"Bükülen ışığa" dair "imkansız" keşif fizik yasalarını baştan yazabilir

Karanlık enerji, evrenin zamanla yavaşlamak yerine hızlanmasına neden olan tuhaf kuvvete verilen isim. Karanlık maddeyse ışığı soğurmadığı, yansıtmadığı veya yaymadığı için tespit edilemeyen ve evrendeki maddenin yüzde 85'i ile evrenin kütlesinin de dörtte birini oluşturan parçacıklara deniyor.

Tokyo Üniversitesi The Institute of Particle and Nuclear Studies (Parçacık ve Nükleer Çalışmalar Enstitüsü - IPNS) ve Max Planck Institute for Astrophysics'in (Max Planck Astrofizik Enstitüsü - MPA) yeni bulguları, Büyük Patlama'nın ardından evrende ortaya çıkan arka plan mikrodalga radyasyonunu ve bunların simetrisini inceliyor.

Uzaysal tüm koordinatlar karmakarışık olsa da mevcut fizik yasalarının her sistemde başka bir sistemdekiyle aynı şekilde işlediği düşünülüyor. Bu simetriye "parite" deniyor.

Fakat, eğer bu simetriyi ihlal etmek mümkün olursa, evrendeki gizemli karanlık madde ve karanlık enerji hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkarılabilir.

Bu arka plan radyasyonunda, muhtemel bir ihlal keşfedildi. Büyük Patlama'dan gelen ışık, ilk patlamadan 400 bin yıl sonra elektronlarca dağıtılınca "polarize" hale geldi.

Bu, polarize olmamış halde Güneş'ten gelen ışığın, atmosferdeki su damlacıkları tarafından dağıtılarak gökkuşağı oluşturmasındaki polarizasyon durumuna benziyor.

Işık evrende yol aldıkça karanlık madde ve karanlık enerjiyle etkileşime girdi. Bu da polarizasyon düzleminin dönmesine neden olmuş olabilir.

IPNS'de doktora sonrası araştırmacı olan Yuto Minami, "Eğer karanlık madde veya karanlık enerji, parite simetrisini bozacak şekilde kozmik mikrodalga arka plan ışığıyla etkileşime girerse, bunun izini polarizasyon verilerinde bulabiliriz" dedi.

Bilim insanları, polarizasyona duyarlı dedektörlerin gökyüzüne göre nasıl yönlendirildiği bilgisinden de yararlanarak Planck uydusundaki bu dedektörleri kullanarak bu dönüşün açısını ölçtü.

Bu eskiden beri zorlayıcı bir görevdi. Bizzat detektörlerin dönme üzerinde yol açtığı belirsizlikler, kozmik polarizasyon açısının eski ölçümlerini geçersiz kılmıştı.

Bilim insanları, Samanyolu Galaksisi'ndeki tozdan gelen ışığın kat ettiği mesafenin kadim ışıktan daha kısa olduğunu yani ışığın karanlık madde ya da karanlık enerjiden etkilenmediğini keşfetti.

Minami, "Samanyolu'muzdaki tozun yaydığı polarize ışığı kullanarak yapay dönüşü belirleyecek yeni bir yöntem geliştirdik" dedi.

“Bu yöntemle, önceki çalışmanın iki katı doğruluğa ulaştık ve sonunda dönüş açısını ölçebildik.”

Ne yazık ki, parite simetrisinin ihlali yalnızca yüzde 99,2 güven seviyesinde tespit edildi. Yeni bir keşfin geçerli olabilmesi içinse güven seviyesinin yüzde 99,99995'da olması gerekiyor.

MPA yöneticisi ve IPMU baş araştırmacısı Eiichiro Komatsu, "Yeni fizik konusunda henüz kesin bir kanıt bulamadığımız doğru. Sinyali doğrulamak için daha yüksek anlamlılık seviyesine ihtiyaç var. Ama heyecanlıyız çünkü yeni yöntemimiz nihayet yeni fiziğe işaret edebilecek bu 'imkansız' ölçümü yapmamızı sağladı" dedi.

Araştırma, 23 Kasım'da Physical Review Letters'da yayımlandı.

Bilim insanları, karanlık enerjinin daha önce düşünüldüğü gibi bir uzay sabiti değil de kozmik bir "öz" (kendi başına bir madde) olabileceğini öne sürüyor.

1998'de söz konusu öz üstüne araştırma yapan teorik fizikçi Marc Kamionkowsk, Nature'a yaptığı açıklamada, "Fazla heyecanlanmadan önce muhtemelen tüm bunları çok dikkatli bir şekilde kontrol etmek isteyeceğimizi düşünüyorum" demişti.

Bunun doğru olduğu ortaya çıkarsa, insanların herhangi bir özün varlığı konusunda öngörüde bulunamayan fizik yasalarına ilişkin anlayışı tamamen değişebilir. Planck Enstitüsü'nün verilerine dayanarak hesaplanan evrenin kayıtlardaki yaşını da değiştirebilir. Fakat bunu destekleyen araştırma henüz kabul görecek kadar güçlü değil.