzay zamanı muazzam ölçüde salladığına ve bu sayede kütleçekimsel dalgaların evrene akın ettiğine inanıyor. Yürütülen pek çok deneyde, bu ilkel kütleçekim dalgaları bulunmaya çalışılıyor. Fakat YDZ simetrili bir evrende böyle dalgaların olmaması gerekiyor. Dolayısıyla ilkel kütleçekim dalgalarına yönelik arayışlar sonuç vermezse, bu durum YDZ ayna evreni modelinin doğru olduğuna yönelik bir ipucu olabilir.
Yazar: Paul Sutter/Live Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
