Elimizdeki en güncel verilere göre evren genişliyor ve bu genişleme hızlanıyor. Bilim insanlarının karşılaştığı en büyük zorluk ise bu hızlanmayı neyin tetiklediğini açıklamak ve en basit açıklamanın her yeni ölçümle uyumlu olup olmadığını belirlemek.
Bu hızlanmaya yönelik öne sürülen açıklamalardan biri karanlık enerji. Karanlık enerji, evrenin hızlanan genişlemesinin ardındaki bilinmeyen bileşenin adı olmaktan çok bir çözüm değil. Standart kozmolojik modelde, evrenin enerji yoğunluğunun yaklaşık yüzde 68'i karanlık enerjiye bağlanıyor. Ancak bu rakamlar, kuantum alan teorisi ile tam olarak örtüşmüyor.
Physical Review D'de yayımlanan yeni bir makalede, Brown Üniversitesi'nden fizikçi Savvas Koushiappas, karanlık enerjiye atfedilen bazı davranışların, evrenin geometrisine yapılacak kuantum düzeyinde bir modifikasyondan kaynaklanabileceğini öne sürüyor. Koushiappas, bu hızlanan genişlemenin evrenin oluşum biçimiyle ilgili olduğunu ve bizlerin bunu yanlış yorumladığını düşünüyor.
Bu modelde, evrenin boyutu ve genişleme hızı aynı anda hassas bir şekilde belirlenemez. Bu belirsizlik, kozmologların genişlemeyi tanımlamak için kullandığı denklemleri değiştirerek, genişleme hızının zamanla nasıl değiştiğini etkiler. Koushiappas, 'Bu resimde, geç evredeki evrenin hızlanan genişlemesi, evrenin boyutunu ve genişleme hızını aynı anda bilmedeki indirgenemez kuantum belirsizliğinin makroskobik bir izi olabilir' diyor.
Koushiappas, tüm denklemleri tatmin edici bir şekilde oturtmak için kuantum kütleçekimi alanına başvuruyor. Kuantum kütleçekimi, genel görelilik teorisi ile kuantum mekaniğini uyumlu hale getirmeyi amaçlayan bir teorik fizik alanıdır. Genel görelilik, kütleçekimini ve uzay-zamanın büyük ölçekli yapısını mükemmel bir şekilde açıklarken, kuantum mekaniği madde ve ışığın davranışını, genellikle mikroskobik ölçeklerde ele alır. Bu ikisini tutarlı bir şekilde birleştirmek, fizikteki en büyük çözülmemiş sorunlardan biri olmaya devam ediyor.
Evrenin boyutunu ve genişleme hızını aynı anda bilme konusundaki belirsizlik, aslında klasik bir kuantum kuralı. Koushiappas ise bu kuralı, var olan her şeyin ölçeğine uygulamayı öneriyor. Koushiappas, 'Bu çerçeve içinde, kozmik hızlanma, kozmolojik ufuktaki kuantum kütleçekiminin makroskobik bir izi olarak ortaya çıkar' diye yazıyor. Başka bir deyişle, evrenin genişlemesinin hızlanması, gözlemlenen tüm davranışların karanlık enerjiden gelmesini gerektirmek yerine, kuantum kütleçekimsel fiziğin bir izini taşıyabilir.
Koushiappas, bu kuantum ölçeğinin ışığı gözlemleyebildiğimiz evrenin kenarına (kozmolojik ufuk) kadar uzanabileceğini savunuyor. Eğer model doğruysa, bu durum astronomlara, soyut bir kavram yerine, evrenin genişleme tarihinde kuantum kütleçekimsel fiziğin gözlemlenebilir bir izini verebilir. Karanlık enerjinin ne anlama geldiğini değiştirebilir, açıklamanın bir kısmını bilinmeyen bir maddesel bileşenden, değiştirilmiş kozmik geometriye kaydırabilir.
Koushiappas ayrıca modelinin, genel göreliliğin Big Bang'deki bazı sınırlarını çözen alternatif bir yapılandırmasını da ortaya koyuyor. Yeni öneriye göre evrenimiz, sonsuz yoğunluklu bir noktadan başlamak yerine, önceki, daralan bir evrenin geri tepmesinden doğardı. Ancak makalenin en basit versiyonunda, bu sonuçlar modelin ana üssü için farklı seçimler gerektiriyor: Pozitif değerler geç evredeki genişlemeyi değişen karanlık enerji gibi etkilerken, yeterince negatif değerler Big Bang tekilliğini bir sıçramayla değiştirebilir.
Bunlar önemli sorunlara yönelik ağır çözümler olsa da, Koushiappas bu yeni yaklaşımın da her şeyi kusursuz bir şekilde çözmediğini kabul ediyor. Tutarsızlıklar ve açık sorular devam ediyor. Daha fazla hesaplama ve özellikle derin uzay gözlemleri, bu yeni fikirleri test etmeye yardımcı olacaktır. DESI, Euclid ve Vera C. Rubin Gözlemevi'nden elde edilecek anketler, genişleme tarihi ölçümlerini sıkılaştırarak daha fazla bilgi sağlayabilir.
Bu ve diğer gözlemler, en basit standart kozmolojik modelin tam genişleme tarihini yakalayıp yakalamadığı konusunda kesinlikle ilgi çekici soruları gündeme getirdi. Koushiappas, 'Ölçtüğümüz genişleme tarihi, sahip olduğumuz en basit teoriyle tutarsız görünüyor' diyor. Araştırma, Physical Review D'de yayımlandı.
