Teorik fizikçilerden oluşan İsviçreli bir ekip, onlarca yıldır farklı hesaplama yöntemlerinin birbiriyle uyuşmayan sonuçlar verdiği soruya yeni bir çözüm önerdi: Evren hangi hızla genişliyor?
1929’da Amerikalı astronom Edwin Hubble, gökyüzündeki tüm yıldızların bizden uzaklaşmakta olduğunu ve daha uzaktaki yıldızların daha da hızlı uzaklaştığını göstermişti. Bu gözlem, evrenimizin genişlediği ve geçmişte tek bir noktadan başlaması gerektiği fikrine götürmüştü. Daha sonra elde edilen başka verilerle birlikte, evrenin yaklaşık 14 milyar yıl önce Büyük Patlama’yla ortaya çıktığını ve hala genişlemekte olduğu ortaya çıktı. Ancak evrenin o patlamadan bu yana hangi hızla genişlediği bilim insanları arasında önemli bir tartışma konusu.
Evrenin genişleme hızı Hubble Sabiti (H0) ismi verilen bir değerle ölçülüyor ve bu değerin her megaparsek (3,26 milyon ışık yılı) için saniyede 70 kilometre civarında olduğu düşünülüyor. Bu her megaparsek mesafede gökcisimlerinin birbirinden uzaklaşma hızının saniyede 70 kilometre arttığı anlamına geliyor. Yani iki megaparsek (6,52 milyon ışık yılı) uzaklığımızdaki bir cisim bizden saniyede 2x70=140 kilometre hızla uzaklaşıyor.
Öte yandan bu değerin “sabitliği” sadece ismiyle sınırlı çünkü bilim insanlarının kullandığı farklı hesaplama yöntemleri yüzde 10’a varan, göz ardı edilemeyecek bir farka sahip.
Ancak İsviçre’deki Cenevre Üniversitesi’nden (UNIGE) fizikçiler, hakemli bilim dergisi Physics Letters B’de yayımlanan makalede sayılar üzerindeki bu anlaşmazlığı tatlıya bağlamış olabilir.
Phys.org’un aktardığına göre araştırmacılar, Güneş Sistemi’nin de içinde bulunduğu Samanyolu’nu ve birkaç bin yakın galaksiyi içine alan 250 milyon ışık yılı çapındaki bir bölgedeki madde yoğunluğunun evrenin kalanının yaklaşık yarısı kadar olabileceğini öne sürüyor.
Anlaşmazlığın kökeni
Birbiriyle uyuşmayan hesaplamalardan ilki, Büyük Patlama’nın kanıtlarından biri olarak kabul edilen kozmik arkaplan ışımasını temel alıyor. Evrenin istisnasız her köşesinden gelen mikrodalga frekansındaki bu elektromanyetik dalgaların Büyük Patlama’dan yaklaşık 370 bin yıl sonra (evren ışığın serbestçe hareket edeceği kadar soğuduğunda) ortaya çıktığı düşünülüyor. Planck uzay görevinden elde edilen hassas ölçümler ve Einstein’in genel görelilik teorisi kullanıldığında Hubble Sabiti 67,4 olarak hesaplanıyor. Maddenin eşit dağılması ve evrenin her yerde benzer özellikler gösterdiği, yani izotropik olduğu da bu hesaplamanın temel dayanaklarından biri.
İkinci hesaplamaysa uzak galaksilerdeki gelişigüzel süpernovalara dayanıyor. Bu çok parlak patlamalar uzaklıkların hassas biçimde hesaplanmasına olanak sağlıyor ama sonuçlar Hubble Sabiti’nin 67,4 yerine yaklaşık 74 olduğunu gösteriyor.
Hesaplamaları uzlaştıran büyük baloncuk
Cenevre Üniversitesi’nin internet sitesinde aktarılana göre Teorik Fizik Bölümü profesörlerinden Lucas Lombriser, bu uzlaşmazlığı söyle yorumluyor:
Bu iki değer, yıllar boyunca gittikçe daha hassas hesaplanmaya devam ederken birbirinden farklı kalmayı sürdürdü. Bilimsel bir tartışmanın fitilini ateşlemek ve hatta belki de ‘yeni bir fizik’ üzerinde uğraştığımızı söyleyerek bir heyecan dalgası yaratmak işten değil.
Lombriser, aradaki boşluğu doldurmak için evrenin eşit dağılmadığı fikrine yoğunlaşmayı tercih etti. Bu hipotez, orta ölçekte bariz gibi görünüyor çünkü bir galaksinin içiyle dış kısmı arasında madde yoğunluğunun eşit dağılmadığı konusu kuşkuya yer bırakmıyor. Ancak bir galaksiden binlerce kat geniş hacimler söz konusu olduğunda ortalama kütle yoğunluğundaki dalgalanmaları ya da eşitsizlikleri hayal etmek zorlaşıyor.
Teorik fizikçi sözlerini şöyle sürdürüyor:
Eğer madde yoğunluğunun evrenin bütünündeki bilinen yoğunluktan kayda değer ölçüde düşük olduğu bir tür devasa ‘balon’ içindeysek, bunun süpernovaların mesafesi ve nihayetinde Hubble Sabiti’nin belirlenmesi üzerinde sonuçları olacaktır.
Araştırmacılara göre gerekli olan tek şey, "Hubble baloncuğunun" mesafeleri ölçmek için referans görevi gören galaksiyi içerecek kadar büyük olması. Balonun çapını 250 milyon ışık yılı olarak belirlersek ve içindeki madde yoğunluğu evrenin geri kalanının yarısına denk gelirse Hubble Sabiti için yeni bir değer elde ediliyor. Bu değer daha sonra kozmik arkaplan ışıması kullanılarak ulaşılan değerle eşitleniyor.
Lombriser şunları ekliyor:
Bu ölçekte böyle bir yoğunluk dalgalanması ihtimali 20’de 1 ve 5’te 1 arasında. Yani bunun kuramcıların hayal ürününden ibaret olmadığı anlamına geliyor. Koca evrende bizimki gibi pek çok bölge var.
Independent Türkçe, Phys.org, Cenevre Üniversitesi
Derleyen: Umut Can Yıldız
