Maddenin evrende homojen olmayan dağılımı, karanlık enerji fikrini geçersiz kılan, kozmosun hızlanarak genişlemesi olgusundan kaynaklanıyor olabilir. Bu eski düşünce son yapılan bir simülasyonla yeniden gündeme geldi
Evren çok büyük ölçekte homojen görünür. Daha küçük ölçekte ise boşluklarla ayrılan yapıları, galaksi ve galaksi kümelerini ve onları dev bir kozmik örümcek gibi bağlayan yapıları gözlemleriz.
Astronomlar, birbirinden uzaklaşan galaksileri inceleyerek yaklaşık yüz yıldır evrenin genişlediğini gözlemliyorlar. Böylece Aleksandr Friedmann ve Georges Lemaître’in genel görelilik teorisine dayalı görüşlerini onaylamaktalar. Ancak bu senaryo, 1998 yılında iki astronom ekibinin 1a tipi süpernova yıldızlarının patlamasını gözlemlemesi sonucu evrenin hızlanarak genişlediğini göstermeleriyle beraber daha karmaşık bir hal aldı. Uzun yıllar boyunca süpernovalar, kozmik mikrodalga arka plan ışıması (evren tarafından yayılan ışıma- 380.000 yıllık-) ve büyük ölçekli maddelerin dağılımı (baryonların* akustik salınımı) üzerine yapılan detaylı ölçümler bu hızlanmayı doğruluyor. Bu durumu açıklamak için genelde kabul edilen hipotez, evrenin %68’ini kaplayan ve alışılmamış (atipik) bir özelliğe sahip karanlık enerjiydi. Ancak karanlık enerjinin yapısı tam olarak tanımlanmadı ve bazı fizikçiler farklı hipotezler ortaya attılar. Bu hipotezler içinde sahneye çıkanlardan biri de evrendeki maddenin dağılımının heterojenliğidir. Macaristan’daki Loránd Eötvös Üniversitesi’nden bir astrofizik ekibi, madde yoğunluğu değişimlerinin evrenin genişlemesi üzerine etkisini yeniden analiz ettiler ve bu durumun genişlemenin hızlanmasını açıklayabileceğini söylediler.
Evrenin genişlemesinin dinamiklerini çalışabilmek için genel görelilik denklemlerini çözmek gerekir. Oysa bu denklemler oldukça karmaşıktır ve hesapların basitleştirilmesi için hipotezler sunmak gerekmektedir. Özellikle evrenbilimin standart modeli çerçevesinde, evrenin çok büyük ölçekte homojen olduğu kabul edilir. Daha küçük ölçekte ise kaçınılmaz olarak boşluklarla ayrılan galaksi kümelerini ve kümelerin kümelerini gözlemleriz. Bu yapıların biçimlenişlerini anlamak için fizikçiler N-cisim sayısal simülasyonları kullanmaktalar. Bu iki fenomen, yani evrenin genişlemesi ve madde dağılımı dinamikleri, görece bağımsız analiz edilmektedir ve biri diğerini etkilememektedir. Şu anda Claude Bernard Üniversitesi’nde çalışan Thomas Buchert 2000 yılında, maddenin dağılımının evrenin genişlemesinden etkilenebileceği önermesinde bulundu. Buna göre, maddenin yoğun olduğu bölgeler uzay-zamanı bükme eğilimindedir ki, böylece bu yoğun bölgelerdeki evrenin genişlemesi hızı boş olan bölgelere göre daha düşüktür.
Maddenin evrendeki dağılımının heterojenliği, karanlık enerjiyi hesaba katmadan, kozmik genişleme dinamiklerini açıklamak için yeterli midir? Bu hipoteze dayalı bir argüman, genişlemenin ivmelenmesinin 6 ila 7 milyar yıl önce büyük yapıların ortaya çıkmasıyla başladığını açıklar. Bugün hedeflenen, bu etkilerin öneminin sayısal tahminlerinin yapılmasıdır. Gábor Rácz, László Dobos ve meslektaşları uzayın genişlemesini, heterojenliğine bağlı etkileri göz önüne alarak, 480 milyon ışık yılı uzaklıkta kübik bir alanda bir milyon adet küçük küplere bölünen parçalarla simüle ettiler. Böylece, ortalama yoğunluğu hesaplayıp bir genişleme oranı bulmak yerine, her kübik alan için bir genişleme oranı hesapladılar. Bu simülasyonlar, karanlık enerjiyi içeren standart yaklaşımla karşılaştırılabilecek bir dinamiğin oluşmasına yol açıyor. Bu durumda, karanlık enerji geçersiz bir artifakt** mıdır?
Heterojenite konusunda uzman Hawai Üniversitesi’nden Nick Kaiser ve Ohio Kenyon Koleji’nden Tom Giblin, aynı görüşü paylaşmıyorlar. Bu uzmanlara göre heterojenite etkisi, Macar araştırmacıların belirttiklerinden çok daha az. Tom Giblin, bu yeni çalışmayla genişleme oranında %20’lik bir varyasyon beklerken yaptığı simülasyonlarda standart hesaplara göre %1’lik bir varyasyon eldi etti. Araştırmacıların bu farklılıkları anlamaları için hipotezleri karşılaştırmaları gerekmektedir. Diğer kozmologlar, daha ileri giderek maddenin dağılımının etkisinin karanlık enerji hipotezini geçersiz kılamayacak kadar düşük olduğunu düşünmekle yetiniyor. Bu kozmik bilmeceyi aydınlatacak ışık henüz görünmüyor.
* Baryon: yapısı tamamen keşfedilmemiş atom altı parçacık
* Artifakt: Fiziksel veya kimyasal olaylar sırasında meydana gelen ve doğal olmayan bir ürün, buluntu
Fransızcadan çeviren: Sinan TEKİN
Kaynak: http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actu-l-energie-sombre-est-elle-…