Karanlık enerjili soğuk karanlık madde modelinde kümeler ve büyük ölçekli filamentler içeren evrendeki yapıların oluşumu. Kareler, 140 milyon ışık yılı büyüklüğünde bir kutudaki yapıların 30’luk kırmızıya kaymadan günümüze (sol üstte z=30 – sağ altta z=0) evrimini göstermektedir.

Yaklaşık bir asırdır kozmologlar, maddeyi birbirleriyle etkileşime girmeyen tekdüze parçacıklar olarak ele alan basitleştirilmiş bir evren modeline güvendiler.

Bu yaklaşım, bilim insanlarının Büyük Patlama’yı ve uzayın genişlemesini anlamalarına yardımcı olsa da, evrenimizin tekdüze olmadığı temel gerçeğini göz ardı ediyordu.

Yıldızlar galaksiler halinde kümelenir, madde kara deliklere çöker ve uçsuz bucaksız boşluklar uzayda uzanır ve bunların hepsi sürekli olarak kütle çekimi ve diğer kuvvetler aracılığıyla etkileşim halindedir.

Queensland Üniversitesi’nden Dr. Leonardo Giani, bu karmaşık yapıları ve evrenin evrimi üzerindeki etkilerini ilk kez açıklayan yeni bir matematiksel model geliştirdi.

Evreni 11 milyar ışık yılına kadar ölçebilen Karanlık Enerji Spektroskopik Cihazı’ndan (DESI) elde edilen verileri kullanan Giani’nin ekibi, evrenin gerçekte nasıl işlediğini anlamak için çığır açabilecek bir çerçeve oluşturdu.

Queensland Üniversitesi’nden Dr. Leonardo Giani, “Bu yeni model fizikçilerin ve kozmologların evrene bakış açısını değiştirebilir; asıl atılım, evrenin gerçek karmaşıklığını fark etmekte yatıyor” diyor.

Geleneksel kozmolojik modeller, maddenin uzayda tekdüze davrandığını varsayar, ancak gerçek farklı bir hikaye anlatır. Galaksi kümeleri gibi devasa yapılar, maddenin içe doğru çökmesine neden olan kütle çekim kuvveti uygularken, neredeyse maddeden yoksun bölgeler olan muazzam boşluklar genişlemeye devam eder.

Bilim insanları otuz yıldır, bu zıt kuvvetlerin evrenin genel davranışını nasıl etkilediğini açıklamakta zorlanıyor ve genellikle yeni fizik kurallarını içeren sıra dışı teorilere başvuruyorlar.

Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki Nicholas U. Mayall 4 m’lik Teleskobu’nun kubbesindeki DESI. 

Bu yeni model, mevcut yapıların kozmolojik ölçümleri nasıl etkilediğini hesaplamak için matematiksel bir formül sunuyor. İki kritik ölçüm belirlediler; bir boşluğun gözlemleri etkilemesi için sahip olması gereken minimum boyut ve çöken bir bölgenin etkili olması için gereken minimum boyut.

Bağımsız veri kümelerini bu parametrelere göre grafiğe döktüklerinde çarpıcı bir keşifte bulundular. Standart tekdüze modele göre, tüm veriler grafiklerinin belirli bir bölgesinde kümelenmeliydi.

Bunun yerine, veriler tamamen farklı bir alanda örtüşüyordu ve bu da büyük boşlukların astronomik ölçümlerde gözlemlenen anormal davranışlardan sorumlu olduğunu gösteriyordu.

Belki de en önemlisi, bu yeni çerçeve modern kozmolojinin en büyük iki bilmecesini ele alıyor: Hubble gerilimi ve dinamik karanlık enerji.

Hubble gerilimi, evrenin ne kadar hızlı genişlediğini hesaplamak için kullanılan iki farklı yöntem arasındaki tutarsızlığı ifade ediyor. Farklı cevaplar veriyorlar ve nedenini kimse bilmiyor!

Dinamik karanlık enerji ise, kozmik genişlemeyi yönlendiren gizemli kuvvetin zamanla zayıflıyor olabileceği yönündeki tartışmalı bir fikir.

Hubble Gerilimi’ne adını veren Edwin Hubble’ın portresi. 

Bu sorunları çözmeye yönelik önceki girişimler genellikle yeni çelişkiler yaratmıştı, ancak Giani’nin modeli daha zarif bir çözüm sunuyor.

Karanlık enerjinin gerçekten zayıflamasını gerektirmek yerine, görünürdeki zayıflama, evrenin gerçek karmaşıklığına dair gelişmiş muhasebemizi yansıtıyor olabilir.

Model, Hubble geriliminin tamamen ortadan kalktığı belirli bir bölge olduğunu gösteriyor; yeni fiziğe ihtiyaç duyulduğu için değil, gerçek yapıların ölçümlerimizi nasıl etkilediğini nihayet hesaba kattığımız için.

Ekip, evrenin karmaşıklığının DESI verilerinde ortaya çıkıp çıkmadığını test ettiğinde, cevap kesinlikle evet oldu. Bu, gözlemleri aşırı basitleştirilmiş modellere zorlamaktan, evrenin gerçek karmaşıklığını benimsemeye doğru köklü bir değişimi temsil ediyor.

Bu yeni araştırma, kozmolojinin mevcut gizemlerinin çoğunun egzotik yeni fizikten değil, gerçekte içinde bulunduğumuz evrenin engebeli ve birbirine bağlı gerçekliğini doğru bir şekilde açıklayamamamızdan kaynaklanabileceğini öne sürüyor.