Bilim insanları, evrenimizin adeta bir yansıması gibi olan bir “anti-evren”in bir yerlerde var olduğunu düşünüyor. Bu teori doğruysa, karanlık maddenin varlığını açıklamak mümkündür.
Büyük Patlama terimi, kozmologların — yani evrenin en erken anlarına kadar zamanı geri sarmaya çalışan bilim insanlarının — üzerinde çalıştığı farklı teorilerin ortak adıdır. Çoğu, maddenin bir anda ortaya çıktığı konusunda hemfikir olsa da, o ilk anda sıcaklığın kavurucu derecede yüksek mi yoksa mutlak sıfıra yakın mı olduğu konusunda görüş ayrılıkları vardır.
Patlamadan önce ne olduğuna dair de farklı görüşler vardır. Acaba Büyük Patlama, aslında çok daha büyük bir kozmik sıçramanın sadece dönüm noktası mıydı? Bunu anlamak için trambolinde zıpladığınızı düşünün. Ayaklarınız neredeyse yere değdiğinde yalnızca yukarı doğru sıçrayışınızı görebildiğinizi hayal edin. Aşağıya iniş kısmını görmeden, yukarıya çıkışın anlamı kalmaz.
Karanlık madde ise Büyük Patlama’dan bile daha büyük bir bilmecedir. Çünkü karanlık madde, evrenin milyarlarca yıl önce değil, bugün neyle oluştuğu sorusunu çözmeye yardımcı olan kritik bir yapboz parçasıdır. Evrenin kütlesinin büyük kısmını karanlık madde oluşturur, ancak onu şimdiye kadar hiçbir yerde göremedik.
Peki karanlık madde gözümüzün önünde nasıl gizleniyor ve hangi özelliklere sahip? Bunlar, üzerine pek çok başka fikrin temellendiği büyük gizemlerdir. Şimdilik karanlık maddeyi tanımlamanın en doğrudan yolu, kelimenin tam anlamıyla “karanlık” olmasıdır.
Yani teknik olarak, foton yansıtmayan veya yaymayan, bu nedenle de ışık saçmayan bir madde türüdür. Bu yüzden onu doğrudan gözlemleyemeyiz. Ancak karanlık maddenin fiziksel etkilerini, örneğin kütleçekim dalgaları gibi olgularda ölçebiliriz.
Anti-Evren Nedir?
Şimdi tekrar teoriye dönelim. Varsayalım ki bizim evrenimize paralel başka bir “anti-evren” var. Bu evren, bizimkinden farklı olarak zamanı ileriye değil, geriye doğru işliyor. Yani bizde Büyük Patlama başlangıç noktasıysa, o evrende Büyük Patlama, geçmişe doğru genişlemenin başladığı nokta olur. Başka bir deyişle, bizim evrenimizde zaman nasıl ileriye akıyorsa, o evrende de aynı şekilde ama ters yönde, geçmişe doğru akar.
2018 yılında yayımlanan bir makalede, Kanada’nın Ontario eyaletindeki Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü’nden araştırmacılar, Büyük Patlama’nın düşündüğümüzden daha küçük ve daha simetrik olabileceğini öne sürdü. Araştırmacılar, bu hipotezin dikkat çekici sonuçlarından birinin, karanlık maddeyi son derece basit bir şekilde açıklayabilmesi olduğunu belirtiyor.
Bu modelin bir diğer ilginç yönü ise, bilim insanlarının “enflasyon” adını verdiği döneme duyulan ihtiyacı ortadan kaldırmasıdır. “Enflasyon”, evrenin oluşumundan hemen sonra, kısa bir sürede devasa ölçüde genişlediğini açıklamak için öne sürülen bir süreçtir. Ancak bu modele göre madde, zaman içinde daha doğal ve daha yumuşak bir şekilde genişlemiştir.
Yük, Eşlik ve Zaman (CPT) Simetrisi Bize Anti-Evren Hakkında Ne Söyler?
Bu iki evrenin — biri bizimki, diğeri ise Büyük Patlama’dan geriye doğru işleyen “anti-evren” — gerçekten simetrik olabilmesi için, evren hakkındaki mevcut anlayışımıza yeni bir parçacık eklememiz gerekir.
Fizik araştırmaları, doğada pek çok simetri örneğinin varlığını ortaya koydu. Bu simetriler içinde en temel ilkeler yük, parite ve zaman simetrisidir; kısaca CPT simetrisi denir.
Yük simetrisi, bir etkileşimdeki tüm parçacıkların yükünü tersine çevirdiğinizde, etkileşimin değişmeden kalacağını söyler. Parite simetrisi, bir etkileşimi ayna görüntüsünden gözlemlediğinizde, yine aynı etkileşimi görmeniz gerektiğini ifade eder.
Zaman simetrisi ise, bir etkileşimi zaman içinde geriye sardığınızda yine aynı şekilde görünmesi gerektiğini belirtir. Doğadaki fiziksel etkileşimlerin büyük çoğunluğu bu üç ilkeye uyar.
Evrenimiz sürekli hareket eden parçacıklarla dolu ve zaman burada ileriye doğru akar. Ancak CPT simetrisini tüm evrene bir bütün olarak uygularsanız, bildiğimizi sandığımız fizik yasaları kökten değişir. Böyle bir yaklaşım, bizim evrenimize karşılık; zıt yüklere sahip, eylemlerimizi ayna gibi yansıtan ve zamanda geriye doğru işleyen ayrı bir evrenin varlığını öngörür.
CPT ilkesine uyan bir evrende, en az bir sağ elli nötrino var olmak zorundadır. “Sağ elli” ifadesi, nötrinonun hareket yönünü tanımlar. Bu parçacık, diğer evrendeki sol elli nötrinoların doğal karşılığıdır.
Sağ elli nötrino yalnızca belirli fiziksel gözlemlerle tespit edilebilir ve evrenin geri kalanıyla sadece kütleçekim aracılığıyla etkileşime girer. Uzmanlar, bu nötrinonun aslında karanlık madde olabileceğini düşünüyor.
Anti-Evrene Ulaşmak Mümkün mü?
Anti-evrene ulaşmamız mümkün değil. Çünkü bu evren, bizimkinin adeta “ters yansıması” ve Büyük Patlama’dan bile daha önceki bir zamana kadar uzanıyor.
Buna karşın, varlığını test etmek mümkün. Eğer tüm sol elli nötrino türlerinin Majorana parçacıkları olduğu — yani kendi karşı parçacıkları oldukları — kanıtlanırsa, anti-evren teorisi doğrulanır. Buna ek olarak, nötrino türlerinden birinin kütlesiz olduğu gösterilmelidir. Ayrıca, evrende kozmik enflasyonun hiç yaşanmadığı anlaşılmalıdır.
Kozmik enflasyon gerçekleşmiş olsaydı, evren çok güçlü kütleçekim dalgaları üretmiş olurdu ve bu dalgaların bir kısmı bugün hâlâ gözlenebilirdi. Ancak CPT ilkesine uyan bir evrende bu dalgalar baştan hiç oluşmaz. Eğer yapılan ölçümler, bu ilk dönem kütleçekim dalgalarının bulunmadığını ortaya koyarsa, anti-evrenin varlığı güçlü biçimde desteklenir.
Kozmolojide bu tür yeni teorileri defalarca test etmek kritik önemdedir. Bilim insanları, bir sonraki kuramsal adımlarını belirlemek için üzerinde çalışabilecekleri mevcut ve yayımlanmış teorilere ihtiyaç duyar.
Bu teorileri, kendi gözlem ve ölçümlerinizle kamuya açık şekilde sorgulamak, hem süreci kolaylaştırır hem de zaman içinde fikirlerin nasıl geliştiğini gösteren değerli bir iz bırakır. Böylece evreni anlama yolculuğumuz derinleşir ve onu gözlemlemenin daha gelişmiş yolları ortaya çıkar.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- Scientists Say There’s an ‘Anti-Universe’ Running Backward in Time. Bağlantı: Is There an ‘Anti-Universe’ Running Backward in Time? (popularmechanics.com) ; Yayınlanma tarihi: 27 Nisan 2023
- Boyle, Latham & Finn, Kieran & Turok, Neil. (2018). The Big Bang, CPT, and neutrino dark matter. Annals of Physics. 438. 10.1016/j.aop.2022.168767.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarakda büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
