Dünyadaki gökbilimciler biraz sersemlemişler çünkü evrenin ne kadar hızlı genişlediğine karar veremiyorlar.
Evrenimiz sonsuz yoğunluk ve yerçekiminin küçük bir lekesinin patlamasından ortaya çıktığı için, sabit bir hızda değil, balonluyor - evrenin genişlemesi daha da hızlanıyor.
Ama baş döndürücü bir tartışma için ne kadar hızlı genişledi. Bu genişleme oranının yakındaki kaynaklardan ölçümleri, uzak kaynaklardan alınan aynı ölçümle çelişiyor gibi görünmektedir. Olası bir açıklama, temelde, genişleme oranını değiştirerek evrende korkak bir şeylerin devam ediyor olduğudur.
Ve bir teorisyen yepyeni bir parçacığın ortaya çıktığını ve tüm evrenimizin gelecekteki kaderini değiştirdiğini öne sürdü.
Hubble, Hubble, zahmet ve sorun
Gökbilimciler, Hubble parametresi veya Hubble sabiti (meşgul yaşamları H0 olarak adlandırılan kişiler için gösterilir) olarak adlandırdıkları şeyi ölçmek için çok akıllıca yollar tasarladılar. Bu sayı bugün evrenin genişleme oranını temsil ediyor.
Bugün genişleme oranını ölçmenin bir yolu, yakınlardaki süpernovalara, ölümü üzerine evrenin en büyük yıldızlarından çıkan gaz ve toz patlamasına bakmaktır. Çok özel bir parlaklığa sahip belirli bir süpernova türü vardır, bu yüzden ne kadar parlak göründüklerini ne kadar parlak olduklarını bildiğimiz ile karşılaştırabilir ve mesafeyi hesaplayabiliriz. Daha sonra, süpernova'nın ev sahibi galaksisindeki ışığa bakarak, astrofizikçiler de bizden ne kadar hızlı hareket ettiklerini hesaplayabilirler. Tüm parçaları bir araya getirerek, evrenin genişleme oranını hesaplayabiliriz.
Ama evrende patlayan yıldızlardan daha fazlası var. Ayrıca evrenimiz sadece 380.000 yaşındayken Büyük Patlama'dan sonra kalan ışık olan kozmik mikrodalga arka planı olarak adlandırılan bir şey var. Bu kalan radyasyonu haritalamakla görevlendirilmiş Planck uydusu gibi görevlerle, bilim adamları evrenin içeriğinin çok doğru bir resmini elde etmek için kullanılabilen bu arka planın inanılmaz hassas haritalarına sahipler. Ve oradan, bu malzemeleri alabilir ve bilgisayar modelleri ile saati ileriye taşıyabilir ve o zamandan beri evrenin temel bileşenlerinin değişmediğini varsayarak, genişleme oranının bugün ne olduğunu söyleyebiliriz.
Bu iki tahmin, insanları bir şeyleri kaçırdığımızdan biraz endişelendirecek kadar katılmıyor.
Karanlık tarafa bak
Belki bir veya iki ölçüm yanlış veya eksiktir; tartışmanın her iki tarafındaki birçok bilim adamı muhaliflerine uygun miktarda çamur atıyor. Ancak, her iki ölçümün de doğru olduğunu varsayarsak, farklı ölçümleri açıklamak için başka bir şeye ihtiyacımız var. Bir ölçüm çok erken evrenden geldiğinden ve diğeri daha yakın zamandan geldiğinden, düşünce, kozmostaki bazı yeni bileşenlerin, evrenin genişleme oranını zaten bizim modelleri.
Ve bugün evrenin genişlemesine hâkim olan şey, karanlık enerji dediğimiz gizemli bir fenomendir. Temelde anlamadığımız bir şey için harika bir isim. Tek bildiğimiz, bugün evrenin genişleme oranının hızlandığı ve bu ivmeye "karanlık enerji" adını veren güç olarak adlandırıyoruz.
Genç evrenden günümüz evrenine kıyasla, fizikçiler karanlık enerjinin (her ne olursa olsun) sabit olduğunu varsayarlar. Fakat bu varsayımla, şu anda anlaşmazlığa sahibiz, bu yüzden belki de karanlık enerji değişiyor.
Sanırım denemeye değer. Diyelim ki karanlık enerji değişiyor.
Bilim adamları, karanlık enerjinin uzay-zamanın boşluğuna sıkışmış enerjiyle bir ilgisi olduğuna dair sinsi bir şüphe duyuyorlar. Bu enerji, evrene nüfuz eden tüm “kuantum alanlarından” gelir.
Modern kuantum fiziğinde, her bir parçacık kendi özel alanına bağlıdır. Bu alanlar tüm uzay-zaman boyunca yıkanır ve bazen alanların bitleri yerlerde gerçekten heyecanlanır, bildiğimiz ve sevdiğimiz parçacıklar haline gelir - elektronlar, kuarklar ve nötrinolar gibi. Böylece tüm elektronlar elektron alanına aittir, tüm nötrinolar nötrino alanına aittir, vb. Bu alanların etkileşimi, kuantum dünyasını anlamamızın temelini oluşturur.
Ve evrende nereye giderseniz gidin, kuantum alanlarından kaçamazsınız. Bir parçacık yapmak için belirli bir yerde yeterince titreşmediklerinde bile, hala oradalar, kıpır kıpır ve titreşiyorlar ve normal kuantum şeylerini yapıyorlar. Böylece bu kuantum alanlar, çıplak boş vakumun kendisinde bile kendileriyle ilişkili temel bir enerjiye sahiptir.
Karanlık enerjiyi açıklamak için uzay-zaman boşluğunun egzotik kuantum enerjisini kullanmak istiyorsak derhal sorunla karşılaşırız. Tüm kuantum alanlardan dolayı vakumda ne kadar enerji bulunduğuna dair çok basit, çok naif hesaplamalar yaptığımızda, karanlık enerjinin gözlemlediğimizden 120 kat daha büyük bir sayı ile sonuçlanırız. Whoops.
Öte yandan, bazı daha karmaşık hesaplamaları denediğimizde, sıfır olan bir sayı elde ederiz. Ayrıca ölçülen karanlık enerji miktarı ile aynı fikirde değil. Tekrar tekrar.
Ne olursa olsun, uzay-zamanın vakum enerjisinin (bu kuantum alanların yarattığı enerji) dili aracılığıyla karanlık enerjiyi anlamaya çalışırken gerçekten zor zamanlarımız var. Ancak, genişleme oranının bu ölçümleri doğruysa ve karanlık enerji gerçekten değişiyorsa, bu bize bu kuantum alanların doğası hakkında bir ipucu verebilir. Özellikle, karanlık enerji değişiyorsa, bu, kuantum alanlarının kendilerinin değiştiği anlamına gelir.
Yeni bir düşman ortaya çıkıyor
Ön baskı dergisi arXiv'de online olarak yayınlanan yakın tarihli bir makalede, Padova Üniversitesi'ndeki teorik fizikçi Massimo Cerdonio, karanlık enerjideki değişikliği hesaba katmak için gerekli kuantum alanlarındaki değişim miktarını hesapladı.
Karanlık enerjideki değişiklikten sorumlu yeni bir kuantum alanı varsa, bu evrende yeni bir parçacık olduğu anlamına gelir.
Ve Cerdonio'nun hesapladığı karanlık enerjideki değişiklik miktarı, önceden tahmin edilen yeni bir parçacık türünün kabaca aynı olduğu ortaya çıkan belirli bir parçacık kütlesi gerektirir: sözde aksiyon. Fizikçiler, güçlü teorik parçacığı, güçlü nükleer kuvvet hakkındaki kuantum anlayışımızla bazı sorunları çözmek için icat ettiler.
Bu parçacık muhtemelen çok erken evrende ortaya çıktı, ancak diğer kuvvetler ve parçacıklar evrenin yönünü kontrol ederken arka planda "gizleniyor". Ve şimdi aksyon sırası…
Yine de, hiçbir zaman bir eksen tespit etmedik, ancak bu hesaplamalar doğruysa, bu eksenin orada olduğu, evreni ve kuantum alanını doldurduğu anlamına gelir. Ayrıca, bu varsayımsal eksen, kozmostaki karanlık enerji miktarını değiştirerek kendini farkediyor. Bu yüzden bu parçacığı laboratuvarda hiç görmemiş olsak da, evrenimizi en büyük ölçeklerde zaten değiştiriyor olabilir.
