Kafanız fena karışacak: Evrenle ilgili bildiklerinizi unutun, belki de karanlık enerji ve karanlık maddeye ihtiyaç yoktur

Elimizde tam 110 yaşında bir teori var. Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi.

Bu evreni anlamamıza yardımcı olan ve 110 yıl boyunca sayısız testten geçip her seferinde bize doğru sonuçları vermiş bir teori.

Bu teoriye göre evrenimizin bir başlangıcı var. O başlangıca ‘Büyük Patlama’ adını veriyoruz.

Bilim bu teoriden hareketle o başlangıcın ne kadar zaman önce olduğunu da bize söylüyor: 13,8 milyar yıl önce.

Gözlemlerimiz bize evrenin genişlemekte, hatta hızlanarak genişlemekte olduğunu söylüyor bir yandan da.

Bu genişlemeyi Einstein’ın teorisiyle anlamaya çalıştığımızda ise karşımıza bir imkansızlık çıkıyor: Evrendeki bütün hareket Einstein’a göre kütle çekiminden kaynaklanıyor.

Evrenin yüzde 95’i nerede?

Oysa evrende bizim gözleyebildiğimiz kadarıyla bu hızda ve büyüklükte genişlemeyi destekleyecek kadar kütle yok. Gözlediğimiz kütle Einstein’ın denklemlerine ve yaptığımız gözlemlere göre mevcut evrenin sadece yüzde 5’ini temsil ediyor.

Peki evrenin geri kalan yüzde 95’i nerede? Veya ne?

Denklem tutsun diye karanlık madde ve karanlık enerji icat edildi

O yüzden bilim insanları evrendeki bu kütle çekimine sebep olacak ama bizim göremediğimiz iki şey olduğunu varsaydı. Bu kayıp yüzde 95’in yüzde 26’sına “karanlık madde” adı verildi, kalan yüzde 69’una ise “karanlık enerji.”

Einstein’ın matematiğine mevcut evreni ancak bu yolla uydurdular.

Buradaki “karanlık” kelimesi bizim onları gözleyemiyor olmamızdan kaynaklanıyor. Bilim uzun yıllardır bu “karanlık madde” ve “karanlık enerji”yi dolaylı yoldan da olsa gözleyebilmek için çalışıyor. Hatta son olarak bu amaçla uzaya epey pahalı bir araç da gönderdik.

Ama çok da yeni olmayan bir teori veya bakış açısı şimdi giderek güçleniyor. Bu yeni bakış açısı bilimin 100 yıldır yanlış yaptığını, evrenin bugünkü halinin ‘karanlık enerji’ ve ‘karanlık madde’ye ihtiyaç olmadan da, sırf Einstein denklemleriyle açıklanabileceğini söylüyor.

Zamanın hızı her yerde aynı değil!

Nasıl söylüyor? Bunu anlamak için zaman denen kavrama yakından bakmamız gerek.

Einstein’a göre zaman diye bir şey yok, sadece saatlerin ölçtüğü süreler var. Ve bu süreler de gözlemciye ve içinde bulunulan ortama göre değişiyor. Yani zaman evrenin her yerinde aynı hızda akmıyor, birbirinden farklı akış hızları var.

Örneğin kütle çekimi ve çok büyük kütlelere maruz kalmak zamanın akışını yavaşlatıyor; buna karşılık ortada kütle olmaması zamanı daha hızlı akıtıyor.

Ama kafanız karışmasın, zaman bizim dolaylı olarak ölçtüğümüz bir şey. Zamanın akış hızı en nihayetinde ışık hızına bağlı.

Einstein’a göre bu evrende sabit olan, evrenin her yerinde geçerli olan tek şey ışık hızı. Işık boşlukta saniyede 300 bin kilometre hızla yol alıyor.

Ama burada iki kavrama dikkat etmek gerek. Birinci kavram “boşluk,” yani onu engelleyecek veya yavaşlatacak hiçbir şeyin olmadığı ortam. İkinci kavram ise “saniye.” Bu tamamen insanın kendine özgü şartlar uyarınca dünya üstünde geçerli bir ölçütle belirlediği bir süre.

Einstein’ın kendisi söylüyor; zamanın dünyadaki akış hızıyla mesela bir kara deliğin yakınındaki akış hızı birbirinden çok farklı.

Güneşten çıkıp yüzümüze isabet eden o tek foton kaç yılda geliyor?

Bizim ana ışık ve hayat kaynağımız olan güneşimizi düşünün. Bizi ısıtan ve aydınlatan ışık güneşin merkezinde nükleer birleşmeyle (füzyon) ortaya çıkan fotonlardan oluşuyor. Bu fotonların güneşten bize ulaşması sadece sekiz dakika sürüyor, ama o fotonun güneşin merkezinden güneşin yüzeyine çıkması yüz binlerce, hatta milyonlarca yıl sürüyor.

Yani yüzünüze değen güneş ışığını oluşturan o foton belki de milyonlarca yıl önce ortaya çıkmış bir parçacık.

Peki nasıl oluyor da ışık hızında (saniyede 300 bin km) hareket eden parçacık 700 bin km çapındaki güneşin içinden dışarıya normalde iki saniyeden biraz uzun sürede çıkabilecekken yüzbinlerce, hatta milyonlarca yılda ancak çıkabiliyor?

Çok uzun bir izahı var bunun, ama kısacası kütle çekim kuvveti yüzünden. Güneşin merkezi o kadar yoğun ki, ışık hızını yetersiz kılan bir kütle çekimi var.

Aynı süreye bir de fotonun açısından bakın

Fakat bu anlattığım tabii bizim bakış açımız. Buradan, dünyadan bakınca yüzümüze isabet eden o fotonun bize kadar ulaşmasının yüz binlerce veya milyonlarca yıl sürdüğünü biz söylüyoruz.

Eğer o fotonun yüzeyinde yaşamak mümkün olsaydı ve orada bir gözlemci olsaydı, onun açısından bakınca fotonun ortaya çıkmasıyla sizin yüzünüze çarpması arasında neredeyse ölçülemeyecek kısalıkta bir zaman geçmiş olacaktı.

Çünkü büyük kütlelerin zamanı yavaşlatmasıyla aslında aynı şey, ışık hızına yaklaştıkça zamanın yavaşlaması etkisinden söz ediyoruz burada. Bunu da Einstein söylüyor yine.

Timescape kozmoloji

2017 yılında, Yeni Zelanda’daki Canterbury Üniversitesinden David Wiltshire adlı fizikçi 2008 yılından beri mevcut evren modelimizin ve evrenin genişlemesiyle ilgili teorilerimizin yanlış bir bakış açısından muzdarip olduğunu öne sürüyor ve adına “Timescape cosmology” dediği yeni bir modeli savunuyor.

Bu modeli savunurken 2017’de aynı üniversiteden iki arkadaşıyla birlikte çok önemli bir makale de yazdı. O makaleye ilişkin herkesin anlayacağı dilde bir yazısı da yayınlandı.

Derken 19 Aralık 2024’te son bir makale daha yayımladı. Bu yeni makalede Whilshire görüşüne yeni dayanaklar ekliyor. Wiltshire’a göre “Timescape cosmology” güçleniyor.

Zamanın göreli olduğunu unuttuk

Peki nedir bu yeni kozmoloji?

Basitçe şu: Evren hiçbir biçimde üniform değil. Bazı bölgelerde galaksiler, yıldızlar vs çok yoğun, bazı bölgeler ise boş.

Zaman, galaksilerin, yıldızların olduğu bölgelerle tamamen boş olan veya çok seyrek madde bulunan uzay bölgelerinde eşit hızda akıyor olamaz.

Öyleyse evrenimizin yaşının 13,8 milyar olduğunu söylemek anlamsız. Çünkü evrenin öyle tek bir tane yok. Neresinde olduğunuza bağlı olarak evrenin yaşı değişiyor.

Bir ikincisi, zamanın bu kütle yoğun yerlerde daha yavaş, buna karşılık boşluklarda daha hızlı akması evrenin genişlemesini ve genişleme hızını karanlık madde veya karanlık enerjiye hiç müracaat etmeden izah edebilir.

Orada olmaması gereken galaksiler

Eğer öyleyse, o zaman gerçekte evrenimizin yaşını ancak kendimize göre bilebiliriz; evrenin başka başka yerlerindeki başka gözlemciler aynı süreyi daha farklı ölçecektir.

Örneğin uzaydaki yeni teleskopumuz James Webb Teleskopu sürekli en eski ve ondan daha eski galaksiler bulup duruyor. Elimizdeki kozmolojik modele göre büyük patlamanın üstünden o kadar az zaman geçmişken bu galaksilerin oluşmuş olması imkansız. Ama varlar işe görüyoruz.

İşte Timescape kozmoloji bu durumu da izah ediyor. Zamanın göreli olduğunu unuttuğumuzu söylüyor. evrenin her yerinde zaman farklı hızlarda akıyor ve bu farkları gözetmeden yaptığımız bütün hesaplar yanlış.

Kısacası bu yeni teori fizikçilere “Evrenle ilgili bildiğiniz her şeyi unutun ve Einstein’a geri dönün” diyor.

“Karanlık maddeye veya karanlık enerjiye ihtiyacımız yok, oturup bütün hesapları yeni baştan yapmalıyız.”