Yoksa Büyük Patlama (Big Bang) hiç olmadı mı?

Ya büyük patlama diye bir olay hiç meydana gelmediyse? Bu soruyu evrenbilimcilere yöneltecek olsanız, büyük bir olasılıkla abesle uğraştığınızı söyleyeceklerdir. Çünkü, büyük patlamanın varlığıyla ilgili kanıtlar artık herkes tarafından bilinmektedir.

Gökadaların gökyüzüne nasıl dağıldıklarına, ya da büyük patlama sonrasında oluşan ateş topunun giderek parlaklığını yitirişine, hatta bedeninizdeki atomların zamanla nasıl oluştuklarına bir bakın. Tüm bunlar 13,7 milyar yıl önce büyük patlama olarak bilinen son derece sıcak ve yoğun bir evreden geçtiğinin somut birer göstergesi.

Ya da, çok farklı bir durum söz konusu olabilir. Şimdilerde küçük bir grup araştırmacı bugüne dek kimsenin kuşku duymadığı bu durumu sorgulamaya başladı. Konuyu aralarında görüşmek üzere ilk kez gerçekleştirilen Evrenbilimde Kriz Konferansında toplanan araştırmacılar, evrenin oluşumuyla ilgili en yaygın kuramın kimi açılardan havada kaldığı görüşünde birleştiler.

Söz konusu araştırmacıların bu görüşlerinde haklı çıkmaları durumunda, evrenin sanıldığından çok daha karmaşık bir yapıya sahip olması işten değil. Ancak bu görüşe karşı çıkanlar büyük patlama konusunun bir kez daha enine boyuna incelenmesi gerektiğine inanıyor.

Üç açıdan yetersizlik

Şili’deki Avrupa Güney Gözlemevi araştırmacılarından Riccardo Scarpa, büyük patlama kuramının evrende gözlenen birtakım olayların aydınlığa kavuşturulmasında üç açıdan yetersiz kaldığına dikkat çekerek, "Evrenin günümüzdeki sıcaklığı, genişlemesi ve hatta gökadaların varlığı evrenbilimcileri hep açmaza sürüklemiştir.

Büyük patlama örneğinin tanık olduklarımızı açıklamada yetersiz kaldığı durumlarda, bilim insanları şişme, karanlık madde ve karanlık enerji gibi yepyeni çözümlere sığınmışlardır," diyor.

Öte yandan, konferansı örgütleyen kurumlardan biri olan Lawrenceville Plasma Physics başkanı Eric Lerner bu tür bir yaklaşımın bilimsellikten uzak olduğuna dikkat çekerek, "Büyük patlamayla ilgili kestirimler sürekli yanlış çıkmış ve tanık olunan olaylarla birlikte değişime uğramıştır.

Öyle ki, günümüzde evrenle ilgili "standart model" büyük patlamayı, şişmeyi, karanlık madde ve karanlık enerjiyi içeren kötü bir bulamaca dönüşmüştür," yorumunu yapıyor.

Ortada ciddi sorun var

Yerleşik büyük patlama görüşünü eleştirenler yalnızca bu durumdan huzursuzluk duymakla kalmayıp, evrenle ilgili görüşe kuşku düşürdüğüne inandıkları birtakım kesin gözlemlere de parmak basıyorlar.

Söz gelimi, bugüne dek saptanan en uzak gökadaları (galaksi) ele alalım. Yerleşik görüşe göre, çok uzak gökadalar gözlendiğinde bunlara ilk evrelerinde, gaz bulutlarından henüz oluşmuş yıldızlarla dolu oldukları bir evrelerinde tanık olmamız gerekiyor.

Durum öyle değil

Bunun nedeni uzak gökadalardaki ışığın bizlere ulaşmasının milyarlarca yıl almasından ve bu yüzden de büyük patlamadan kısa bir süre sonra ortaya çıkmış gibi görünmelerinden kaynaklanıyor. Oysa ortada ciddi bir sorun var.

Çünkü Lerner gördüklerimizin genç değil, yaşlı gökadalar olduğunu öne sürüyor ve kısa süre önce NASA’nın Spitzer uzay teleskobuyla gözlenen yüksek-kızıl-değişimli gökadalara dikkat çekiyor. Gökadanın kızıl değişimi evrenin ışığını yaymasından bu yana ne denli genişlediğini gösteren bir ölçü.

Işık genişleyen bir evrende yol aldıkça bunun dalga boyutu da uzuyor. Dalga boyutundaki artış tayfın kızıl ucuna doğru yön değiştirmesi anlamına geliyor.

Spitzer gökadalarının kızıl değişimleri evrenin yaklaşık 600 milyon ile 1 milyar yıl arasında olduğu bir zaman dilimine denk düşüyor.

Bu denli genç gökadaların ise aşırı sıcak olmaları nedeniyle mavi ışık saçan yeni oluşmuş yıldızlarla dolu olmaları gerekiyor. Bunların daha serin ve kırmızı olan yaşlı yıldızları içermemeleri gerekiyor. Oysa, durum hiç de öyle değil.

Sisli Evren

Doğal olarak, evrenbilimciler Lerner’in kuramlarına şiddetle karşı çıkarak, söz konusu çelişik durumların gökadaların yaşlarını hesaplamada karşılaşılan belirsizliklerden kaynaklandığını öne sürdüler. Ne var ki, Lerner’in bu eleştiriye de bir yanıtı var.

Olduklarından çok daha yaşlı görünen öteki uzay cisimlerine dikkat çeken araştırmacı,"Yüksek kızıl değişimde de gökada yığınlarına tanık oluyoruz," diyerek bu gökadaların biraraya gelerek öylesine dev yapılar oluşturmalarının milyar yıldan çok daha uzun bir süreyi gerektirmiş olmasına parmak basıyor.

Lerner bu bilmeceye aşırı uçta bir çözüm getiriyor ve kızıl değişimin evrenin genişlemesinden çok başka bir düzenekten kaynaklandığına inanıyor.

New Scientist’de yer alan yazı şöyle sürüyor: Ancak bu düzeneğin ne olduğu konusunda henüz bir bilgiye sahip olmadığını da kabul eden Lerner kesin bir sonuca ulaşmadan önce Dünya üzerinde ışıktaki en ufak değişimlerin saptanmasına olanak tanıyacak incelikli deneylerin yapılması gerektiğini öne sürüyor.

Kara maddeye de gerek yok

Lerner’in görüşünde haklı çıkması yalnızca evrenle ilgili tüm bilgilerin yerle bir olması anlamına gelmiyor. Evrende genişlemenin söz konusu olmaması durumunda, genişlemedeki belirgin ivmenin gerekçesi olarak öne sürülen karanlık maddeye de gerek kalmıyor.

Dahası, bu durumda evrenin oluşumunu tetikleyen en etkili unsurun büyük patlama olduğu varsayımı da geçerliğini yitiriyor. Lerner,"Evrenin 13,7 milyar yıl önce ortaya çıkmadığını ve büyük patlama diye bir olgunun hiç yaşanmadığını kanıtlayabilirim," diyor.

Gelgelelim, Lerner’in bu önesürümü birtakım soruları da beraberinde getiriyor. Kozmik mikrodalga konusu da bu sorular arasında yer alıyor.

Evrenbilimciler ilk kez 1965 yılında ortaya çıkarılan ve evrene egemen olan bu güçsüz mikrodalga bileşiminin büyük patlamanın son parıltısı olduğuna ve bunun evrenin başlangıcının bir kanıtı sayıldığına inanıyorlar.

Büyük patlama kuramına göre, evrenin ortaya çıkışından sonra uzayı kaplayan sıcak ışınımın gidecek başka yeri olmadığı için o gün bugündür uzayın içinde kapana kıstırıldığına inanılıyor.

Big Bang olmadıysa

Son 13,7 milyar yıl boyunca da evren genişledikçe ışınımın giderek soğuduğuna ve günümüzde kelvin ölçeğine göre salt sıfırın 3 derece üzerinde bir düzeye düştüğüne dikkat çekiliyor.

Peki, büyük patlama diye bir olay hiç yaşanmadıysa ardındaki kozmik mikrodalga nereden kaynaklanıyor?

Lerner mikrodalga parıltısının kökenleri konusundaki görüşün tümden yanlış olduğuna inanıyor ve, "Bir çadırda uyandığınızda çevrenizdeki her şey bembeyaz ise, evrenin başlangıcına tanık olduğunuz gibi bir duyguya kapılmak yerine çevrenizin sisle kaplı olduğu sonucuna varırsınız," diyor.

Lerner evrenin başlangıcının temelinde yatan kozmik ışınımın gerçekte soğurulup yeniden ışın olarak çevreye yayılan yıldız ışığı olduğuna inanıyor.

Büyük patlama konusuna kuşkuyla yaklaşan evrenbilimcilerin en önde gelenlerinden biri olan merhum Fred Hoyle tarafından öne sürülen bu görüş oldukça eskilere uzanıyor.

Hoyle, yıldız ışığının süpernovalardan kaynaklanarak sonradan mikrodalga olarak çevreye yayılan, dikiş iğnesini andıran demir tanecikleri tarafından emildiğine inanıyordu. Ancak bu konuda somut kanıtları olmadığından, görüşü evrenbilimciler tarafından ciddiye alınmadı.

Tartışmalı görüş

Lerner’in görüşü de benzer bir mantığa dayanıyor. Ancak o bu süreçte demir parçacıklardan çok, plazma adı verilen elektrik yüklü liflerin etkili olduğuna inanıyor.

Lerner bu plazma liflerinin sürekli parçalandığına ve sonunda evreni bir sis örtüsü gibi kapladığına, ardından da sisin yıldız ışığını emen tozlar aracılığıyla yayılan kızılötesi ışınları dağıttığına inanıyor. Böylece kızılötesi ışınımın, tıpkı kozmik mikrodalga fonun sergilediği görünüm gibi, her yöne eşit olarak dağıldığına dikkat çekiyor.

Yaygın evrenbilim kuramında plazmalarla ilgili süreçlerin göz ardı edildiğine parmak basan Lerner öne sürdüğü tüm bu durumların olasılık dahilinde olduğuna inanıyor.

Son derece tartışmalı olan bu görüşü inandırıcı bulan evrenbilimcilerin sayısı bir elin parmağını geçmese de, araştırmacılar standart kuramı sorgulamaktan yine de geri kalmıyorlar.

Bu konuda kendilerine göre birtakım yanlışlara dikkat çeken araştırmacılar, Scarpa’nın görüşünde gizemli karanlık madde noktasında bir yanlışlık olduğuna inanıyorlar.

Kuramın temel unsuru

Karanlık madde evrenbilim kuramında temel unsurlardan birini oluşturuyor.

Bunun nedeni büyük patlamanın tek başına gökadaların oluşumuna bir açıklama getirememesinden, normal bir maddeden oluşan gaz ve tozların topu topu 13,7 milyar yılda gökadaların biraraya gelmelerine olanak tanıyamayacak denli eşit bir biçimde yayılmış olmasından kaynaklanıyor.

Evrenbilimciler bu soruna çözüm getirmek amacıyla gökada oluşumunu hızlandıracak büyük miktarlarda karanlık madde görüşüne sığınıyorlar.

Ne var ki, Scarpa karanlık maddenin köklü bir çözüm olmadığına, özellikle de gözlemleri sonucunda bu maddenin aşırı miktarda bulunduğuna ve evrenbilimcilere göre olmaması gereken yerlerde görüldüğüne dikkat çekiyor.

Karanlık maddenin ışığı ya da herhangi bir başka elektromanyetik ışınımı yaymaktan yoksun olması, bu maddeden oluşan bir bulutun kendi içindeki ısıyı dışarıya yayamayacağı ve buna bağlı olarak da küresel yığınlara dönüşemeyeceği anlamına geliyor.

Neler oluyor?

Scarpa ve arkadaşları küresel yığınlar halindeki yıldızların, tıpkı daha büyük gökadalarda olduğu gibi, görülebilir maddenin açıklayabileceği yerçekiminden çok daha hızlı devindikleri yönünde birtakım kanıtlar ele geçirdiler.

Yaklaşık bir milyon yıldız içeren Samanyolu’nun en büyük küresel yığını Omega Centauri de dahil, üç küresel yığını inceleyen araştırmacılar tümünde de bildiğini okuyan aynı türde bir davranışa tanık oldular. Peki, karanlık madde etkili değilse, neler olup bitiyor?

Scarpa bu sorunun yanıtının Newton’un yerçekimi yasasının yerle bir edilmesiyle elde edilebileceğine inanıyor.

Scarpa ve arkadaşlarının küresel yığınlarla ilgili incelemeleri Newton’un uzaklıkların karesinin tersini esas alan yasasının yalnızca dönüşümlü ivmenin üzerindeki kimi durumlarda geçerli olduğunu, bu eşiğin altına düşüldüğünde yerçekiminin Newton’un varsaydığından çok daha yavaş dağıldığını ortaya koyuyor.

İsrail’den bir teori

Yirmi yılı aşkın bir süre önce değiştirilmiş Newton dinamiği adıyla (MOND) bir kuram ortaya atan Weizmann Enstitüsü araştırmacılarından Mordehai Milgrom, sarmal gökadalar ve gökadalarla dolu yığınlarda tam da böyle bir etkiyi gözler önüne sermekteydi. Scarpa gökadalar için öne sürülen saniyede 10-_Ü metrelik dönüşümlü ivmenin görünürde küresel yığınlar için de geçerli olduğuna dikkat çekerek,"Evrende karanlık maddeye hiç gerek yok," diyor.

Evrenbilimcilerin en çok yakındıkları sorunlardan biri de MOND kuramının Einstein’ın görecelik kuramıyla bağdaşmaması ve bu yüzden de ışık hızına yakın bir hızla ya da çok güçlü çekim alanlarında devinen cisimler için geçerli olmamasıdır.

Uygulamada bu durum MOND kuramının atarca yıldızlar, kara delikler ve en önemlisi büyük patlamayla ilgili kestirimler açısından yetersiz kaldığı anlamına gelmektedir. Ne var ki, İbrani Üniversitesi araştırmacılarından Jacob Berkenstein sayesinde bu soruna da çözüm getirildi.

Berkenstein’ın görecelik boyutunu da kattığı kuram, görünüşe bakılırsa, şimdiden ürünlerini toplamaya başladı. Geçtiğimiz Mayıs ayında Oxford Üniversitesi’nden Constantinos Skordis önderliğindeki bir ekip göreceli MOND kuramının evrimsel kestirimlere olanak tanıdığını ortaya koydu. Araştırmacılar kozmik mikrodalganın özelliklerini ve gökadaların evrendeki dağılımını incelemeyi başardılar.

Yerçekimi Bunalımı

Scarpa MOND kuramının büyük patlama kavramına korkunç bir darbe indirdiğine inanıyor ve,"Bu, büyük patlamayı dayandırdığımız yerçekimi yasasının tümden yanlış olduğu anlamına geliyor," diyor.

Scarpa’nın bu savına şimdilik pek kulak asan olmasa da, standart evrenbilim modelinde bir yanlışlık olabileceği yönündeki somut kanıtlar giderek artıyor.

Evrenbilimin en önemli aygıtlarından biri olan Wilkinson Mikrodalga Anisotropi Araştırma (WMAP) aygıtından elde edilen kanıtların en basit büyük patlama olayının tümden yanlış olduğunu kanıtlaması bile işten değil.

İlk kez kullanılmaya başlandığı 2001 yılından bu yana WMAP bulunduğu yerden 1,5 milyon kilometre uzaklıktaki evrenin sıcaklığını ölçüyor. Aygıt kozmik mikrodalga sıcaklığının gökyüzünün farklı yerlerinde sergilediği farklılıkları da izliyor.

Evrenbilimciler bir yerden bir yere tanık olunan minik farklılıkların evrenin, yaklaşık 300,000 yıl önce, büyük patlamadan sonra maddenin yerçekiminin etkisiyle kümelenmeye başladığı dönemdeki durumunun bir göstergesi olduğuna inanıyorlar.

Daha sıcak alanlar daha yoğun bölgelere denk düşerken, daha serin alanlar yoğunluğu daha düşük bölgelere denk düşüyor. Yoğunluktaki bu farklılıklar evrenin ilk ortaya çıkışınının hemen ardından boşluktaki kuvantum dalgalanmalar olarak yaşama geçti ve kısa sürede şişme olarak bilinen hızlı bir genişlemeyle büyüdü.

Yeni sonuçlar

Kuvantum dalgalanmaları gelişigüzel ortaya çıktığından, gökyüzünün bir bölümünde gördüğümüz sıcak ve soğuk alanların başka yerlerdekinden pek farklı bir görünümde olmaması gerekir.

Kozmik ışınım da bir bütün olarak evrenin bir unsuru olduğundan, sıcak ve soğuk bölgelerin hiç birinin evrenin bizim köşesindeki yapılarla aynı hizada yer almaması gerekir.

Gelgelelim, WMAP incelemelerinden elde edilen sonuçlar tam da böyle bir durumun söz konusu olduğunu ortaya koyuyor.

Şer ekseni

Imperial College uzmanlarından Joao Magueijo ve meslektaşı Kate Land bu yılın başlarında fondaki kozmik mikrodalgada garip bir uyuma tanık oldular. İlk bakışta sıcak ve soğuk alanların gelişigüzel dağılmış gibi durduklarına tanık olan araştırmacılar, durumu daha yakından incelediklerinde hiç beklenmedik bir sonuçla karşılaştılar.

Ortada sanki kakafonik bir orkestra vardı, ancak kemanlar, trombon ve klarnetler ayrı ayrı ele alındıklarında tümü de aynı telden çalmaktaydı. WMAP bulgularını orkestra örneğindeki gibi farklı uzamsal frekanslardan oluşan bir karışım olarak ele alan araştırmacılar sıcak ve soğuk noktalardaki her bir dizge arasında çarpıcı benzerliklere tanık oldular.

Her bir dizgedeki bu alanlar sanki aynı doğrultuda dizilmişlerdi. Magueijo bu uyuma "şer ekseni" adını veriyor ve,"Tüm bunlar doğruysa, büyük patlama kuramını temelinden sarsacak son derece şaşırtıcı bir buluşla karşı karşıyayız demektir," yorumunu yapıyor.

Evren levha gibi miydi?

Elde edilen verilerin ortaya koyduğu bir başka durum da, Samanyolu’nun tozlu diskinden yayılan ısının WMAP sinyallerinden tam olarak saptanamış olması ve bunun şer ekseniyle benzeşmesiydi.

NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yürütülen araştırmanın başkanı Charles Bennettt Samanyolu’ndan gelen sinyallerin özensizce değerlendirilmiş olabileceğine dikkat çekerken, kimi araştırmacılar da sonuçların yalnızca bir yıllık sinyallere dayandırıldığına parmak basıyorlar.

Magueijo ve Land yine de örneklerdeki uyumun gerçekte var olduğuna inanıyorlar ve asıl sorunun bu duruma neyin açtığını aydınlığa kavuşturmak olduğunu öne sürüyorlar.

Magueijo’ya göre, bir olasılık evrenin iki boyutlu olarak sonsuza uzanan ancak üçüncü boyutta yalnızca yaklaşık 20 milyar ışık yıllık bir geçmişi olan bir levha biçiminde ya da bir bagel biçiminde olması.

Tercihli bir yön oluşturmanın bir başka yolu ise evrenin dönüyor olmasından kaynaklanabilir, çünkü böylesi durumda eksenin başka yönlere kayma olasılığı ortadan kalkar.

Kuşkular giderilecek mi?

Bennett WMAP aygıtı sayesinde evrenle ilgili can alıcı ve temel bulgular ele geçirmiş olabileceğinin coşkusunu saklamasa da, tanık olduğu bu düzgün sıralamanın bir rastlantı olabileceğini de kabul ediyor. Yine de, evrenin farklı bir çehreyle karşımıza çıkma olasılığının her zaman var olduğuna dikkat çekiyor.

Öyle bir evrenin büyük patlamayla ilgili tüm görüşleri kökünden sarsacağı kuşkusuz. Magueijo bu konuda, "İnsanlar bu savları ortaya attılar, çünkü onlarsız Einstein’ın denklemlerini basitleştirip evrenin gizini çözmemiz de olanaksız olurdu," diyor.

Evrenle ilgili olarak bugüne dek ortaya atılan tüm savların yanlış olması da, evrenbilimle ilgili yerleşik modelin tümden yerle bir edilmesi anlamına geliyor. Ancak Magueijo bunun hiç de kötü olmadığına, standart örneğin itici ve utanç verici olduğuna inanıyor.

Öte yandan, şer ekseni öylesine sıradışı bir nitelik taşıyor ki, Bennett ve meslektaşı Gary Hinshaw’un önümüzdeki beş yıl boyunca WMAP sinyallerini incelemek için gereksindikleri parasal desteği NASA karşılıyor. Bu tür bir inceleme sonucunda tüm kuşkuların giderilmesi bekleniyor.

Büyük Patlama’yla ilgili çatlaklar

Son dönemlerde yapılan gözlemler evrenbilimle ilgili standart modelin yanlış olabileceği görüşünü doğursa da, bu görüş epey tartışmalı.

Kozmik mikrodalga fondaki örnekler evrenin her yönünün aynı olmadığını gösteriyor.

Küresel yığınlar içindeki yıldızlar karanlık maddenin varlığını ortaya koyarken, standart model bir kümelenme olamayacağını savunuyor.

Evrenden daha yaşlıymış gibi görünen yıldızlar evrenin büyük bir patlama sonucunda oluşmadığını ortaya koyuyor.