Fizikçiler evrenin büyük sorularında anlaşamıyor: Dev ankette çoğunluk çıkmadı

Ders kitaplarında evrenin hikâyesi kendinden emin bir dille anlatılır: Büyük Patlama, kozmik şişme, karanlık madde ve karanlık enerji. Peki bu hikâyeyi yazan fizikçiler gerçekte neye inanıyor? Perimeter Enstitüsü ve Waterloo Üniversitesi'nden Niayesh Afshordi ile Phil Harper'ın öncülük ettiği, Amerikan Fizik Derneği'nin (APS) yayın organı Physics Magazine için hazırlanan anket, bu soruya şimdiye kadarki en geniş katılımlı yanıtı verdi. Sonuç şaşırtıcı biçimde dağınık: Temel fiziğin "standart" kabul edilen yanıtlarının çoğu, katılımcıların yarısından fazlasının desteğini alamadı.

Çoğunluğun oluştuğu iki soru

Anketteki sorular kara delikler, karanlık madde, kozmik şişme ve kuantum kütleçekimi gibi alanlara yayılıyordu. Bunların yalnızca ikisinde yarıyı aşan bir görüş birliği çıktı. En net yanıt Büyük Patlama'ya dair oldu: Katılımcıların yüzde 68'i, Büyük Patlama'nın zamanın mutlak başlangıcı olmak zorunda olmadığını, evrenin çok sıcak ve yoğun bir hâlden nasıl evrildiğini tarif eden bir çerçeve olduğunu düşünüyor. Popüler anlatılarda "her şeyin başladığı an" olarak sunulan kavramın, uzmanların gözünde daha mütevazı bir anlamı var.

İkinci çoğunluk ise kıl payı oluştu. Katılımcıların yüzde 51'i, evrenin ilk anlarında son derece hızlı bir genişleme dönemi, yani kozmik şişme (enflasyon) yaşandığını kabul etti. 1980'lerin başında Alan Guth ve ardından Andrei Linde gibi fizikçilerin geliştirdiği bu fikir, evrenin neden bu kadar düz ve her yönde bu kadar benzer göründüğünü açıklamak için öne sürülmüştü. Yine de kuramın, fizikçilerin neredeyse yarısını ikna edememiş olması dikkat çekiyor.

Karanlık madde ve kuantum kütleçekiminde dağınık tablo

Galaksilerin dönüş hızlarından kütleçekimsel mercek etkilerine kadar pek çok gözlem, evrende görebildiğimizden çok daha fazla madde olduğunu gösteriyor. Ancak bu "karanlık maddenin" ne olduğu konusunda anket, belirgin bir eğilim ortaya koymadı. Katılımcıların yalnızca yüzde 17'si karanlık maddenin henüz keşfedilmemiş, düşük kütleli bir ya da birkaç parçacıktan oluştuğunu düşünüyor. Yüzde 12'si kütleçekim kuramının kendisinin değiştirilmesi gerektiğini savunuyor. En kalabalık grup, yüzde 21 ile, birden fazla önerinin bir bileşiminin doğru çıkacağını öngörüyor.

Kuantum kütleçekiminde de tablo farklı değil. Genel görelilik ile kuantum mekaniğini tek bir çerçevede birleştirme çabası yaklaşık bir asırdır sürüyor. Ankette sicim kuramı yüzde 19 ile en çok desteklenen aday olurken döngü kuantum kütleçekimi yüzde 12'de kaldı. Yüzde 18'lik bir kesim ise kütleçekiminin belki de hiç kuantumlanamayacağı ihtimalini tercih etti. Onlarca yıllık kuramsal emeğe rağmen hiçbir yaklaşım alanın büyük çoğunluğunu arkasına alabilmiş değil.

Standart model neden sarsılıyor?

Ankette ele alınan sorular boşlukta ortaya çıkmadı. Kozmolojinin standart modeli olarak bilinen Lambda-CDM (ΛCDM), evreni sabit bir karanlık enerji ve soğuk karanlık madde ile açıklıyor ve kozmik mikrodalga arka planından galaksilerin dağılımına kadar pek çok gözlemle uyumlu. Ancak son yıllarda modelin kenarlarında çatlaklar belirdi. Evrenin bugünkü genişleme hızını ölçen yöntemler birbiriyle uyuşmuyor; "Hubble gerilimi" adı verilen bu sorun yıllardır çözülemedi. Karanlık Enerji Spektroskopi Aracı (DESI) gibi büyük galaksi taramaları ise karanlık enerjinin zaman içinde değişiyor olabileceğine dair ipuçları verdi. Ankette standart yanıtların çoğunluk bulamaması, bu gerilimlerin fizikçilerin kafasında da karşılık bulduğunu gösteriyor.

Kriz değil, canlılık

Afshordi bu dağınıklığı bir kriz olarak görmüyor. Ona göre en çarpıcı bulgu, temel fiziğin standart yanıtlarının büyük bir çoğunluk tarafından desteklenmemesi ve bu durum, alanın sınırlarının gerçekten canlı olduğunun işareti. Bilimsel gerçeğin oylamayla belirlenmediğini hatırlatan Afshordi, yine de görüş birliğinin ya da yokluğunun, kanıtların nerede sağlam, nerede tartışmalı olduğunu gösterdiğini vurguluyor. Araştırmacı bu noktada Leonard Cohen'in "Anthem" şarkısındaki dizeye de gönderme yapıyor: Her şeyde bir çatlak vardır, ışık oradan girer.

Bu bakış açısıyla anket, yeni gözlemlere ve daha keskin kuramlara ihtiyaç duyulan alanların bir haritası gibi okunabilir. Önümüzdeki yıllarda Euclid uzay teleskobu, Vera C. Rubin Gözlemevi'nin geniş alan taraması ve yeni nesil kozmik mikrodalga arka plan deneyleri, ankette en çok bölünmenin görüldüğü sorulara veriyle yanıt arayacak.

Anketin ayrıntılı sonuçları Physics Magazine'de yayımlanan makalede yer alıyor; okurların yanıtları farklı açılardan inceleyebileceği etkileşimli bir gösterge paneli de erişime açıldı. Çalışma, evrenin temel yapısına dair soruların ne kadar açık olduğunu ve bilimin kesinlikten çok tartışmayla ilerlediğini sayılarla ortaya koyuyor.