Yeni Araştırmalar, Dünyanın Devasa Bir Kozmik Boşlukta Olduğu Teorisini Güçlendiriyor

James Webb Uzay Teleskobu’nun derin uzay görüntüsü gibi kozmik fotoğraflar uzayı dolu dolu gösteriyor olabilir. Aslında, evren geniş anlamda dolu; fakat tüm o yıldızlar, galaksiler, gezegenler ve diğer gök cisimleri, fotoğrafların verdiği izlenimin aksine, her yerde eşit dağılım göstermiyor olabilir.

Gerçek şu ki, evrenin büyük olasılıkla boşluklar içerdiği düşünülüyor ve bazı astronomlar bizim de böyle bir boşluğun içinde olduğumuzu tahmin ediyor. Gittikçe artan kanıtlar, bütün Samanyolu Galaksisi’nin devasa bir kozmik boşluk içinde yer aldığına işaret ediyor. Son zamanlarda araştırmacılar, erken evrenden gelen – esasen Büyük Patlama’nın sesi olan – ses dalgalarının bu fikri desteklediğini buldular. University of Portsmouth’taki kozmolog Indranil Banik liderliğindeki bu çalışma, evrendeki en büyük gizemlerden biri olan Hubble gerginliğine çözüm öneriyor.

Banik ve ekibi bulgularını mayıs ayında Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımladı. Banik, son beş yıldır Hubble gerginliği üzerinde çalışıyor. Bu kafa karıştırıcı kozmolojik problem, Hubble sabiti olarak bilinen ve günümüz evreninin genişleme oranını temsil eden iki farklı değerin hesaplanmasından kaynaklanıyor.

“Hubble gerginliği, evrenin genişleme oranını bebek evren gözlemlerini kullanarak bugüne taşımamızla – bu oranı standart kozmolojik modelle ileriye doğru hesapladığımızda – bizim gerçekten gözlemlediğimiz değer arasındaki bir uyumsuzluktur,” dedi Banik Gizmodo’ya verdiği demeçte. “Aslında bu, teori ile gözlemler arasındaki bir uyumsuzluk.”

Kısacası, yerel ve daha yeni evrendeki galaksiler ve yıldızlar, Hubble sabitinin öngördüğünden daha hızlı uzaklaşır gibi görünüyor. Bu, evrenin nasıl büyüdüğünü ve geliştiğini tanımlayan standart kozmolojik model ile çelişir. Ayrıca, evrenin yaşını sorguya çeker; çünkü astronomlar, Big Bang’den bu yana ne kadar zaman geçtiğini anlayabilmek için Hubble sabitini kullanmak zorundadır.

Banik, yerel boşluk teorisinin bir çözüm sunabileceğine inanıyor. Galaksimizin daha az yoğun bir uzay boşluğunda yer aldığını varsayarsak, kütleçekim boşluğun dışındaki daha yoğun bölgelere yakın maddeyi çekerdi, diye açıkladı Banik, bir Royal Astronomical Society açıklamasında. Boşluk doldukça, bizden uzaklaşan cisimlerin hızı boşluk olmasaydı olduğundan daha büyük görünürdü, ve bu da yerel bir hızlı genişleme oranı görüntüsü verirdi, dedi Banik.

Bunun mantıklı olabilmesi için, güneş sistemimizin yaklaşık iki milyar ışık yılı genişliğinde, evrenin ortalama yoğunluğundan yaklaşık %20 daha az yoğun bir boşluğun ortasına yakın olması gerekecektir (açıklık getirmek gerekirse, bir boşluk tamamen boş bir uzay değil; evrenin diğer bölgelerine göre daha az galaksili ve daha az madde içeren bir bölgesi). Bu teorik düşük yoğunluklu bölge, KBC boşluğu olarak anılmaktadır.

Birçok çalışma varlığınıdesteklerkenyine de, Banik’in de yazdığı birkaç makale dahil olmak üzere, yerel boşluk teorisinin tartışmalı bir konu olmaya devam etmesine sebep oluyor. Boşluk, standart kozmoloji modeli ile uyuşmamakta; çünkü bu model, bugünün evrenini oluşturan maddenin bu kadar büyük ölçeklerde daha eşit dağılması gerektiğini savunur. KBC boşluğu, “rastgele böyle bir boşlukta bulunma şansımızın bir milyarda bir olduğu,” dedi Banik Gizmodo’ya. “Bu nedenle, modelimizi, yaklaşık yüz milyon ışık yılından daha büyük ölçeklerdeki yapının modelin öngördüğünden daha hızlı büyümesini gerektirecek şekilde ayarlamamız gerekir.”

Banik’in en son çalışması, baryon akustik salınımlarına (BAO) baktı. Bunlar, evrenin dört bir yanına yayılmış galaksi kümelerinin yoğunluk dağılımında birer desen olarak görülen bir salınım biçimidir. Banik onları Büyük Patlama’nın ses dalgalarına benzetiyor. BAO’lar, evrenin genişleme oranını ve bu oranının kozmik tarih boyunca ne kadar değiştiğini ölçmek için bağımsız bir yöntem sağlar. Bu “ses dalgaları,” bir tür standart cetvel gibi işlev görür ve astronomlar, cetvelin açısal boyutunu kozmik genişlemenin tarihçesini çizmek için kullanabilir.

Banik ve meslektaşları son 20 yılda mevcut tüm BAO ölçümlerini inceledi. Çalışmaları, yerel bir boşluk modeli olasılığının standart bir kozmolojik modele göre yüz milyon kat daha fazla olduğunu gösterdi.

Bu, gerçekten de kozmik bir boşluğun içinde yaşadığımıza dair güçlü bir kanıt sunuyor ancak bu kesin bir kanıt değil. Banik, yerel boşluk teorisinin başlıca handikaplarından birini araştırmak için süpernova verileriyle de çalışıyor. “Hubble gerginliğine her türden yerel veya geç zaman çözümü, daha uzak evrende Hubble gerilim olmadığını ima eder,” diye açıkladı. “Süpernova verileri, Hubble gerginliğinin daha yüksek kırmızıya kaymaya kadar devam ettiğini öne sürüyor.”

Yerel evrenin ötesinde Hubble gerginliğinin ortadan kalktığını gösterecek kanıt bulabilirse, bu, yerel boşluk teorisi için bir dönüm noktası olurdu. Şimdilik, bu kozmik muamma çözülmemiş olarak kalacak.