Temel fiziksel sabit evrenin her yerinde aynı değil

David Nield

Bilim insanları, 13 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bir kuasardan* alınan ölçümlere bakarak, yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetizmayı ölçmek için kullanılan temel fiziksel sabitinin aslında gayet tutarsız olabileceğine ilişkin kanıtlar buldular.

‘Elektromanyetizma’, yani yer çekimi, zayıf nükleer kuvvet ve güçlü nükleer kuvvetin yanı sıra, evrenimizdeki her şeyi bir araya getiren dört temel güçten biridir. Temel parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimin gücü, ‘ince yapı sabiti’ adıyla bilinen şeyin yardımıyla hesaplanır.

Öte yandan, -farklı çalışmalardan sağlanan diğer okumalarla birlikte - yeni okumalar, bu sabitte, çevremizdeki her şeyi nasıl algıladığımızla ilgili büyük etkiler yaratabilecek küçük varyasyonlar (çeşitlenmeler-değişimler/ç.n.) olabileceğine işaret ediyor.

EVRENİN KUZEY VE GÜNEY KUTUPLARI KEŞFEDİLDİ

Bununla birlikte, eldeki son veriler, evrenin daha önce elektromanyetizmadaki bu değişikliklerin haritalanabileceği kesin bir yön tayin edici olan ‘kuzey’ ve ‘güney’ istikametlerini gizlediğini ortaya koyuyor.

Avustralya’daki New South Wales Üniversitesi'nde (UNSW) görev yapan astrofizikçi John Webb, “[yeni çalışma] evrende bir ‘yönlülük’ olabileceği fikrini destekliyor gibi görünüyor ve bu gerçekten çok garip” diyor. “Yani, evren, fizik yasalarında (kabul edildiği gibi/ç.n.) istatistiksel olarak her doğrultuda aynı olacak biçimde ‘izotropik’** olmayabilir.”

“Aslında, evrende fizik yasaları (dikey bir doğrultuda değil ama) bazı yönlerde değişiyor. Farklı biçimde söylersek, bir anlamda, evren çift kutuplu bir yapıya sahiptir.”

Bizi çevreleyen elektromanyetik kuvvet, elektronların atomların içindeki çekirdeklere bağlanmasında çok önemli bir rol oynar; o olmadan, madde kolayca dağılır. Bizlere gördüğümüz ışığı sağlar ve elektriğin şu anki işleme biçiminin temel prensibini oluşturur.

EVRENİN BEBEKLİK DÖNEMİNDE ORTAYA ÇIKTI

Araştırma ekibi, Şili’deki ‘Çok Büyük Teleskop’ (VLT) tarafından yakalanan görüntüleri ve verileri kullanarak, bu kuvvetin, evrenin çok genç, yani başlangıca yakın olduğu bir döneminde ortaya çıktığını ölçebildi.

Eldeki veriler daha fazla test ve doğrulamaya ihtiyaç duyuyor olsa da araştırma ekibi, mevcut sonuçların merak uyandırıcı bir soruyu gündeme getirdiğini ifade ediyor: Temel güçlerin -yaşamın ortaya çıkabilmesi için tam anlamıyla mükemmel koşullar barındıran- bir ‘Goldilocks’ dengesine sahip olması fikrinin, gerçekten de evrenimiz genelinde geçerli olup olmadığı.

Webb, “Tüm verileri bir araya getirdiğimizde, elektromanyetizma, baktığımız doğrultuda giderek artarken, ters yöne doğru git gide azalıyor” diyor.

“Evrendeki diğer yönlerde, ‘ince yapı sabiti’ tam olarak adı gibi, yani ‘sabit’ kalıyor. Yapılan bu yeni çok uzun mesafeli ölçümler, gözlemlerimizi daha önce hiç olmadığı kadar ileri taşıdı.”

ABD’de bağımsız olarak çalışan ve X-ışınlarının doğasını araştırmakla meşgul olan araştırmacılar tarafından da evrendeki bu ‘yönlülük’ fikri destekleniyor. Ayrıca, UNSW ekibinin keşfettiği bulguları aynı şekilde işaret eden kozmik bir hizalanmanın var olduğunu da keşfettiler.

BÜYÜK BİRLEŞİK TEORİ’Yİ RAFA KALDIRIYOR

Bu bulgunun fizik açısından daha geniş bir ölçekte ne anlama geldiğini söylemek için henüz çok erken. Bulgular, en azından, kesinlikle daha fazla araştırmaya değer gibi görünüyor ve Büyük Birleşik Teori’nin -elektromanyetizma, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetleri birbirine bağlayabilen bir birleştirici kuvvet arayışının- bir süreliğine rafa kaldırılması gerektiği anlamına geliyor.

Nitekim, geçen yıl yayınlanan bir araştırma, hesaba katılması gereken beşinci bir temel kuvvet olabileceğini düşündürüyor. Evrene ne kadar çok bakar ve ne kadar çok keşif yaparsak, her şey bir o kadar karmaşık ve garip görünüyor.

Webb, “Standart kozmoloji modelimiz, istatistiksel olarak her yönde aynı olan izotropik bir evren düşüncesine dayanıyor” diyor. “Bu standart modelin kendisi, Einstein’ın yer çekimi teorisi üzerine kuruludur ve açık biçimde doğa yasalarının sabit olduğunu varsayar.”

“Eğer bu tür temel prensipler tam anlamıyla doğru yaklaşımlar ortaya çıkarabilirse, fizik alanında son derece heyecan verici, yeni fikirlerin de kapısını aralayabilirler.”

*Kuasarlar, evrenin en uzak köşelerinde yüksek bir enerjiyle parlayan gökadalara verilen addır. Evrenin genç ve çalkantılı dönemindeyken oluştukları bilinmektedir.

**İzotropi (eş yönlülük), bir sistemin ya da modelin özelliklerinin yönlerden bağımsız olması durumudur. Evrenin izotropik olması, çağdaş kozmolojinin temel varsayımlarından biridir.

Yazının aslı Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)