Uzay-Zaman kuantum baytlarından mı oluşuyor?

Ramin Skibba*

Uzay-Zaman, kuantum baytlarından oluşan bir 'ağ'dan oluşuyor olabilir mi? Bu, anlık yerçekimine dayanan teori, çok kısa bir süre önce Amsterdam Üniversitesi’nden teorik fizikçi Erik Verlinde tarafından öne sürüldü. Teorisi, evrendeki galaksilerin ve diğer büyük ölçekli yapıların davranışını etkileyen karanlık maddeye yani görünmeyen parçalara duyulan ihtiyacı da ortadan kaldıracak. Fakat anlık yerçekimi hakkındaki son deneyler, astronomik nesnelerin hareketlerini teorik bir rakip olarak tanımlamanın doğru bir yaklaşım olarak görünmediğini ortaya koyuyor.

Princeton Üniversitesi’nden astrofizikçi David Spergel’le birlikte çalışan ve bir lisansüstü öğrencisi olan Kris Pardo, 81 adet izole cüce gökadayı bir araya getirdi. Bu küçük galaksiler, özellikle yüksek karanlık madde yoğunluğuna sahip gibi görünüyorlar ve bu nedenle çeşitli teorileri karşılaştırmak için eşsiz bir astrofizik laboratuvar imkânı sağlıyorlar. Pardo, daha sonra bu galaksilerin ne kadar hızlı döndüklerini ölçtü. Bir galakside var olan karanlık madde veya ortaya çıkan yerçekimi etkileri ne kadar güçlü olursa, galaksinin o kadar hızlı dönmesi beklenir. Pardo, “İzole durumdaki cüce galaksiler en temiz test yeridir. Şu an yapabileceğimiz en iyi şey bu” diyor.

Anlık yerçekimi, araştırmadaki en küçük galaksilerin dönüş hızlarını başarıyla öngörmeye olanak sağlıyor. Fakat daha büyük olan  ve özellikle gaz bulutlarıyla dolu galaksilerin dönüş hızlarını çok düşük bir oranda başarıyla tahmin imkânı sağlıyor. Bu tutarsızlık, anlık  yerçekimi için ciddi bir sorun oluşturabilir; çünkü teorinin başlıca başarısı şimdiye kadar büyük galaksilerin dönüş eğrilerini öngörüyor olmasıydı.

GALAKSİLERİN ŞEKLİ GÖRÜNENDEN FARKLI MI 

Anlık yerçekimi üzerine çalışan fizikçiler, Pardo’nun çalışmalarını ciddiye alıyorlar. “Bu ilginç ve iyi bir çalışma,” diyor Verlinde. Ancak, ortaya çıkan yerçekiminin tüm cüce gökadalar hakkında belirli tahminler yapmaya imkân sağlayacak bir noktaya kadar geliştirilmediği uyarısı yaparak "Gözlem ve teori üzerinde daha fazla çalışma yapılması gerektiğini düşünüyorum” diyor.

Verlinde’ın teorisinin doğrulanmasının yolu, Pardo’nun galaksilerin görünenden farklı bir şekle sahip olduklarını ispat edebilmesi. Galaksiler küre gibi gözüktükleri halde gerçekte frizbi şeklindeler ise, güncellenen biçim Pardo’nun hesaplamalarını ispatlamak için yeterli olacaktır. Daha kesin bir analiz yapmak isteyen Pardo ve arkadaşları, New Mexico’daki çok geniş kompleks teleskoplarda zaman kazanmaya çalışıyorlar; böylece, galaksilerde yıldızların ve gaz oluşumlarının ne denli hızlı döndüğünü gösteren yüksek çözünürlüklü görüntüler sayesinde ölçümler yapabilecekler.

Diğer bir gökbilimci grubu anlık yerçekiminin tamamlayıcı testleri üzerinde çalışıyorlar. Bazıları galaksilerin çarpık görünümünü yerçekim merceği ile tespit etmek için bu teoriyi kullanıyor. Diğerleri bunu galaksi kümelerinin hareketlerini incelemek için kullanıyor. Anlık yerçekimi, ayrıca evrenin geniş ölçekli yapısının yanı sıra kozmik mikrodalga arka planını açıklamayı da hedefliyor. Karanlık madde, bu alanlarda astrofizikçilerin gözlemlediği şeyleri tahmin etme konusunda mükemmel bir iş çıkardı. Ancak bugüne kadar kimse, benzer detaylı tahminleri yürütmek amacıyla anlık yerçekimini kullanamadı.

Frankfurt Enstitüsü İleri Araştırmalar bölümünde kuramsal bir fizikçi olan Sabine Hossenfelder, “Verlinde bir bulmacanın parçalarını topluyor ve onları eşleştirmeye çalışıyor; ancak henüz tam ve tutarlı bir resim göremiyoruz” diyor. Hossenfelder, son zamanlarda Verlinde’ın teorisinin birçok gökadanın dönme hareketlerini daha iyi tanımlayabileceği değiştirilmiş bir versiyonunu hazırladı. Peki bu ya da buna benzer bir teori, bir gün karanlık madde teorisinin yerini alabilir mi? Kesin bir cevap vermek için henüz erken.

*Makalenin aslı Quanta Magazine'de yayınlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)