•Karanlıkların evrenin genişlemesini hızlandırdığına uzun yıllar boyunca değişmeden kaldığı düşünülüyordu. Ancak son yıllarda artan gözlemler bu görüşü sorgulatıyor. İstanbul Üniversitesi fizikçilerin önderliğinde yürütülen yeni bir teori, karanlık enerjinin zamanla değişebileceğine dair olası bir açıklama sunuyor.
Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) veri setleri, evrenin en büyük üç boyutlu haritasını çıkarıyor ve karanık enerji etkisinin zaman içinde evrilmiş olabileceğine işaret ediyor. Kesin bir keşif ilan etmek için yeterli olmasa da bu durum kozmolojinin temel sorularından birini yeniden gündeme getiriyor: Ya karanlık enerji sabit değilse?
İstanbul Üniversitesi Fizik Bölümü’nden profesör Özgür Akarsu önderliğinde uluslararası bir ekip, yerçekiminin alternatif bir teorisini inceledi. Ekip, önceki çalışmaların kenara bıraktığı teori bölgesinin farkında olarak çalıştı ve 2025 yılında Physical Review D dergisinde yayımlanan makalede bulgularını paylaştı.
Bulgular dikkat çekiciydi: Teori, evrenin ilk birkaç milyar yılında yoğunluğu negatif olan ancak daha sonra pozitifleşen etkili bir karanık enerji biçimi doğal olarak üretiyor.
Hubble tension (Hubbel gerilimi) gibi kozmolojik çatışmaları hafifletebilecek bu model, ITU’da Akarsu’nun araştırma grubunda doktora sonrası araştırmacı Dr. N. Merve Uzun ve doktora öğrencisi Bilal Bulduk tarafından yürütüldü. Doğuş Üniversitesi’nden profesör Nihan Katırcı ile Kyoto Üniversitesi Teorik Fizik Enstitüsü’nden profesör Antonio De Felice de çalışmaya katıldı.
Yerçekiminin eski haritasından unutulmuş bir yol
Ekip, yeni bir karanık enerji icat etmek yerine teleparallel f(T) yerçekimi olarak bilinen mevcut alternatif teorisini yeniden inceledi. Einstein’ın genel göreliliğinin yerçekimini uzay-zaman eğrilğiyle açıkladığı farklı bir yaklaşım olan teleparallel yerçekimi, torsiyonu temel alır. Araştırmacılar yıllardır bu teorinin genişletilmiş versiyonlarıyla evrenin hızlanan genişlemesini açıklayabilecek değiştirilmiş yerçekimi olup olmadığını araştırıyor.
Bu teorinin üselsel (exponential) versiyonunda geçmiş kozmolojik çalışmalar, genel göreliliğinden miras alınan karanık enerji yoğunluğunun her zaman pozitif olması beklentisiyle tek bir matematiksel yolu izledi. Akarsu ve arkadaşları bu varsayımı bilinçli olarak gevşetti ve kenara bırakılan dalı inceledi.
Farklar önemliydi: Bugünkü aynı miktar madde iki çok farklı evrimsel sonuca yol açabiliyor. Bir yol standart kozmolojik modelle yakından uyumlu olurken, unutulmuş dal karanık enerjinin farklı bir davranışını sunuyor — yoğunluğu geçmişte negatifti, yaklaşık 1.5 kırmızıya kayma (redshift) noktasında, yani yaklaşık 9.5 milyar yıl önce sıfırı geçti ve o zamandan beri pozitif.
Bu alışılmadık davranışın basitçe serbest bir parametre eklenerek oluşturulmadığı önemli. Hangi dalın ortaya çıkacağını belirleyen değer evrenin güncel madde yoğunluğuna bağlıdır. Bu nedenle model, altı parametreye sahip standart ΛCDM modeliyle aynı sayıda kozmolojik parametre içeriyor.
Evrensel ölçeklerdeki alışılmadık davranışına rağmen makale, bu dalın güneş sistemindeki yerçekiminin hassas testleriyle tutarlı olabildiğini gösteriyor çünkü yoğun ortamlarda Einstein’ın teorisinden sapmaları doğal olarak baskılanıyor.
Gözlemler daha ilginç hale geldiğinde
Bu teorik çalışmanın zamanlaması bundan iyicolemezdi. DESI milyonlarca galaksi ve kuasarın konumlarını ölçerek bilim insanlarına evrenin genişlemesini milyarlar yıl boyunca izleme imkanı veriyor. Mart 2025’te DESI işbirliği ilk üç yıllık veri sonuçlarını açıkladı. Bunlar kozmik mikrodalga arka planı, süpernovalar ve zayıf merceklenme gözlemleriyle birleştirildiğinde karanık enerjinin basit bir kozmolojik sabit olarak davranmak yerine zaman içinde değişmiş olabileceğine dair önceki ipuçlarını güçlendirdi.
Bu kanıtın gücü kullanılan veri setleriyle değişiyor ve henüz kesin bir keşif seviyesine ulaşmadı. Yine de potansiyel önemi, bilim insanlarını çeşitli açıklamalar araştırmaya yönlendiriyor. Beş yıllık planlı taramasını tamamlayan DESI şimdiye kadar 47 milyondan fazla galaksi ve kuasar gözlemesi yaptı. Tam veri seti karanık enerjinin görünür evriminin sürüp sürmediğine dair daha sıkı bir test sunacak.
Bu ilerleme, önceki zamanlarda gayristandardı sayılan teorilerin hassas gözlemlik verilerle sınanmasına olanak tanıyor. ITU önderliğindeki çalışma ilk kez Ekim 2024’te sunuldu — DESI’nin Mart 2025 sonuçlarından aylar önce — ancak model henüz tam DESI veri setiyle sınanmadı ve bu ekip için bir sonraki adım.
Unutulmuş bir olasılık ve evren için yeni bir soru
Bu çalışmanın önemi yalnızca alışılmadık bir matematiksel çözümü ortaya çıkarmaktan ibaret değil. Araştırmacılar, yerçekiminin tanınmış bir teorisinin büyük ölçüde unutulmuş bir yönünü araştırarak alternatif bir evren tarihi önerdi ve bu fikri gözlemlerle sınanabilecek bir hipoteze dönüştürdü.
Model yalnızca evrenin genişlemesini değil, aynı zamanda kozmike ölçeklerde yerçekiminde olası değişiklikleri de öngörüyor. Galaksilerin büyümesi, ışığın bükülmesi ve evrenin zaman içindeki genişlemesi üzerine veriler bu alternatif tarihin makul olup olmadığını belirlemeye yardımcı olabilir. Ana testler yapı büyumesi, kırmızıya kayma-uzayında bozulmalar ve zayıf yerçekimi merceklenmesini içeriyor.
Tam gözlemlik veriyle yapılacak bu sıkı test hala önünde duruyor ancak makaledeki ön analiz umut verici. Kozmolojik sabiti de içeren genişletilmiş formunda model, kozmik mikrodalga arka planıyla tutarlı kalarak yerel olarak ölçülen günümüz genişleme hızının daha yüksek değerlerini karşılayabiliyor ve bu onu Hubble gerilimini çözme konusunda umut verici bir aday yapıyor.
Aynı uzantı evrenin ivmelenmesinin çok yakın geçmişte yavaşlamasına hatta durmasına da olanak tanıyor; DESI veri setlerinin son analizleri tarafından ortaya çıkarılan bir olasılık bu.
Genel olarak araştırma, tanınmış teorilerin yeniden değerlendirilmesinin değerini vurguluyor. Karanık enerji yoğunluğunun pozitif kalması gibi yaygın varsayımları gevşetmek, tanıdık çerçeveler içinde yeni olanaklar ortaya çıkarabiliyor. Yazarlar, diğer değiştirilmiş yerçekimi modellerinin de bu yeniden değerlendirmeden yararlanabileceğini öne sürüyor.
Akarsu, sonucu tanınmış teorilerin bile keşfedilmemiş olanakları gizleyebileceğine dair bir hatırlatma olarak nitelendirdi: “Birkaç yıldır karanık enerjinin işaret değiştirdiği bir senaryo üzerinde çalışıyoruz ve bu DESI’nin veri gibi verilerle son derece iyi ayakta kaldı. Açık soru, böyle bir davranışı hangi fiziksel mekanizmanın üretebileceğiydi.”
“Bu yüzden bilinçli olarak yerçekiminin tanınmış bir teorisinin, karanık enerji yoğunluğunun pozitif kalması gerektiğine dair usual beklentiyi ihlal ettiği için kenara bırakılan bir dalını inceledik. İşaret değişimi doğal olarak teoriden doğdu.”
Sonuçları şöyle özetledi: “Evren için mevcut bir teori içinde alternatif bir yol belirledik. Bir sonraki adım, onu tam gözlemlik verilerle sıkı sıkıya sınamak. Ön tablo umut verici ve özellikle Hubble gerilimi hakkında ne söyleyebileceği konusunda ilgileniyoruz.”
Özgür Akarsu et al., “Unexplored regions in teleparallel f(T) gravity: Sign-changing dark energy density”, Physical Review D (2025). DOI: 10.1103/1xd4-k91h. arXiv’de: DOI: 10.48550/arxiv.2410.23068
1 yorum
Fikrinizi bir kaynak, soru veya yapıcı karşı görüşle geliştirin.