Bilim insanları 1998 yılında evrenin hızlanarak genişlediğini keşfettiklerinde karanlık enerjinin merak uyandıran gözleminin açıklanabilmesi mümkün olmuştu. Fakat evrenin hızlanarak genişlemesinde karanlık enerjinin varlığı ortaya atılsa da onun ne olduğunun tam olarak çözülmesindeki yavaş ilerleyen süreç yüzünden bu fikir, bazı bilim insanları için bir çözüm olmaktan çıkıp daha çok problem haline dönüştü. Bu bilim insanlarından İtalya’da Astrofizik Ulusal Enstitüsü’nden bir fizikçi olan Massimo Villata karanlık enerjiyi “can sıkıcı” olarak tanımlıyor, ona göre karanlık enerji herhangi bir fiziksel anlamdan yoksun ve standart kozmolojiye özel bir unsur. Villata itici yerçekimi gibi evrenin hızlanan genişlemesine yeni açıklamalar arayan bir çok bilim insanından biridir. Bu durumda, itici yerçekimi ise boşluklarda saklanan anti maddeden kaynaklanabilir.
Karanlık Madde/Enerji Nedir?Astrofizikte, ışın yaymayan veya gelen ışını yeterli yansıtamayan ancak varlığı görülebilir maddeler üzerindeki kütle çekimsel etki ile belirlenebilen maddelere denir. Aynı şekilde bu formun enerji hâli de söz konusudur ve gözlenememektedir. Ancak çeşitli yollarla görülebilir denen normal maddelerle etkileşimlerinden var oldukları düşünülmektedir. Üstelik evrenimizin büyük bir bölümünü de kapladıkları da söylenebilir. 2011 Nobel Fizik Ödülü, evrenin hızlanarak genişlediğini bulan gökbilimcilere verilmişti. İşte evrenin hızlanarak genişlemesinde karanlık enerjinin sorumlu olduğu ileri sürülüyor, hatta daha açık ifadeyle galaksileri birbirlerinden uzaklaştırdığı da… Karanlık madde hakkında NetBilim‘in Mart 2012 sayısında ayrıntılara yer vereceğiz, isteyen ücretsiz abone olabilir. Diğer yandan bu yazıda, Villata gibi bazı bilim insanlarının karanlık enerji yerine evrenin hızlanarak genişlemesinde ya da galaksilerin birbirinden uzaklaşmasında itici yerçekimini ya da itici anti maddeyi sorumlu olarak görüyorlar. Anti madde de varlığı kanıtlanmış bir madde türüdür.
Villata’ya göre “kozmik boşlukların gözlenebilirliği çok iyi bilinmektedir ve bizim evrenimizi oluşturan büyük yapılardır. Problem ise kozmik boşlukların gerçekten boş olup olmadıkları ya da itici anti madde içerip içermedikleri konusundadır.”
Kozmik boşluklar gökada/galaksi ipliği denilen iplikler arasındaki büyük boşluklardır ve Villata’nın da belirttiği gibi oldukça büyük yapılardır. Burada büyüklükten kasıt Samanyolu galaksisi gibi bir çok galaksiyi içinde barındıracak derecede bir büyüklükten bahsediyoruz. Ancak bu muazzam boşlukta ya çok az sayıda gökada bulunur ya da hiç gökada bulunmaz. Uzun yıllardır bu boşluklar gözlenmektedir [2].
Image credit: Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)
Villata’nın Astrophysics and Space Science dergisinde yakında yayınlanacak olan çalışmasında karşılıklı gravitasyonel/yerçekimsel itme aracılığıyla maddeden ayrılan antimaddenin geniş boşluklarda saklanabildiğini öne sürüyor. Madde ve anti madde arasındaki gravitasyonel itmenin genel göreliliğin bir tahmini, sonucu olduğunu da öne sürmekte [3]. Bu varsayıma göre, madde pozitif bir yerçekimsel yüke sahipken antimadde hipotetik olarak negatif bir yerçekimsel yüke sahip. Sonuç olarak, madde ve antimaddenin her ikisi yerçekimsel çekicidir, buna rağmen karşılıklı iticidirler. Madde ve anti madde arasındaki gravitasyonel itme çok güçlü olabilir, aslında, Villata hesaplamalarına dayanarak evrenin hızlanarak genişlemesinden sorumlu olarak gravitasyonel itmeyi tutuyor. İtici yerçekimi aynı zamanda karanlık enerjiyi ve muhtemelen karanlık maddeyi de ortadan kaldırır. Çünkü Einstein’in özel görelilik ilkesi ile kütle ve enerji birbirine denktir.
Hatta bu itici yerçekimi, teorik olarak karanlık enerji içermeyen bazı gözlemleri açıklayabilir. Son zamanlarda, bilim insanları Samanyolu galaksisini ve ona yakın diğer galaksileri içeren evrenin özel bir parçası olan “Local Sheet”in (Yerel Düzlem) anormal hareketinin evrenin diğer kısımlarından farklı tuhaf bir hıza sahip olduğunu gözlemlediler. Gökbilimciler Yerel Düzlem’in hızına katkı sağlayan üç bileşeni tanımladılar: biri Yerel Düzlem’e yakın yoğunlukta olan Virgo Cluster’la iyi bilinen etkileşimidir; ikinci bileşen, kökeni daha az açık olmasına rağmen Centaurus Cluster’ı ile olan ekileşimi ve üçüncüsü ise astronomların kuvvetin herhangi bir önemli yapıya doğru yönelmediğinden “yerel hız anomalisi” dedikleri bir bileşendir.
Villata’ya göre ilk iki bileşenin çekici olmasının tersine üçüncü bileşen itici olabilir. Bu olasılığın desteğinde, Yerel Düzlem ve çekici alan arasındaki bir yerde olan Leo Spur galaksilerinin bu hareketle uyumlu kaldığı görünüyor. Villa üçüncü bileşenin kökeninin zıt taraf üzerinde olabileceğini öne sürüyor. Villata belirli bir boşluğa yerleşmiş akla yatkın bir anti madde kütlesinin itici yerçekimi mekanizması sayesinde yerel hız anomalisinde sorumlu olabileceğini hesapladı.
Bu yolla, anti maddenin bizim yerel çevremizde (galaksi bazında) karanlık enerji gibi davranabileceği öngörülüyor. Geniş bir ölçekte, sayısız anti madde boşlukları karanlık enerji ve muhtemelen bir patlayan Büyük Patlama’ya bile gerek duymaksızın evrenin genişlemesini sürdürebilir. Bu teori madde ve anti maddenin eşit miktarlarda olduğu bir evrende yaşadığımızı da gösterir. Villata’ya göre, bu sonuçlar itici yerçekimini karanlık enerjiye karşı cazip bir alternatif yapıyor.
Bu yazının devamını gelecek günlerde yine KBT Bilim Sitesi üzerinden okuyabilirsiniz, Facebook ya da twitter‘da bizi takip edebilirsiniz.
Hazırlayan: Gökhan Atmaca | http://twitter.com/kuarkatmaca
Nanoscale Devices and Carrier Transport Group
