“Karanlık Madde” Aydınlanıyor mu?
28 Mayıs 2018 Bilim Teknoloji

“Karanlık Madde” Aydınlanıyor mu?


Twitter'da Paylaş
0

“Özellikle kara delikler hakkında öğrendiğimiz, Einstein'ın kuramının termodinamik yasalarına benzediğini gösteriyordu ve bildiğimiz termodinamiğin yasaları, maddeyi tarif eden mikroskobik bileşenler hakkında düşünülerek türetilebiliyordu.”

Albert Einstein'ın genel görelilik kuramı bir asırdan uzun zamandır gök cisimleri ile uzayzaman arasındaki etkileşimi açıklamakta. Ne var ki, genel görelilik kuramının kuantum mekaniği ile uyuşmadığı birkaç sorunlu nokta olduğu da apaçık ortada. Bu sorunlar zaten günümüz fizikçilerinin onlarca yıldır araştırdığı ve ortaya koyduğu hipotezlerin filizi oldu. Karanlık madde ve karanlık enerji, bu sorunların başlıca kaynağı olarak görünmekte ve son yılların tüm çalışmaları bu iki bilinmeyen olgunun varlığı kabul edilmiş denklemlerine dayalı araştırılmakta. Fakat bu olgulara temkinli yaklaşan fizikçiler de yok değil. Amsterdam Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Erik Verlinde de bunlardan biri. Verlinde, kütleçekim mekaniğine alternatif bir bakış getiren bir kuram geliştiriyor ve fizik dünyasını biraz karıştıracağa benziyor.

Erik Verlinde’nin geliştirdiği alternatif kütleçekim kuramı, kozmosu açıklamak için karanlık maddenin belki de gerekli olmadığını düşünen başka fizikçilerin de olduğunu ortaya koydu. Verlinde'nin Emergent Gravity olarak adlandırdığı “ortaya çıkan kütleçekimi”, kütleçekiminin evrenimizin temel bir yönetim biçimi değil, evrenin yapısına bir tepki olduğu fikri olarak karşımıza çıkıyor. Yerçekimini, temel bir güç olarak düşünmek yerine, “sadece” sonuç olarak ortaya çıkan bir tepki olması ihtimali, yerçekiminin aslında sıcaklığın, bağımsız parçacıkların enerji yüklerini dengelemesi gibi (ısı transferi) cisimlerin kuantum durumlarının bir sonucu olması mümkün olabilir mi?

“Einstein'ın kuramı daha mikroskobik bir resimden türetilmiş olarak görülebilir” diyor Verlinde. “Özellikle kara delikler hakkında öğrendiğimiz, Einstein'ın kuramının termodinamik yasalarına benzediğini gösteriyordu ve bildiğimiz termodinamiğin yasaları, maddeyi tarif eden mikroskobik bileşenler hakkında düşünülerek türetilebiliyordu.”

Verlinde, genel görelilik ile kuantum mekaniği arasındaki uyumsuzluğu açıklamak için kuantum etkileşimlerine odaklanıyor. Kuramın olgunlaşması için önünde çok uzun bir yol var tabii ki, ama şimdiye kadar iyi bir tutum sergiledi ve özellikle karanlık madde bilinmezine karşı güçlü argümanlar ortaya koydu.

Günümüz kütleçekim fiziği, sarmal galaksilerin içerdikleri madde miktarı ve dolayısıyla kütleçekimi ile, olması gerekenden daha hızlı dönmelerinin sebebini karanlık madde ve onun kütleçekim kuvveti ile açıklamakta. Mevcut kabul gören kuram, galaksilerin dönme hızında, yıldızların, gezegenlerin ve diğer maddelerin galaksi dışına savrulması gerektiğini öne sürer. 1933 yılında, her ne kadar Fritz Zwicky karanlık maddeyi adlandırmış olsa da kuramın kabul görmesi 37 yıl sonra Vera Rubin’in ilk başta Andromeda üzerinde başlayan gözlemlerine dayanır. Karanlık maddenin, galaksileri bir arada tutan ekstra kütleçekimsel gücü olduğu bu araştırmalar sonucunda bilim dünyasında kabul görmüştür. Bu maddenin evrenin yaklaşık yüzde 25'ini oluşturduğu söyleniyor, ancak Verlinde beklenen ve gözlenen rotasyon eğrileri arasındaki sapmaları açıklayabilecek başka bir cevap olabileceğine inanıyor.

“Galaksilerin dönme eğrilerinde gözlemlediğimiz sapmalar, sadece gördüğümüz maddeye bakarak elde edilen, her zaman belirli bir ivmede ortaya çıkıyor” diyor Verlinde. Bu özel ivmelenmenin, evrendeki bir galaksinin bir diğer galaksiye olan uzaklığı ile doğru orantılı bir ivmelenme ile uzaklaşması ile önemli bir bağı olduğunu düşünmek mümkün.* Bu bağlamda 1998 yılında farklı iki grup bilim insanının dolaylı bir biçimde farkına vardığı ve hemfikir olduğu, evrenin ivmelenen bir hızda genişlediği buluşu (ki buna sebep olan enerjinin nereden geldiğine dair bir fikir olmadığından dolayı Karanlık Enerji olarak adlandırılmıştı) belki de Karanlık Maddenin olmadığının habercisi idi.

Verlinde, “Karanlık enerji benim teorimin oldukça önemli bir parçası” diyor. “Karanlık” diye adlandırılan her şeyle uğraşmam, sadece karanlık enerjinin etkisinin ne olduğunu düşünerek 'karanlık madde' olarak adlandırdığımız şeyin ne olduğunu ve karanlık enerjinin aslında aynı şeyi verdiğini açıklayabilirim.

Verlinde'nin bu kuramı, karanlık maddeye belirli bir bakış açısıyla, bir sicim kuramcısı olarak ele aldığına ve bu perspektife uymaya çalıştığına da dikkat çekmekte fayda var. Bu olasılık ilgi çekici, ancak matematiksel olarak tutarlı bir modele dayandırılmalı. Verlinde bu durumun farkında ve, “Sadece bu rotasyon eğrilerini açıklamaya odaklandım, ancak karanlık madde, erken evreni anlamaya çalışmak için birçok yerde kullanılmıştı” diyor. “Galaksilerin nasıl oluştuğuna dair bir açıklama geliştirmem gerekiyor, aynı zamanda kozmik mikrodalga arka planında gördüğümüz dalgalanmaları da. Eğer evrenin evrimini tanımlamak istersem, daha uzun bir süreçte neler olup bittiğini çok daha fazla hesaplamalıyım. Bu benim için bir sonraki adım."

Şimdiye kadar, Verlinde'nin hipotezleri, –en azından galaksi rotasyon eğrileri– matematiksel ve gözlemsel olarak geçerli olduğu kanıtlamıştır. Asıl proje, galaksilerin rotasyonundan daha fazlasını tanımlayan bir kuram inşa etmeyi hedeflemektedir. Verlinde, genç kuramlarının eksikliklerinin farkında, ancak gelecekte bunları ele alabileceğinden de emin görünüyor.

*Alexandre Chaloum Elbeze tarafından Journal of Modern Physics dergisinde galaksi rotasyonlarının Hubble sabiti ile olan bağlantısına işaret edilmişti (2017). (Evrenin genişleme oranının veya H0'ın E0 olarak adlandırdığı yeni bir parametreyle nasıl bağlandığı, gökbilimciler tarafından ölçülen galaksilerin rotasyon eğrileriyle bağlantılı olduğu saptanmıştı.)

Kaynak: Tyler Krueger 07.05.2018 Astronomy Magazine (Erik Verlinde hipotezleri)


Twitter'da Paylaş
0

YORUMLAR


İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR