Evrenin çözülmeyi bekleyen en büyük bilmecesi

Albert Einstein’ın özel ve genel görelilik teorileri evreni anlamamıza yardımcı oluyordu; kuantum teorisi ise atomun içinde olup bitenleri tahmin etmemize.

Ama çok kısa zamanda bu ikisinin aslında aynı şey olduğunu gördük; o günden beri de, aynı anda hem atomu hem de evreni açıklayacak bir ‘büyük birleşik teori’ peşindeyiz.

Böyle teoriler yok değil. Örneğin sicim teorisi. Veya süpersimetri dediğimiz teori. Sonra bir de, yetersiz olduğu bilinse de, ‘Standart Model’ adı verilen modelimiz var.

EVRENİN  YÜZDE 95’İ NEREDE?

Sicim ve süpersimetri açısından sorun, bunların deneysel yöntemlerle test edilmesinin zorluğu. Daha doğrusu, merkezi Cenevre’de olan CERN’de süpersimetriyi arayan bazı deneyler yapıldı ama başarısız oldu; sicim teorisini test etmek ise çok daha zor gözüküyor.

Fakat buna karşılık, görelilik teorisinden hareketle hesapladığınızda, sizi, beni, dünyamızı, Güneşimizi ve gezegenleri, milyarlarca galaksiyi oluşturan bizim gözümüzle veya diğer dedektörler yardımıyla görebildiğimiz ‘madde’lerin toplamı, evrenin toplam madde/enerji miktarının sadece yüzde 4.9’u kadar ediyor.

Ya kalan yüzde 95.1 nerede?

Fizikçiler, biraz da göremediğimiz için ona ‘karanlık madde’ ve ‘karanlık enerji’ adını veriyor. Karanlık madde ve enerjinin varlığını dolaylı yollardan gözleyebiliyoruz; daha doğrusu evrenin genişlemesine, galaksilerin hareketlerine vs bakınca ‘Orada bir şey olmalı’ diyoruz. Kütleçekimi etki ettiğine göre de, bu bir ‘madde’ veya ‘enerji’ olmalı deniyor.

Evrenimizin çözülmeyi bekleyen en büyük bulmacası işte bu, ‘karanlık madde’ ve ‘karanlık enerji’nin sırrı.

SMASH’IN  EKONOMİK ÇÖZÜMÜ

Avrupalı dört fizikçi ağustos ayında arxiv.org adlı sitede yayınladıkları bir makaleyle, özellikle Standart Model’in açıklamakta zorlandığı pek çok konuyu bir kerede çözme potansiyelini içinde taşıyan bir makale yayımladılar. (https://www.newscientist.com/article/2110591-physics-tweak-solves-five-of-the-biggest-problems-in-one-go/)

‘SMASH’ adı verilen bu teorinin güzel tarafı, sicim veya süpersimetri teorilerine göre daha kolay test edilebilir olması. Mesela süpersimetri, ortaya çıkan problemleri çözebilmek için henüz keşfedilmemiş yüzlerce yeni teorik parçacık önerirken, SMASH sadece üç yeni nötrino, bir fermion ve iki parçacık içeren bir ‘alan’ teklif ediyor.

SMASH’in bütün detayları bu yazının konusunu oluşturmuyor; ama bir tanesi tam da bu yazının konusuna denk geldi. SMASH’in varlığını önerdiği ‘alan’da yer alan parçacıklardan birinin adı ‘Axion’.

AXION: DETERJAN  DEĞİL PARÇACIK

Bu ismi bulan, Nobel ödüllü fizikçi Frank Wilczek; bir gün markette alışveriş yaparken deterjan raflarında ‘Axion’ markasını gördüğünü ve ‘Bundan ne güzel parçacık ismi olur’ diye düşünüp parçacığına bu adı verdiğini söylüyor. Aslında aynı işlevi görecek parçacığı Wilczek’den önce bir başka Nobel’li fizikçi olan Steven Weinberg de düşünmüş ve o ‘Higglet’ (Acaba ‘Higgs’in Küçüğü’ manasında mı?) adını vermiş ama sonra Axion’un daha iyi bir isim olduğunu o da kabul etmiş. (https://www.quantamagazine.org/20160107-arrow-of-time-axions/)

Peki nedir Axion ve ne işe yarıyor?

Wilczek ve onun gibi düşünen arkadaşları, Axion’un ‘Büyük Patlama’nın hemen ardından bol miktarda ortaya çıktığını düşünüyor. Axion, çok küçük de olsa (bir elektronun milyonda birinden bile az) bir kütleye sahip ve çok uzun ömürlü bir parçacık olarak hayal ediliyor. Bu parçacık ‘normal’ madde ile belli belirsiz bir etkileşime giriyor ve elektromanyetik radyasyon da yaymadığı için öyle kolayca görülemiyor. Ama yine de bazı fizikçiler evrende (ve bizim etrafımızda) Axion nehirleri aktığını düşünüyor.

Axion’un varlığını kanıtlamaya çalışan bazı deneyler var; bunların en önde geleni ABD’deki Washington Üniversitesi tarafından yönetilen ADMX deneyi. (http://depts.washington.edu/admx/index.shtml).

Axion, eğer varlığı kanıtlanabilirse, ‘karanlık madde’ ve ‘karanlık enerji’yi açıklayabilecek. Daha doğrusu
‘karanlık madde’nin ve ‘karanlık enerji’nin Axion olduğunu kabul  edeceğiz.

Evrenimizin yüzde 95’ini oluşturan ‘şey’i açıklayabilir olduğumuzda, büyük ihtimalle geriye açıklanması gereken pek az şey kalacak.