Evren, teorinin öngördüğünden çok daha süratli genişliyor ve fizikçiler bu tutarsızlığı açıklayabilecek yeni fikirlerin arayışı içinde. Astronomlar on yıllardır cihanın genişlediğini biliyorlar. Uzaktaki galaksileri gözlemlemek için teleskop kullandıklarında, bu galaksilerin Dünya’dan uzaklaştığını görüyorlar. Gökbilimcilere nazaran, bir galaksinin yaydığı ışığın dalga uzunluğu, galaksi bizden ne kadar süratli uzaklaşıyorsa aslında kolay biçimde o kadar uzun oluyor. Galaksi ne kadar uzaksa, yaydığı ışık spektrumun kırmızı tarafındaki daha uzun dalga uzunluklarına yanlışsız kayıyor. Buna zaten “kırmızıya kayma” deniyor ve bu, cisimler ne kadar kırmızıysa o kadar uzakta olduklarını gösteriyor.
Çünkü ışık suratı sonludur, süratlidir ancak sonsuz süratli değildir. Hasebiyle uzaktaki bir şeyi görmek, o şeyin geçmişte nasıl göründüğüne baktığımız manasına geliyor. Yani uzaktaki, yüksek kırmızıya kaymış galaksilerde, o galaksinin kozmosun daha genç olduğu zamanlardaki halini görüyoruz. Haliyle “yüksek kırmızıya kayma” kozmosun erken vakitlerine, “düşük kırmızıya kayma” ise kozmosun geç vakitlerine karşılık geliyor.
Ancak gökbilimciler bu aralıkları inceledikçe, kainatın yalnızca genişlemekle kalmadığını, genişleme suratının da arttığını öğrendiler. Ve bu genişleme suratı, önde gelen teorinin öngördüğünden bile daha süratli. Ve bu, bilim dünyasını adeta şaşkına çeviriyor ve yeni açıklamalar ortaya koymaya itiyor.
Karanlık güç ve kozmolojik sabit
Bilim insanları bu ivmenin kaynağını karanlık güç olarak isimlendiriyor. Karanlık enerjiyi neyin harekete geçirdiğinden ya da nasıl çalıştığından tam olarak emin değiliz, fakat davranışının, kainatın genişlemesine katkıda bulunan uzay-zamanın bir özelliği olan kozmolojik bir sabitle açıklanabileceği düşünülüyor. Albert Einstein birinci olarak bu sabiti bulmuş ve Genel Görelilik Teorisi‘nde bir lambda ile işaretlemişti. Kozmolojik sabit ile cihan genişledikçe, kozmolojik sabitin güç yoğunluğu tıpkı kalmak zorunda.
Parçacıklarla dolu bir kutu düşünün. Kutunun hacmi artarsa, parçacıkların yoğunluğu kutudaki tüm alanı kaplayacak biçimde yayıldıkları için azalacaktır. Artık birebir kutuyu hayal edin, fakat hacim arttıkça parçacıkların yoğunluğu tıpkı kalsın… Bu kulağa sezgisel gelmiyor, değil mi? Kozmolojik sabitin güç yoğunluğunun cihan genişledikçe azalmaması elbette çok tuhaf fakat bu özellik, hızlanan kainatı açıklamaya yardımcı oluyor.
Standart kozmoloji modeli
Şu anda kozmolojinin önde gelen teorisi ya da standart modeli “Lambda CDM” olarak isimlendiriliyor. Lambda karanlık enerjiyi tanımlayan kozmolojik sabiti, CDM ise soğuk karanlık maddeyi tabir ediyor. Bu model hem kozmosun geç devirlerindeki hızlanmasını hem de erken devirlerindeki genişleme suratını açıklıyor. [bkzdh=171042[
Özellikle Lambda CDM, kainatın Büyük Patlama’dan yaklaşık 300.000 yıl sonra “sıcak, ağır bir durumda” olduğu vakitten kalan mikrodalga radyasyonunun artçı ışıması olan kozmik mikrodalga art plan müşahedelerini de açıklamakta. Kozmik mikrodalga art planını ölçen Planck uydusu kullanılarak yapılan müşahedeler, bilim insanlarını Lambda CDM modelini oluşturmaya yöneltmişti.
Lambda CDM modelini kozmik mikrodalga art planına uydurmak, fizikçilerin aslında bir sabit olmayan lakin cihanın mevcut genişleme oranını tanımlayan bir ölçüm olan Hubble sabitinin pahasını kestirim etmelerini sağladı.
Ancak Lambda CDM modeli kusursuz değil. Bilim insanlarının galaksilere olan uzaklıkları ölçerek hesapladıkları genişleme oranı ile kozmik mikrodalga art plan müşahedeleri kullanılarak Lambda CDM’de açıklanan genişleme oranı birbiriyle uyuşmuyor. Astrofizikçiler bu uyuşmazlığa Hubble gerilimi ismini veriyor.
Hubble gerilimi
Bilim insanları yıllardır bu Hubble tansiyonunu açıklamanın yollarını araştırıyor. Bu tansiyon Lambda CDM modelinin eksik olduğunu ve fizikçilerin modellerini değiştirmeleri gerektiğini yahut araştırmacıların kainatın nasıl işlediğine dair yeni fikirler üretmelerinin vaktinin geldiğini gösteriyor olabilir. Hubble tansiyonunu açıklamak için Lambda CDM modelini, kozmosun geç vakitlerinde, düşük kırmızıya kaymadaki genişleme oranını değiştirerek modifiye edilebileceği söyleniyor. Modelin değiştirilmesi, fizikçilerin Hubble tansiyonuna ne tıp fizikî olayların neden olabileceğini varsayım etmelerinde yardımcı olabileceği belirtiliyor. Bu konuda yapılan yeni araştırma, fizikçilerin Hubble tansiyonunu yalnızca geç kozmostaki genişleme oranını değiştirerek açıklayamayacağını ortaya koydu. Hubble tansiyonunu ne çeşit tahlillerin açıklayabileceğini incelemek için, geç cihandaki genişleme oranını değiştiren tüm modeller sınıfının uygulanabilirliğini test eden istatistiksel araçlar geliştirildi. Bilim insanları hayli esnek olan bu istatistiksel araçları, cihanın genişleme suratına ait müşahedelere potansiyel olarak uyabilecek ve Hubble tansiyonuna bir tahlil sunabilecek farklı modelleri eşleştirmek ya da taklit etmek için kullandı.
Test edilen modeller ortasında karanlık gücün kozmosun farklı vakitlerinde farklı davrandığı evrimleşen karanlık güç modelleri de yer alıyor. Ayrıyeten karanlık gücün karanlık husus ile etkileşime girdiği etkileşimli karanlık enerji-karanlık unsur modellerini ve yerçekiminin kainatın farklı vakitlerinde farklı davrandığı değiştirilmiş yerçekimi modelleri de test edildi.
Ancak bunların hiçbiri Hubble tansiyonunu tam olarak açıklayamadı. Bu sonuçlar, fizikçilerin tansiyonun kaynağını anlamak için erken kainatı incelemeleri gerektiğini gösteriyor.
