Einstein, yerçekiminin en büyük ölçeklerde nasıl çalışması gerektiğini öngördü. Ve haklıydı, yeni bir araştırma öneriyor

Albert Einstein 1915 yılında genel görelilik teorisini tanıttığında evrene bakış açımız değişti. Onun yerçekimi modeli, üç yüzyıldan fazla bir süredir astronomi ve fiziğe hakim olan Newton yerçekiminin, nasıl daha incelikli ve zarif bir modelin sadece bir yaklaşımı olduğunu gösterdi.

Einstein bize yerçekiminin salt bir kuvvet olmadığını, kozmik yapının temeli olduğunu gösterdi. Einstein, yerçekiminin uzay ve zamanın yapısını tanımladığını söyledi.

Ancak geçen yüzyılda evren hakkında Einstein’ın bile hayal edebileceğinden çok daha fazlasını öğrendik. Kütleçekimsel merceklenme gibi gözlemlerimizden bazıları genel göreliliği açıkça doğruluyor, ancak diğerleri modelde delikler açıyor gibi görünüyor. Galaksilerin dönme hareketi yalnızca yerçekiminin tahminleriyle örtüşmüyor, bu da gökbilimcilerin karanlık maddeyi ortaya koymasına yol açıyor.

Evrenin genişlemesi sabit değil, hızlanıyor, bu da karanlık enerjinin varlığına işaret ediyor. Bazı gökbilimcilere göre bu, yeni bir modele duyulan ihtiyacı işaret ediyor. Laboratuvarda tespit edilemeyen karanlık maddelere ihtiyaç duymadan yıldızların ve galaksilerin hareketlerini açıklayabilecek bir şey. En popüler alternatifler değiştirilmiş yerçekimi teorilerine odaklanmaktadır.

Kozmolojinin standart modeli LCDM modeli olarak bilinir. Lambda için L, genel görelilikte kozmik genişleme hızını temsil etmek için kullanılan semboldür ve karanlık enerjiyi temsil eder; CDM ise soğuk karanlık maddeyi temsil eder. Bu model, yaklaşık 13,78 milyar yıl önce sıcak ve yoğun bir hal olarak başlayan, genişleyen bir evreni tanımlıyor.

Yaklaşık %5’i düzenli madde, %25’i karanlık madde ve %70’i karanlık enerjiden oluşan bir evrendir. Şu anda gözlemsel kanıtlarla en iyi desteklenen modeldir. Modifiye yerçekimi modellerinin tırmanılması gereken büyük bir tepesi vardır. LCDM’yi devirmek için öngördüğü her şeyi hesaba katmaları ve aynı zamanda karanlık madde ve enerji ihtiyacını ortadan kaldırmaları gerekiyor.

Bu sene o tepe çok daha dikleşti. Karanlık Enerji Spektroskopik Enstrüman (DESI) işbirliğiyle yayınlanan ve arXiv önbaskı sunucusunda standart kozmolojik modelin Einstein’ın modeliyle tamamen uyumlu olduğu doğrulandı. DESI araştırması, 11 milyar yıllık kozmik zaman boyunca yaklaşık 6 milyon gökadanın haritasını çıkararak gökbilimcilerin yalnızca gökadaların nasıl kümelendiğini değil, aynı zamanda bu kümelenmenin zaman içinde nasıl değiştiğini de görmesine olanak tanıdı. Şimdiye kadar yapılmış en büyük 3 boyutlu evren haritasıdır.

LCDM modeli kozmik yapıya ilişkin çok katı tahminlerde bulunur. Karanlık enerji, uzay-zamanın doğasında olan bir özellik olmaktan ziyade bir tür itici güç olsaydı, kümelenme gözlemlenenden farklı şekilde gelişirdi. Eğer karanlık madde, değiştirilmiş yerçekimsel kuvvetlerin bir yanılsaması olsaydı, galaktik kümelenmenin ölçeği farklı olurdu.

Bu son araştırma, değiştirilmiş yerçekimi modellerinin işe yaramadığını açık bir şekilde gösteriyor. Sonuçlar, hangi değiştirilmiş yerçekimi modellerinin mümkün olduğunu güçlü bir şekilde kısıtlıyor ve şu anda önerilen modellerin çoğunu dışlıyor. Bu yeni sonuçlara dayanarak, Einstein’ın yerçekimi, karanlık madde ve karanlık enerjiye ilişkin standart kozmolojik modeli, gözlemlenen evrene en iyi uyan modeldir.

Hâlâ çözülmesi gereken gizemler var; bunların en önemlisi Hubble gerilim sorunu. Belki değiştirilmiş yeni bir yerçekimi modeli bu gizemi çözebilir ve sonunda Einstein’ı devirebilir, ancak şimdilik çılgın saçlı dahi tepenin kralı olmaya devam ediyor.