Günümüzün kabul gören evren modeli (ΛCDM), Büyük Patlama’dan günümüze yapılan astronomik gözlemleri başarılı bir şekilde açıklayabilmişti. Ancak son dönemde yapılan bazı araştırmalar evren modelimizde sorun olabileceğini ima ediyor.

Bizim evren hikayemize göre, başlangıçta çok minik bir enerji zerresi içinde birbirine bağlı olan uzay ve zaman, minik bir noktadan şiddet dolu bir patlama ile var oldular.

O an ile ilgili tek bildiğimiz bu; daha öncesi bir sır.  

Peki, bir başlangıç olduğunu ve bir patlama gerçekleştiğini biz nereden biliyoruz?

Bunu bize matematik söylüyor.

Çünkü evren genişliyor.

Genişleyen evren

Biliyorsunuz, 1600 lü yıllara kadar Dünya merkezli, durağan ve sonsuz bir evren anlayışı vardı. Daha sonra bu anlayış yerini  Güneş merkezli bir görüşe bırakmıştı ama durağan ve sonsuz evren anlayışı değişmemişti.

20. yüzyılın başında Einstein'a göre de evren durağan ve sonsuzdu; ancak çok kısa zamanda yanıldığını anladı. Bu anlayışı asıl yıkan ünlü astronom Edwin Hubble oldu. Hubble yıldızların birbirinden hızla uzaklaştığını gözlemledi ve bu evrenin genişliyor olduğunun göstergesiydi. Yani evren durağan değildi, genişliyordu.

Eğer genişliyorsa, sınırları da olması gerekiyordu.

O noktada matematik bize evrenin bir başlangıcı olması gerektiğini söyledi. Zamanı günümüzden geriye doğru sararsak başlangıç anına varıyorduk.

Evreni dolduran tüm madde ve enerjinin bir anda minik bir noktadan fışkırıyor olması ise ancak büyük bir patlama ile mümkündü.

Yani evrenin bir başlangıcı vardı ve bir Büyük Patlama ile doğmuştu.

Ve beraberinde sonsuz ve durağan evren anlayışı çöktü.

Karanlık enerji

Tekrar başlangıç anına dönersek; Büyük Patlama anında evren bir ateş topuydu ve patlamanın olağanüstü etkisiyle çok hızlı büyümeye başladı. Enflasyon adı verilen bu evrede, evren trilyonlarca kat genişledi ve ardından soğumaya başladı.

Evren soğurken oluşan madde ve yerçekimi etkisinin evrenin genişlemesini engelleyeceği ve genişleme hızının zamanla yavaşlayacağı varsayılıyordu.

Ama öyle olmadı; evren genişlemesini sürdürdü. Dahası genişlemeyi sağlayan bu gizemli negatif güç evrenin diğer madde içeriğinden çok daha fazlaydı. Ve bilimin bu etkiyi yaratabilecek bilinen bir karşılığı yoktu.

Bilim insanları bu görünmez gücü “Karanlık Enerji” olarak adlandırdılar.

Biliyorsunuz daha önce de, bilim insanları galaksilerin hareketlerini izleyerek evrenin diğer görünmez madde bileşenini “Karanlık Madde” olarak tanımlamışlardı. Bu kez yine bilinmezler safında yer alan yeni bileşene “Karanlık Enerji” denildi.

Evrenin bu karanlık bileşenlerinin doğasını bilmesek de onların evrendeki oranlarını biliyoruz. Son yıllarda elde edilen verilere göre, evrenin yüzde 68'ini Karanlık Enerji oluşturuyor. Buna karşın evrenin yüzde 27’si Karanlık Madde’den oluşurken yalnızca yüzde 5’i normal maddeden oluşuyor.

Yani evrenin yüzde 95’i karanlık.

ΛCDM kozmolojik evren modeli

Evren hikayemizin özetinin özeti kısaca bu.

Bilim insanları, bu hikayenin içini gözlemlere dayanarak, matematiğin de yardımıyla doldurdular ve karşımıza uyumlu bir evren modeli koydular.

“Kozmolojinin Standart Modeli (ΛCDM)” olarak adlandırılan bu modelin üç ana bileşeni bulunuyor.  Bunlardan ilki neredeyse evrenin yüzde 68’ini kapsayan Karanlık Enerji; evrenin genişlemesinden sorumlu ve “kozmolojik sabit (Λ)” ile tanımlı.

İkinci bileşen, evrenin yüzde 27’sini oluşturan Karanlık Madde (Cold Dark Matter-CDM); üçüncü bileşen ise bildiğimiz normal madde (M),  evrenin yalnızca yüzde 5’ini oluşturuyor.

Çok sayıda astronomik gözlemi başarılı bir şekilde açıklamasına rağmen Kozmolojik evren modeli’nin üç temel bileşeninden ikisi (Karanlık Enerji ve Karanlık Madde) bilinmezlik safında yer alıyor.

Evren genişlemesini niye sürdürüyor?

Günümüzde karanlık enerjinin doğası ve ivmeli genişlemesi tam olarak anlaşılabilmiş değil; belli ki tüm yerçekimini oluşturan madde (normal ve karanlık madde) genişlemeyi durdurmaya yetmiyor, tersine genişleme ivme kazanıyor.

Soru şu: Karanlık enerji ile ilintili kozmolojik sabit, zaman içinde değişiyor olabilir mi?

Bunu anlamak için ESA, 1 Temmuz 2023 te Euclid misyonunu uzaya fırlattı. Çok geniş açılı bir uzay teleskobuna sahip olan Euclid, zamanda geriye bakarak evrenin son 10 milyar yıllık kozmik geçmişinde galaksilerin dağılımını haritalandırmayı ve kırmızıya kayma değerlerini belirlemeyi amaçlıyor.

Elde edilecek verilerin evrenin genişlemesine bir açıklama getirmesi bekleniyor ve ayrıca bu verilerin kozmolojik sabitin gerçekte sabit olup olmadığını göstereceği beklentisi var.

Elbette bu sonuçların mevcut evren modeli üzerinde ciddi etkileri olacaktır. Görüldüğü gibi modelin en zayıf tarafı, evrenin yüzde 95’ini kapsayan bu gizemli karanlık güçlerin baskın varlığı ve bilinmezliği.

Özetle, bilim insanlarının önünde aşılması kolay olmayan çok zorlu bir süreç bulunuyor!  

Kaynakça:

https://lambda.gsfc.nasa.gov/education/graphic_history/univ_evol.html

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid

https://www.jpl.nasa.gov/news/euclid-discovers-einstein-ring-in-our-cosmic-backyard/

T24 Haftalık Yazarı

Güneç Kıyak