Karanlık Akış: Evrenimizi Çeken Başka Evren mi Var?

Karanlık akış teorisine göre gözlemlenebilir evrenin dışında olan başka bir evren muazzam kütlesiyle evrenimizdeki galaksileri kendine doğru çekiyor. Bu yabancı evren yaşadığımız evreni yanaktan çimdik alır gibi çekip uzatarak uzaydaki galaksi kümelerinin o yönde akarsu gibi akmasına neden oluyor.

Oysa evrenin dışındaki galaksiler bizden ışıktan hızlı uzaklaşıyor; çünkü uzay ışıktan hızlı genişliyor. Yerçekimi ışık hızında yayıldığına göre başka bir evren nasıl olur da bizi mıknatıs gibi çekebilir? Peki kainatta birden fazla evren var mı ve çoklu evren modeli doğru mu? Üstelik bizden ışıktan hızlı uzaklaşan olası evrenler gözlemlenebilir evrenimizi nasıl etkileyebilir? Hepsini karanlık akışta görelim.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Karanlık akış nedir ve nasıl ölçeriz?

NASA Goddard Uzay Uçuşları Merkezi’nden Litvanya asıllı fizikçi Alexander Kashlinsky ve İspanyol fizikçi Fernando Atrio-Barandela büyük patlamadan kalan ışık olan kozmik mikrodalga artalan ışıması (CMB) haritasını inceleyerek süper galaksi kümelerinin evrenin dışındaki bir yere aktığını söylediler. Bunu karanlık akış olarak adlandırarak galaksileri kendine çeken şeyin başka bir evren olabileceğini öne sürdüler. Peki yüz binlerce galaksiden oluşan süper galaksi kümeleri 46 milyar ışık yılından daha uzaktaki bir evrene doğru tıpkı akarsu gibi belirli bir yönde akıyor mu?

Öncelikle evren zaten hareket halinde: Kozmik enflasyon teorisine göre uzay karanlık enerji nedeniyle sürekli genişliyor ve evrenin dışında genişleme hızı ışık hızını aşıyor. Ayrıca galaksiler 1 milyar ışık yılı uzaklıktan itibaren uzaya eşit ölçüde dağılıyor ama istisnalar var: Sıcak büyük patlamada gerçekleşen kuantum salınımları galaksi dağılımında küçük değişikliklere yol açmış bulunuyor.

Öyle ki evrenin bir bölgesinde galaksi sayısı az fazlayken başka bir bölgesinde biraz daha az. Bu da yerçekimi farkına yol açıyor ve galaksilerin evrenin genişlemesiyle birbirinden uzaklaşmasına ek olarak daha çok galaksi içeren bölgelere de akmasına neden oluyor. Ayrıca galaksi kümeleri süper galaksi kümelerine ve galaksiler de galaksi kümelerine doğru akıyor.

Kısacası evren simetrik olarak genişlese de galaksiler birbirine göre hareket edebiliyor.  Oysa iki fizikçiye göre evren küre şeklinde simetrik olarak genişlemiyor. Bunun yerine yanağından çimdik alınan bir insan gibi bir kenarından gerilerek yumurta şeklini alıyor. Bu da galaksilerin evren dışındaki bir noktanın yerçekimine kapılmasına neden oluyor. Peki evrenin dışındaki bir şey bizi nasıl etkileyebilir?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Karanlık akış ve galaksilerin özgül hızı

Yaklaşık 30 milyon ışık yılı uzaklıktan itibaren bütün galaksiler uzayın genişlemesiyle birbirinden uzaklaşıyor ve ne kadar uzaksa o kadar hızlı uzaklaşıyor. Bunun sebebi bizzat uzayın genişlemesi olduğu için buna Hubble Akışı diyoruz. Galaksilerinin birbirine göre hareket etmesini ise özgül hız olarak adlandırıyoruz. Dahası büyük patlamadan kalan CMB evrenin tamamını kaplıyor. Biz de galaksilerin birbirine göre hareket etmesini CMB’yi referans alarak ölçüyoruz.

Peki galaksiler neye göre hareket ediyor? Evrenin tamamını gösteren kozmik mikrodalga artalan ışımasına göre hareket ediyor. Oysa karanlık akış teorisine göre CMB haritası da simetrik değil. Uzayda, haritanın sağ üst köşesine karşılık gelen noktada galaksi yoğunluğu daha fazla. İşte oradan başka bir evrene doğru akış var. Öyleyse araştırmacılar bu akışın yönünü ve hızını CMB üzerinde nasıl ölçtüler?  

Ne de olsa CMB Dünya’dan bakıldığında karanlık akış diye bir şey olmasa da simetrik değildir. Neden derseniz: Samanyolu Virgo galaksi kümesine ve onunla saniyede 630 km hızla Laniakea süper galaksi kümesine doğru hareket ediyor. Yüzbinlerce galaksi içerip 520 milyon ışık yılından geniş olan Laniakea da Shapley Çekicisine, yani Vela Süper Galaksi Kümesinin yerçekimi merkezine hareket ediyor. Kısacası evrende sıra sıra vagonlar birbirini kovalar gibi bir durum söz konusu. Peki bu CMB’yi etkiliyor mu?

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

Karanlık akış ve CMB

Kesinlikle etkiliyor: Samanyolu’nun Laniakea’nın üyesi olarak uzayda yüksek hızda gitmesi CMB sinyalinde Doppler kaymasına yol açıyor. Neden derseniz Samanyolu hareket yönünde bulunan galaksiler arası gaz ve toz bulutlarına (seyrek hidrojen bulutsularına) yüksek hızda çarpıyor. Bu da bulutların sıkışarak ısınmasına ve ışımasına yol açıyor.

Samanyolu CMB’ye göre hareket ettiği yönde CMB’den kalan daha çok fotonla karşılaşıyor. Onların üstüne üstüne gittiği için hareket yönünde CMB ışığı sıkışır gibi oluyor, frekansı artıyor, dalga boyu kısalıyor ve Doppler etkisi uyarınca maviye kayıyor. Biz de galaksimizin uzayda ne yönde ve ne hızda gittiğini buna bakarak ölçüyoruz. CMB’yi mutlak referans çerçevesi olarak ele alıyoruz.

İşte iki fizikçi evrendeki diğer süper galaksi kümelerinin yönü ve hızını da CMB üzerinde ölçtüler. Böylece başka evrene doğru karanlık akış olduğunu öne sürdüler. Sonuçta galaksilerin evrenin genişlemesi neticesinde birbirinden toplu uzaklaşması simetrik bir hareket olup galaksilerin toplam hızının evren çapında birbirini sıfırlaması gerekir. Galaksilerin birbirine göre hareketi ancak 1 milyar ışık yılından kısa mesafelerde anlamlıdır. Şimdi galaksilerin hızını nasıl ölçtüğümüzü basitçe görelim:

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Karanlık akış ve astrofizik 101

Bilim insanları galaksilerin hareketini Sunyaev-Zeldovic etkileriyle ölçer. Örneğin Kashlinsky ve Atrio-Barandela karanlık akışı Kinematik Sunyaev-Zeldovic etkisiyle ölçüler (KSZ). Ancak, biz bunu anlamak bir astrofizik klasiği olan Termal Sunyaev-Zeldovic etkisinden başlayalım (TSZ). 😊 Yüz binlerce galaksiden oluşan süper galaksi kümelerinin ışığı daha parlaktır. Bu da büyük kümeleri daha uzaktan görebileceğimiz anlamına gelir. Bunların içerdiği katrilyonlarca yıldız uzaydaki gazları aşırı ısıtır.

Sonuç olarak Laniakea gibi bir galaksi kümesini saran süper seyrek gazın sıcaklığı 100 milyon dereceye ulaşabilir. Bu da süper sıcak bir plazma akışı yaratır. İşte burası önemli: Nasıl ki Samanyolu’nun uzaydaki hareketi CMB ışığını biraz güçlendirir, uzayda giden diğer galaksiler de bulundukları yerden gelen CMB ışığını güçlendirir.

Biz de CMB’nin mutlak parlaklığıyla görünür parlaklığını karşılaştırarak hangi galaksiye ne kadar uzak olduğumuzu ve onların bizden ne hızla uzaklaştığını ölçeriz. Sadece galaksilerin ışığının bizden uzaklaştıkça kırmızıya kaymasını ölçmeyiz, CMB ışığındaki az parlaklık artışını da ölçerek ikisini karşılaştırır ve galaksilerinin uzaklığıyla ilgili daha kesin veriler elde ederiz. Nitekim bu parlaklık artış olmasa en uzak galaksilerin uzaklığını ölçemezdik; çünkü galaksi ışığı tek başına yeterli olmazdı.

Kinematik Sunyaev-Zeldovic (KSZ) etkisini ölçmekse daha zordur: KSZ galaksilerin evrene göre değil, başka galaksilere göre hareketini gösterir. Galaksi ışığında maviye kaymaya yol açar ve biz bunu o galaksinin bizden uzaklaşmasına bağlı olan kırmızıya kaymadan çıkarırız. İşin içine burada anlatmaya gerek olmayan birkaç parametreyi daha ekleyip galaksinin diğer galaksilere göre hangi yönde ve hızda gittiğini ölçeriz (bizden 45 derecelik açıyla mı uzaklaşıyor, başka galaksiye ne hızla yaklaşıyor gibi).

Bu kadar detaya ne gerek var?

Evrendeki en uzak galaksilerin derinliğini ölçmek çok ama çok zordur. Biz uzaktan bakınca yan yana duran iki galaksiden biri diğerinin 1 milyar ışık yılı arkasında olabilir. KSZ’yi dikkate almadan en uzak galaksilere bakıp bunları başka bir evren kendine çekiyor ve akarsu gibi oraya akıyorlar demek insanı yanıltabilir. Kashlinsky ve Atrio-Barandela CMB haritasındaki 700 süper galaksi kümesinin birbirine göre hızını (özgül hızını) KSZ ile ölçtüler ve karanlık akış olduğu sonucuna vardılar. Ve kıyamet koptu:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Karanlık akış fizikçileri böldü

Büyük patlamanın gerçek fiziği ve kozmolojik kriz yazılarında kozmik enflasyon teorisinin evrenin büyük patlamayla nasıl oluştuğunu büyük ölçüde açıkladığını söyledim. Bunun için de evrenin simetrik olması gerekiyor. Ancak, siz başka bir evrenin yerçekimi bulunduğumuz evreni lastik gibi uzayıp çarpıtmıştır derseniz (Bkz. çarpık evren) modern kozmolojiyi yıkarsınız. Doğrusu buysa yıkılsın tabii ama birçok bilim insanı kesin kanıtlar bulana dek karanlık akışa kuşkuyla yaklaştılar.

Bilimin nasıl işlediğini göstermek için tartışmaları özetleyelim: Kashlinsky ve Atrio-Barandela, karanlık akış teorisini CMB haritasını çıkaran eski bir uzay teleskopu olan Wilkinson Mikrodalga Eşyönsüzlüğü Sondası (WMAP) verilerinden türetmişti. Galaksilerin başka evrene akış hızını da 1000 km/saniye olarak ölçmüştü. Her biri 400 milyar yıldız içeren 100 bin galaksiden oluşan 700 süper galaksi kümesinin saniyede 1000 km ile başka bir evrene doğru gittiğini öne sürmek çok büyük bir iddiadır. 😮

Karanlık akış yönü ise gökyüzünde Centaurus ve Vela Takımyıldızları arasında kalan 20 açı saniyelik bir bölge olarak gösterildi. Ancak, 2013 yılında CMB haritasının en güncel versiyonunu çıkaran Planck uzay teleskopu verileri gelmeye başladı. Evrenbilimciler de bu daha detaylı haritada karanlık akış olmadığını gösterdiler. Kashlinsky ve Atrio-Barandela’nın haritadaki hızları yanlış ölçtüğünü söylediler.

Oysa iki fizikçi 2015’te yayınladıkları yeni makalede karanlık akışı Planck haritasında da gördüklerini öne sürdü. Bunun üzerine astrofizikçi Ned Wright ölçümlerde istatistiki hatalar yapıldığını, galaksilerin birbirine göre hızını karşılaştırırken yanlış ölçütler alındığını belirtti. Kashlinsky ve Atrio-Barandela da Wright’ın itiraz ettiği 7 maddenin beşini çürütüp geri kalan ikisini konuyla alakasız olarak gösterdiler. Ryan Keisler ise evrendeki birincil eşyönsüzlükleri dikkate almadıklarını söyledi. Peki bu ne demek?

Sakin ol kovboy demek

Konu sanıldığı kadar teknik değil: Büyük patlamadan sonra gerçekleşen rastgele kuantum salınımlarının maddenin evrene büyük ölçeklerde tam olarak eşit olarak dağılmasını önlediğini yazının başında söylemiştim. Nitekim evrende ortalama galaksi sayısının biraz az veya çok olduğu bölgeler var. Keisler da Kashlinsky ve Atrio-Barandela’nın galaksi hızlarını bunları dikkate almadan ölçtüğü için karanlık akışı uydurduğunu söylüyor. Bugün de bilimsel çevrelerdeki genel kabul karanlık akış olmadığı yönündedir. Zaten evrenin dışındaki bir şey bizi nasıl kendine çekebilir? İşte bunun bir cevabı var:

İlgili yazı: Evrenin Kenarı Nerede ve Nasıl Gideriz?

 

Başka evrenler ve karanlık akış

Sıcak büyük patlamadan sonra evren kısa süre için ışıktan hızlı şişti. Bu nedenle bir megaevren oluştu ve bizim evrenimiz de megaevrenin bir parçasıdır. Başka evrenler de megaevren ışıktan hızlı şişerken bizden uzaklaşmış olup bugün evrenimizin dışında kalan bölgelerdir. Oysa şişmeden önce bu evrenler kapı komşumuzdu. Zaten megaevren o zaman mikroskobik boydaydı. Dolayısıyla kozmik akış varsa bu eskiden komşumuz olan evrenlerin yerçekimi kalıntısından kaynaklanıyor.

Bugün diğer evrenler bizi etkilemeyecek kadar uzakta ama eskiden çok yakındı ve yerçekimi daha galaksiler oluşmadan önce onların nüvelerini kendine çekişmişti. Bugün de o nüvelerden türeyen süper galaksi kümeleri bizden ışıktan hızlı uzaklaşmakta olduğu için asla yetişemeyecekleri bir evrenin yerçekiminin 13,78 milyar yıl önceden kalan etkisiyle o evren yönünde akıyor.

Dolayısıyla evet, karanlık akış çok iddialı ve muhtemelen gerçek olmayan bir teori ama aynı zamanda kainatta birden çok evren olduğunu söyleyen çoklu evren teorisini kanıtlamanın iki yolundan biri: Çoklu evren varsa 1) Önümüzdeki 40 yılda büyük patlamadan kalan kütleçekim dalgalarına bakarak diğer evrenlerin yaşadığımız evrendeki eski izlerini görebiliriz ve 2) Karanlık akış sayesinde eski evrenlerin izini sürebiliriz. Hayal bile olsa başka bir evrenin izini bulabileceğimizi düşünmek heyecan vericidir.

Peki hiçliğin fiziği nedir ve evrenimiz yok olduktan sonra neler olacak? Onu da şimdi okuyabilir ve insanların 10 trilyon sonra nasıl yaşayacağına bakarak Mars yerine Venüs’e mi yerleşelim sorusunu sorabilirsiniz. Eğlenceli, dinlenceli ve yaratıcılık aşkıyla dolu bir hafta sonu olsun. 😊

Büyük galaktik çekici

¹Probing the Dark Flow signal in WMAP 9 yr and PLANCK cosmic microwave background maps
²Cosmic Microwave Background filters and the Dark-Flow measurement
³The Statistical Significance of the “Dark Flow”