Paul Sutter*
Kozmologların yaptığı yeni bir araştırmaya nazaran, kozmosumuzu gizemli karanlık hususla dolduran bir gölge, bir ‘Karanlık Büyük Patlama’ Büyük Patlama’ya eşlik etmiş olabilir. Bu olayın delillerine ise uzay-zaman dokusunda oluşan dalgalanmaları inceleyerek ulaşabiliriz.
Kozmologların büyük kısmı, Büyük Patlama’nın akabinde, kainatın başlangıç anlarında ‘genişleme’ (inflation) diye isimlendirilen süratli ve dikkat cazip bir genleşme devri yaşandığını düşünüyor. Hiç kimse bu genişlemeyi neyin tetiklediğini bilmiyor; ancak cihanın büyük ölçeklere yayılan çok geometrik düzlüğü üzere çeşitli müşahedeleri izah etmek gerekiyor.
Genişleme, büyük olasılıkla uzay-zamanın tamamını emen temel bir varlık olan kimi egzotik kuantum alanlarından kaynaklanıyordu. Genişlemenin sonunda, bu alan, fizikçilerin birçok vakit kainatın başlangıcıyla ilişkilendirdiği ‘Sıcak Büyük Patlama’yı’ tetikledi ve bir parçacık ve radyasyon yağmuruna dönüştü. Bu parçacıklar, kozmos yaklaşık 12 dakikalıkken birinci atomları meydana getirmek üzere birleşecek ve -yüz milyonlarca yıl sonra- yıldızlar ve galaksilerde yığılmaya başlayacaktı.
KOZMOLOJİK KARIŞIMIN BİR BİLEŞENİ DAHA: KARANLIK MADDE
Öte yandan, kozmolojik karışımın diğer bir bileşeni daha var: Karanlık unsur. Kozmologlar, bir kere daha karanlık hususun ne olduğundan emin değil; fakat, olağan husus üzerinde uyguladığı kütleçekimi tesiri sayesinde mevcudiyetinin kanıtlarını görüyorlar.
En kolay modellerde görüldüğü kadarıyla, genişlemenin bitişi ve akabinde yaşanan Sıcak Büyük Patlama, kainatı bağımsız bir yol boyunca evrimleşen karanlık husus seline maruz bıraktı. Ne var ki, iki kozmoloğun şubat ayında bir ön baskı veritabanı olan arXiv isimli sitede yayınlanan bir makalede söz ettiği üzere, bu varsayım yalnızca kolaylaştırma maksadıyla geliştirildi. Bilim insanları, anlaşılması güç olan bu hususun kütleçekimi tesiri uygulamaya yetecek vakti olduktan sonraki, kainatın evriminin çok ileri periyotlarına dek karanlık unsurun var olduğuna ait hiçbir delile rastlamadı. Hal böyleyken, Sıcak Büyük Patlama’da, kozmosu olağan unsurun yanı sıra karanlık hususun de doldurması gerekmiyordu. Dahası, araştırmacılar, karanlık unsurun olağan husus ile etkileşime girmemesinden ötürü kendi ‘Karanlık’ Büyük Patlama’sını yaşamış olabileceğini öne sürdü.
YENİ BİR KUANTUM ALANI: KARANLIK ALAN
Araştırmacılar, makalelerinde Karanlık Büyük Patlama’nın neye benziyor olabileceğini araştırdı. Öncelikle, karanlık hususun tam manasıyla bağımsız biçimde oluşması için gereken ve ‘karanlık alan’ diye isimlendirilen yeni bir kuantum alanının mevcudiyetini varsaydı. Bu yeni senaryoda, Karanlık Büyük Patlama, yalnızca, genişleme sona erdikten ve cihan, karanlık alanı kendi faz geçişine zorlayacak ve burada kendini karanlık unsur parçacıklarına dönüştürecek kadar genişleyip soğuduktan sonra gerçekleşti.
Araştırmacılar, Karanlık Büyük Patlama’nın belli sınırlamalara uymak zorunda olduğunu keşfetti. Şayet çok erken gerçekleşseydi, şu anda çok ölçüde; çok geç gerçekleşseydi, çok az ölçüde karanlık unsur mevcut olurdu. Öbür yandan, şayet Karanlık Büyük Patlama, cihan bir aylıktan daha küçükken gerçekleşseydi, bilinen tüm müşahedelerle uyumlu olabilirdi.
TEORİ, GELECEKTE TEST EDİLEBİLİR
Karanlık Büyük Patlama’yı konuşmaya başlamanın pek çok avantajı olabilir. Öncelikle, bilim insanlarının karanlık unsura dair bildikleriyle dengeli: Şayet olağan husus ile etkileşime girmiyorsa, ortak bir kökeni paylaşmaları için hiçbir sebep yok demektir. İkincisi, araştırmacıların başlangıç anlarında olağan hususun davranışını nasıl etkileyeceği konusunda kaygılanmadan karanlık unsur modelleri oluşturmasına imkan tanır. Bu durum da bilim beşerlerine model oluşturma konusunda çok daha büyük bir esneklik sağlar.
Bununla birlikte, en mühimi, araştırmacılar Karanlık Büyük Patlama’nın, şu anda hâlâ kozmosun dört bir yanında gezinen uzay-zaman dalgalanmaları olan ‘kütleçekimsel dalgalar’a özel bir imza attığını buldu. Bu, gelecekte teorinin test edilebilir olabileceği manasına geliyor.
Araştırmacılar, mevcut kütleçekimsel dalga deneylerinin, Karanlık Büyük Patlama’nın attığı imzayı fark edebilecek hassasiyete sahip olmadığını kabul ediyor. Bununla birlikte, NANOGrav deneyi üzere ‘Pulsar Zamanlama Dizileri’ ismiyle bilinen ve uzaklara yayılan pulsarlarla aramızdaki uzaklıkları kullanan yeni bir kütleçekimsel dalga uydusu, bu misyonu yerine getirebilir.
* SUNY Stony Brook Üniversitesi ve New York Flatiron Enstitüsü’nde araştırma profesörü
Yazının yepyenisi Live Science sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)