Enflasyon (Şişme) Teorisi -2

Görsel Telif: Scientific American
Yaklaşık Okuma Süresi: 4 Dakika...

Büyük Patlama Teorisi’nin evrenin genişlemesiyle ilgili açmazlarından birine çözüm sunan Enflasyon Teorisi’ni anlattığımız yazımıza, ikinci bölümüyle devam ediyoruz. Yazımızın ilk bölümünü bu linkten okuyabilirsiniz.

Düzlük Problemi

Standart Büyük patlama teorisinin açıklama getiremediği konulardan biri de düzlük problemi olarak bilinir.

Bu sorun, evrenin kütle yoğunluğu ile ilgilidir ve evrenin kütle yoğunluğu evrenin şeklini belirler. Kütle yoğunluğunun kritik değerden fazla, az veya eşit olması onun geometrisiyle ilgili değişikliğe neden olur.

Kabaca evrenin üç farklı geometriden bahsediyoruz: Evrendeki madde miktarı kritik yoğunluk olarak adlandırılan değere eşitse, evrenin düz bir geometrisi olduğunu söyleyebiliriz. Böyle bir evrende iki paralel çizgi sonsuza kadar paralel kalır.

Eğer evrendeki madde miktarı kritik değerden fazlaysa evrenin kapalı bir geometrisi olduğunu söyleriz.  Böyle bir evreni gözümüzde canlandırabilmek adına küre analojisini kullanabiliriz. Kapalı bir evrende aynen bir kürenin yüzeyinde olduğu gibi evrenin kapalı şekli nedeniyle iki düz çizgi birbiriyle kesişir.

Diğer durumda, evrenin kütle yoğunluğunun kritik yoğunluktan azdır. Böyle bir evreni gözümüzde canlandırmak adına at eğeri ile analoji kurabiliriz ve böyle bir evrende iki düz çizgi zaman içinde birbirinden uzaklaşır.

Evrenin şeklinin bu üçünden biri olması, başlangıçtaki kütle yoğunluğu ile ilgilidir (Görsel Telif: ESO/L. Calcada)

 

Burada düzlük problemini anlamak için önce şunu bilelim: Evrenin başlangıcında kütle yoğunluğu kritik yoğunluğa eşitse, zaman içinde her zaman eşit olur. Fakat başlangıçta kritik değerden çok çok küçük bir oranda azsa veya fazlaysa, bu sapmanın evrenin genişlemesi nedeniyle giderek artmasını bekleriz.

Okumalısınız:  Tekillikler (Singularities) Nedir?

Bu, tüfekle nişan almaya benzer. Nişan alırken milimetrik bir sapma merminin hedeften uzağa gitmesine neden olur. Hedef ne kadar uzakta ise bu küçük sapmanın etkisi o kadar büyüyecektir. Aynen bu şekilde evrenin başlangıcında kritik değerden çok az farklı bir değer, zamanla genişleyen evrende çok büyük bir farklılığa neden olmalıdır.

Sorun şurada: Bugün evrendeki kütle yoğunluğunun kritik yoğunluğa çok yakın olduğunu biliyoruz. Bu da, uzak evrende bu değere daha fazla yakın olması gerektiği anlamına geliyor. Oysa başlangıçtaki en küçük bir sapmanın, gözlemlenen evrende bugün büyük bir farka neden olması gerekirdi.

Örneğin evrenin başındaki kütle yoğunluğu kritik değerin sadece biraz üstünde olsaydı, fark hızlıca açılmış ve evrenin şimdiye kadar çökmüş olması gerekirdi. Oysa biliyoruz ki işler böyle olmadı.  Günümüz değerlerinin izin verdiği aralıkta herhangi bir yerde olması için, evrenin başlangıcında kütle yoğunluğunun kritik yoğunluğa 15 ondalık basamağa kadar bir yaklaşıklıkta olması gerekiyordu!

Böyle bir ince ayar fizikçilerin sevmediği, açıklama gerektiren bir konudur. Nasıl olur da evren madde miktarını tam da kendini yok etmeyecek bir değere bu kadar hassas bir şekilde yakınlaştırmış olabilir? Geleneksel Büyük Patlama teorisinin bu konuda bir açıklaması yoktur.

Okumalısınız:  Enflasyon (Şişme) Teorisi -1

Enflasyon Teorisi’nin (şişme modelinin) getirdiği bir açıklama var. Henüz şişirilmemiş bir balon düşünün, yüzeyi oldukça eğri gözükür. Şimdi balonu şişirmeye başlayın, genişleme üzerindeki eğrilikleri giderecektir. Bu analojide olduğu gibi evrenin başlangıcında eğrilik ne kadar fazla olursa olsun, enflasyonun öngördüğü muazzam şişme, uzay zamanın dokusunu düz hale getirmiştir. Böylece Şişme Kuramı’nda, kritik değere bu kadar yaklaşık bir değere sahip olmak için ince ayara gerek kalmaz.

Gözlenen evrenin temel özelliklerini basit ve tatmin edici şekilde açıklayabiliyor olsa da, şişme modelinin yeterli kanıtlarla desteklenebildiğini söylemek için henüz çok erken.  Şişme modeli, gözlemlenen evreni açıklayan özel bir patlama yaratmıştır.

Kuramın sahibi Alan Guth’un da işaret ettiği gibi “Şişme olgusu güçlü olmakla birlikte bunun bir teori değil, gerçekte bir paradigma olduğu vurgulanmalıdır. Evrenin enflasyondan kaynaklandığı iddiası doğruysa bu, evrenbilim kökenli çalışmaların sonu değil – aslında başlangıcına daha yakın. Enflasyonun ayrıntıları, temel parçacık fiziğinin detaylarına bağlıdır. Genel enflasyon fikrine uygun bir alternatif göremesem de, ayrıntılı bir tablo oluşturulmadan önce hala yapılması gereken çok iş var. Ve pek çok yeni önemli fikre yer olduğunu düşünüyorum.”

Hilal Bulut

Kaynaklar:
Büyük Patlamanın Işığı- Marcus Chown
Evrenin Dokusu- Brian Greene
Evrenin Yaşamı- Lee Smolin
Evrenin Yüzde Dördü- Richard Panek
https://ned.ipac.caltech.edu/level5/Guth/Guth_contents.html
https://www.youtube.com/watch?v=GwZz5rcPIVg
https://www.scientificamerican.com/article/cosmic-inflation-theory-faces-challenges/

Daha fazla okumalısınız

Yazar: Hilal Bulut

Ankara Gazi Üniversitesi Uluslararası İlişkiler bölümü mezunu. Kozmik Anafor'un yöneticisi, sosyal medya editörü, etkinlik sorumlusu. Gönlünü astronomiye adamış bir amatör astronom. Aynı zamanda Ağrı Gürbulak sınır kapısı gümrük muhafaza memuru.

Keşfet!

Antik Galaksiler, Tahmin Edilenden Daha Parlaklar!

Spitzer Uzay Teleskopu, gökyüzüne 200 saatten fazla bakarak uzaydaki yolculuğu 13 milyar yıl sürüp Dünya’ya …