Süper kütleli kara deliklerden gelen karanlık enerji mi?
Yeni teori, evrenin en büyük gizemlerinden birini açıklamayı amaçlıyor.
Bu hafta başlarında, gizemli “karanlık enerji” kozmologlarının, evren genişlemesinin galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara deliklerden kaynaklanabileceğine dair inancının hızla arttığını iddia eden bir çalışma manşet oldu. Eğer doğruysa, bu iddia fiziğin inanılması en güç kavramlarından ikisi olan kara delikler ile karanlık enerjiyi birbiriyle ilişkilendirebilir ve on yıllardır teorisyenlerin burunlarının ucunda olan karanlık enerjinin kaynağını ortaya çıkarabilir. Bununla beraber, önde gelen bazı teorisyenler bu fikre oldukça kuşkulu yaklaşıyor.
Albert Einstein’ın standart yerçekimi anlayışını açıklayan genel görelilik teorisi konusunda uzmanlaşmış Chicago Üniversitesi’nde teorik fizikçi olan Robert Wald “Önerdikleri şey bana mantıklı gelmiyor.” diyor. Diğer teorisyenler ise bu radikal iddiaya karşı daha anlayışlı -sonunda yanlış çıksa bile. “Şahsen ben bu konuda heyecanlıyım.” diyor. Teorik Fizik Çevre Enstitüsü’nden astrofizikçi Niayesh Afshordi.
İlk bakışta kara delikler ve karanlık enerjinin birbiriyle ilgisi yok gibi görünüyor. Genel göreliliğe göre kara delik, kendi varlığını kendi enerjisiyle sürdürecek kadar güçlü saf bir yerçekimi alanı. Bu tür tuhaf varlıkların, büyük kütleli yıldızların kendi yerçekimsel alanlarını geride bıraktıktan sonra sonsuz küçük bir noktaya çöktüğünde ortaya çıktığı düşünülüyor. Güneşin kütlesinin milyonlarca veya milyarlarca katı kadar kütleye sahip olan süper kütleli kara deliklerin, galaksilerin merkezinde gizlendiğine inanılıyor. Buna karşılık, karanlık enerji tam anlamıyla uzayı esneten ve evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli bir olgu. Teorisyenler, karanlık enerjinin uzayda, bir tür elektrik alanı gibi yeni bir alanı temsil edebileceğini veya uzayın kendisinin temel bir özelliği olabileceğini düşünüyor.
Peki bu ikisi birbiriyle nasıl bağlantılı olabilir? Kuantum mekaniği, boş uzay vakumunun, vakum enerjisi olarak bilinen bir enerji türü içermesi gerektiğini ileri sürüyor. Bu enerjinin tüm evrene yayıldığı ve yerçekimine karşı bir kuvvet uyguladığı, bu kuvvetin de karanlık enerjinin ilk adımını oluşturduğu düşünülüyor. 1966 yılında Sovyet fizikçi Erast Gliner, Einstein denklemlerinin, dış gözlemcilere kara delik gibi görünen ve tam olarak o şekilde davranan nesneler üretebileceğini gösterdi – aslında bu nesneler gerçekte vakum enerjisinin oluşturduğu dev kütlelerdi. Eğer bu tür nesneler var olsaydı, bu, karanlık enerjinin aslında tüm uzaya eşit bir şekilde yayılmak yerine belirli yerlerde hapsedildiği anlamına gelirdi: Yani kara deliklerin içinde. Karanlık enerji yalnızca bu belli noktalarda bulunsa bile, yine de uzayı genişletme etkisine sahip olabilir.
Bu düşüncenin bir sonucu da -süper kütleli kara deliklerin karanlık enerjinin kaynağı olduğu düşüncesi- söz konusu kara deliklerin uzayın sürekli genişlemesiyle bağlantılı olması ve evren genişledikçe kütlelerinin değişmesi gerektiğidir, diyor Hawaii Üniversitesi'nden astrofizikçi Duncan Farrah. “Evrenin hacmi iki katına çıkarsa karadeliğin kütlesi de artar” diye ekliyor.
Bu olasılığı test etmek için Farrah ve meslektaşları, merkezlerinde Güneş'in kütlesinin milyonlarca veya milyarlarca katı kadar kütleye sahip kara delikler barındıran eliptik galaksileri incelediler. Yıldızları arasında, merkezi kara deliğin beslenebileceği bir madde rezervuarı sağlayacak olan çok az miktarda gaz veya toz dolaşan galaksilere odaklandılar.
Bu tür kara deliklerin kozmik tarih boyunca çok fazla değişim göstermesi beklenen bir durum değildi. Yine de yaklaşık 9 milyar yıllık eliptik galaksilerin özelliklerini analiz eden ekip, evrenin ilk zamanlardaki kara deliklerin, onlara ev sahipliği yapan galaksilerin modern evrendekilere kıyasla çok daha küçük olduğunu gördü. Farrah ve meslektaşlarının Astrofizik Dergisi’nde rapor ettiğine göre bu sonuç, kara deliklerin kütlesel olarak 7 ile 10 kat arasında büyüdüğünü gösteriyor.
“Kara deliklerin büyüdüğü ancak galaksilerin büyümediği gerçeği anahtar nokta” diyor Farrah. Eğer kara delikler yakınlardaki gaz ve tozla beslenerek büyümüş olsaydı, bu gaz ve tozların, galaksinin kara delikten uzak kısımlarında da birçok yeni yıldız üretmiş olması gerekirdi. Ancak kara delikler karanlık enerjiden oluşmuş olsalardı, evrenin boyutundaki değişikliklere tepki verirlerdi, aynen araştırmacıların eliptik galaksilerin merkezlerinde gözlemlediği gibi, diye belirtiyor Farah ve ekibi Astrofizik Dergisi’nde yayınladıkları başka bir raporda.
Ancak Wald hala ikna olmuş değil. Saf karanlık enerjinin nasıl stabil olabileceğini sorguluyor. Ayrıca sayıların mantıklı olmadığını da söylüyor: Karanlık enerjinin, evrenin kütle enerjisinin %70'ini oluşturduğu biliniyor, buna karşın kara delikler evrenin %5'inden daha azını oluşturan sıradan maddenin sadece bir kısmı. “Bu tür maddelerin gözlenen karanlık enerji ile alakalı olabileceği nasıl düşünülebiliyor anlamıyorum.” diyor.
Diğer teorisyenler ise bekleyip görme yanlısı. “Bu şu anda ilginç bir olasılık.” diyor Sydney Üniversitesi’nden kozmolog Geraint Lewis, ancak “kara deliklerin muhtemel bir karanlık enerji kaynağı olması durumunda, çok daha fazla kanıtın olması gerekir.”
Afshordi de Lewis ile aynı fikirde. Eğer kara delikler ve karanlık enerji bu şekilde birbiriyle bağlantılıysa, evrende gözle görünür başka sonuçların muhtemel olabileceğini söylüyor. Ancak şu anda bunların ne olduğundan tam emin değil. “Galaksilerin zaman içinde nasıl değiştiğini tam olarak belirlemek zor bir iş ve ekibin dikkate almadığı kara delikleri büyüten başka mekanizmalar da olabilir.” diye ekliyor.
Yine de Afshordi, evren hakkındaki temel varsayımların yeniden düşünülmesi çabalarını destekliyor. “Yeni teorik fikirlerin çoğu şüphe nedeniyle reddediliyor.” diyor. “Ama tüm yeni fikirleri reddedersek, geriye hiçbir şey kalmayacak.”
Kaynak: Science
Editör: Bilge Dua KÖSEN