Fizikçiler, karanlık enerjinin ‘var olmadığını’, dolayısıyla ‘topaklı’ evreni birbirinden ayıramayacağını söylüyor

Evrenin nasıl genişlediğine dair bilmeceyi çözmeye çalışan araştırmacılara göre, bilimdeki en büyük gizemlerden biri olan karanlık enerji aslında mevcut değil.

Onların analizi şu şekildeydi: yayınlandı dergide Kraliyet Astronomi Topluluğu Mektuplarının Aylık Bildirimleri.

Son 100 yıldır fizikçiler genel olarak evrenin her yöne eşit şekilde büyüdüğünü varsaydılar. Anlayamadıkları bilinmeyen fiziği açıklamak için karanlık enerji kavramını yer tutucu olarak kullandılar, ancak tartışmalı teorinin her zaman sorunları olmuştur.

Şimdi Yeni Zelanda’nın Christchurch kentindeki Canterbury Üniversitesi’ndeki fizikçilerden ve gökbilimcilerden oluşan bir ekip, evrenin daha çeşitli, daha “topaklı” bir şekilde genişlediğini göstermek için süpernova ışık eğrilerinin gelişmiş analizini kullanarak statükoya meydan okuyor.

Yeni kanıtlar, karanlık enerjiye ihtiyaç duymayan kozmik genişlemenin “zaman manzarası” modelini destekliyor çünkü ışığın uzamasındaki farklılıklar, hızlanan bir evrenin sonucu değil, bunun yerine zaman ve mesafeyi nasıl kalibre ettiğimizin bir sonucudur.

Yer çekiminin zamanı yavaşlattığı dikkate alındığından, boş uzaydaki ideal bir saat galaksinin içindekinden daha hızlı işliyor.

Model, Samanyolu’ndaki bir saatin büyük kozmik boşluklardaki ortalama konumda aynı saate göre yaklaşık yüzde 35 daha yavaş olacağını, yani boşluklarda milyarlarca yıl daha geçeceğini öne sürüyor. Bu da uzayın daha fazla genişlemesine olanak tanıyacak ve bu kadar geniş boş boşluklar evrene hakim olacak şekilde büyüdüğünde genişlemenin daha da hızlandığı izlenimini uyandıracaktır.

Araştırmayı yöneten Profesör David Wiltshire şunları söyledi: “Bulgularımız, evrenin neden artan bir hızla genişliyor gibi göründüğünü açıklamak için karanlık enerjiye ihtiyacımız olmadığını gösteriyor.

“Karanlık enerji, aslında içinde yaşadığımız evren kadar topaklı bir evrende tekdüze olmayan, genişlemenin kinetik enerjisindeki değişimlerin yanlış tanımlanmasıdır.”

Şöyle ekledi: “Araştırma, genişleyen evrenimizin tuhaflıkları hakkındaki bazı önemli soruları çözebilecek ikna edici kanıtlar sunuyor.

“Yeni verilerle evrenin en büyük gizemi bu on yılın sonuna kadar çözülebilir.”

Karanlık enerjinin genellikle maddeden bağımsız olarak hareket eden ve evrenin kütle-enerji yoğunluğunun yaklaşık üçte ikisini oluşturan zayıf bir anti-yerçekimi kuvveti olduğu düşünülür.

Evrenin standart Lambda Soğuk Karanlık Madde (ΛCDM) modeli, evrenin genişleme hızında gözlemlenen ivmeyi açıklamak için karanlık enerjiye ihtiyaç duyar.

Bilim insanları bu sonucu, uzak galaksilerdeki süpernova patlamalarına olan mesafelerin ölçümlerine dayandırıyor; bu mesafeler, evrenin genişlemesi hızlanmasaydı olması gerekenden daha uzak görünüyor.

Ancak evrenin mevcut genişleme hızı, yeni gözlemlerle giderek daha fazla sorgulanıyor.

İlk olarak, Kozmik Mikrodalga Arka Planı (CMB) olarak bilinen Büyük Patlama’nın ardından gelen parlamadan elde edilen kanıtlar, erken evrenin genişlemesinin mevcut genişlemeyle çeliştiğini gösteriyor; bu, “Hubble gerilimi” olarak bilinen bir anormallik.

Buna ek olarak, Karanlık Enerji Spektroskopik Enstrümanı (DESI) tarafından yeni yüksek hassasiyetli veriler üzerinde yapılan son analiz, ΛCDM modelinin, karanlık enerjinin sabit kalmak yerine zaman içinde “geliştiği” modellere uymadığını ortaya çıkardı.

Hem Hubble geriliminin hem de DESI’nin ortaya çıkardığı sürprizlerin, basitleştirilmiş 100 yıllık kozmik genişleme yasasını (Friedmann denklemi) kullanan modellerde çözülmesi zordur.

Bu, ortalama olarak evrenin eşit şekilde genişlediğini varsayar; sanki tüm kozmik yapılar bir karıştırıcıdan geçirilerek hiçbir karmaşık yapısı olmayan, özelliksiz bir çorba yapılabilirmiş gibi. Bununla birlikte, mevcut evren aslında geniş boş boşlukları çevreleyen ve birbirine bağlayan tabakalar ve iplikçikler halinde galaksi kümelerinden oluşan karmaşık bir kozmik ağ içerir.

Profesör Wiltshire şunları ekledi: “Artık o kadar çok veriye sahibiz ki, 21. yüzyılda nihayet şu soruyu yanıtlayabiliriz: Karmaşıklıktan basit bir ortalama genişleme yasası nasıl ve neden ortaya çıkıyor?

“Einstein’ın genel göreliliğiyle tutarlı olan basit bir genişleme yasasının Friedmann denklemine uyması gerekmez.”

Araştırmacılar, Avrupa Uzay Ajansı’nın Temmuz 2023’te fırlatılan Euclid uydusunun, Friedmann denklemini zaman manzarası alternatifinden test etme ve ayırt etme gücüne sahip olduğunu söylüyor. Ancak bunun için en az 1000 bağımsız yüksek kaliteli süpernova gözlemi gerekecek.

Önerilen zaman manzarası modeli en son 2017’de test edildiğinde, analiz bunun kozmik genişlemenin açıklaması olarak ΛCDM’den yalnızca biraz daha iyi bir uyum olduğunu gösterdi; bu nedenle Christchurch ekibi, titizlikle 1.535 örnekten oluşan bir katalog hazırlayan Pantheon+ işbirliği ekibiyle yakın işbirliği içinde çalıştı. belirgin süpernova.

Yeni verilerin artık zaman planı için “çok güçlü kanıtlar” sağladığını söylüyorlar. Bu aynı zamanda Hubble geriliminin ve evrenin genişlemesiyle ilgili diğer anormalliklerin zorlayıcı bir çözümüne de işaret edebilir.

Araştırmacılar, kozmik genişlemenin ve karanlık enerjinin gerçek doğasını ortaya çıkarmak için bu yeni veri zenginliğini kullanma yarışıyla birlikte, zaman manzarası modelinin desteğini desteklemek için Euclid ve Nancy Grace Roma Uzay Teleskobu’ndan daha fazla gözlem yapılması gerektiğini söylüyorlar.