Evrenin yanlış olduğu ortaya çıktı

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Kozmologlar, Evren hakkındaki insan bilgisinin kusurlu olduğunu gösteren ciddi bir bilimsel sorunla karşı karşıyadır. Karmaşıklık, Evrenin genişleme hızı gibi görünüşte önemsiz bir şeyle ilgilidir. Gerçek şu ki, farklı yöntemler farklı anlamlara işaret ediyor - ve şimdiye kadar hiç kimse garip tutarsızlığı açıklayamıyor.

kozmik gizem

Şu anda, standart kozmolojik model "Lambda-CDM" (ΛCDM), evrenin evrimini ve yapısını en doğru şekilde tanımlar. Bu modele göre, evrenin hızlanmış genişlemeye neden olan sıfırdan farklı bir pozitif kozmolojik sabiti (lambda terimi) vardır. Ek olarak, ΛCDM, CMB'nin (kozmik mikrodalga arka plan) gözlemlenen yapısını, Evrendeki galaksilerin dağılımını, hidrojen ve diğer hafif atomların bolluğunu ve vakum genişleme oranını açıklar. Ancak genişleme hızında ciddi bir farklılık olması modelde köklü bir değişikliğe ihtiyaç olduğunu gösterebilir.

Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi ve Montpellier'deki Evren ve Parçacıklar Laboratuvarı'ndan teorik fizikçi Vivian Poulin, bunun şu anlama geldiğini savunuyor: genç evrende henüz bilmediğimiz önemli bir şey oldu. Belki de bilinmeyen bir tür karanlık enerjiyle veya yeni bir tür atom altı parçacıkla ilişkili bir fenomendi. Model bunu dikkate alırsa, tutarsızlık ortadan kalkacaktır.

Bir krizin eşiğinde

Evrenin genişleme oranını belirlemenin yollarından biri, mikrodalga arka planını - Büyük Patlama'dan 380 bin yıl sonra ortaya çıkan kalıntı radyasyonu - incelemektir. ΛCDM, SPK'daki büyük dalgalanmaları ölçerek Hubble sabitini elde etmek için kullanılabilir. Her megaparsek için saniyede 67, 4 kilometre veya yaklaşık üç milyon ışıkyılı (böyle bir hızda, nesneler birbirinden uygun bir mesafede ayrılır) olduğu ortaya çıktı. Bu durumda, hata megaparsec başına saniyede yalnızca 0,5 kilometredir.

Farklı bir yöntem kullanarak yaklaşık olarak aynı değeri elde edersek, bu standart kozmolojik modelin geçerliliğini doğrulayacaktır. Bilim adamları, parlaklıkları her zaman bilinen nesneler olan standart mumların görünen parlaklığını ölçtüler. Bu tür nesneler, örneğin, Ia tipi süpernovalardır - artık büyük refakatçi yıldızlardan gelen maddeyi ememeyen ve patlayamayan beyaz cücelerdir. Standart mumların görünen parlaklığı ile onlara olan mesafeyi belirleyebilirsiniz. Paralel olarak, süpernovaların kırmızıya kaymasını, yani ışığın dalga boylarının spektrumun kırmızı bölgesine kaymasını ölçebilirsiniz. Kırmızıya kayma ne kadar büyük olursa, nesnenin gözlemciden uzaklaştırılma hızı da o kadar yüksek olur.

Böylece, bu durumda her megaparsek için saniyede 74 kilometreye eşit olduğu ortaya çıkan Evrenin genişleme oranını belirlemek mümkün hale gelir. Bu, ΛCDM'den elde edilen değerlerle eşleşmiyor. Bununla birlikte, bir ölçüm hatasının tutarsızlığı açıklaması olası değildir.

Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara'daki Kavli Teorik Fizik Enstitüsü'nden David Gross'a göre, parçacık fiziğinde böyle bir tutarsızlık sorun değil, kriz olarak adlandırılacaktır. Ancak, bazı bilim adamları bu değerlendirmeye katılmadı. Durum, erken Evrenin çalışmasına dayanan başka bir yöntemle, yani baryonik akustik salınımlar - erken Evreni dolduran görünür maddenin yoğunluğundaki salınımlar ile karmaşıktı. Bu titreşimlere plazma akustik dalgaları neden olur ve her zaman bilinen boyutlardadır, bu da onları standart mumlar gibi gösterir. Diğer ölçümlerle birleştirildiğinde, ΛCDM ile tutarlı Hubble sabitini verirler.

Yeni model

Bilim adamlarının Tip Ia süpernovayı kullanırken hata yapma olasılığı var. Uzak bir nesneye olan mesafeyi belirlemek için bir mesafe merdiveni oluşturmanız gerekir.

Bu merdivenin ilk basamağı, kesin bir periyot-parlaklık ilişkisine sahip değişen yıldızlar olan Cepheidlerdir. Sefeidler, en yakın tip Ia süpernovaya olan mesafeyi belirlemek için kullanılabilir. Çalışmalardan birinde, Cepheidler yerine, yaşamın belirli bir aşamasında maksimum parlaklığa ulaşan kırmızı devler kullanıldı - tüm kırmızı devler için aynı.

Sonuç olarak, Hubble sabiti megaparsec başına saniyede 69.8 kilometre olduğu ortaya çıktı. Gazetenin yazarlarından biri olan Chicago Üniversitesi'nden Wendy Freedman, kriz olmadığını söylüyor.

Ancak bu ifade de sorgulandı. H0LiCOW işbirliği, Hubble sabitini kütleçekimsel mercekleme kullanarak ölçtü; bu, büyük bir gövde arkasındaki uzaktaki bir nesneden gelen ışınları büktüğünde ortaya çıkan bir etkidir. İkincisi kuasarlar olabilir - süper kütleli bir kara delik tarafından beslenen aktif galaksilerin çekirdeği. Yerçekimi mercekleri nedeniyle, bir kuasarın birkaç görüntüsü aynı anda görünebilir. Bilim adamları, bu görüntülerin titremesini ölçerek, megaparsec başına saniyede 73,3 kilometrelik güncellenmiş bir Hubble sabiti elde ettiler. Aynı zamanda, bilim adamları dolandırıcılık olasılığını dışlayan olası sonucu bilmiyorlardı.

Gaz bir kara deliğin etrafında döndüğünde oluşan doğal ustalardan Hubble sabitini ölçmenin sonucu, megaparsec başına saniyede 74 kilometre olduğu ortaya çıktı. Diğer yöntemler, megaparsec başına saniyede 76,5 ve 73,6 kilometre verdi. Kütleçekimsel mercekleme, mikrodalga arka plan ölçümlerine kıyasla farklı bir değer verdiğinden, Evrendeki maddenin dağılımının ölçülmesinde de sorunlar ortaya çıkar.

Tutarsızlığın ölçüm hatalarından kaynaklanmadığı ortaya çıkarsa, mevcut tüm verileri açıklamak için yeni bir teori gerekecektir. Olası bir çözüm, evrenin hızlandırılmış genişlemesine neden olan karanlık enerji miktarını değiştirmektir. Çoğu bilim insanı fiziği güncellemeden yapmaktan yana olsa da, sorun hala çözülmemiş durumda.