Astrofizik dünyasında, Richard Lieu’nun son önerisi kadar yıkıcı bir teori, bildiğimizi sandığımız evrenin dokusunu dalgalandırabilir. Huntsville’deki Alabama Üniversitesi’nde seçkin bir fizik ve astronomi profesörü olan Lieu, yerçekiminin ayrılmaz bir şekilde kütleye bağlı olduğuna dair uzun süredir devam eden inancı altüst edebilecek bir kavram ortaya attı. Daha da çarpıcı olanı, teorisinin, bilim insanlarının yüzyılı aşkın bir süredir aradığı gizemli ve ele geçirilmesi zor bir madde olan “karanlık maddenin” varlığının temellerini sarsma potansiyeline sahip olmasıdır.
Karanlık Maddeyle İlgili Sorun
Gökbilimciler on yıllardır kozmik bir gizemle boğuşuyor. Galaksiler ve galaktik kümeler üzerinde yapılan gözlemler, görünür maddenin (yıldızlar, gezegenler ve gaz bulutları) bu kozmik yapıları bir arada tutmak için gerekli olan çekim kuvvetlerinin yalnızca bir kısmını oluşturduğunu ortaya koydu. İşin içinde başka bir şey varmış gibi görünüyordu ve bu “kayıp kütle” karanlık madde hipotezine yol açtı. Yine de, onlarca yıllık teorik desteğe ve dolaylı kanıtlara rağmen, hiç kimse karanlık maddeyi doğrudan tespit edemedi. Bu doğrudan kanıt eksikliğinden dolayı hayal kırıklığına uğrayan Lieu, alternatif bir açıklama aramaya başladı. Bulduğu şey devrim niteliğinde olabilir: “Yerçekiminin kütle olmadan var olabileceği fikri.”
Evrende Yeni Bir Güç: Topolojik Kusurlar
Lieu’nun teorisi, karanlık maddeye ihtiyaç duymadan galaksilerdeki yerçekimini açıklamanın anahtarı olabilecek uzaydaki kompakt yapılar olan “kabuk benzeri topolojik kusurlar” kavramını ortaya koyuyor. Evrenin erken dönemlerindeki faz geçişleri sırasında ortaya çıkmış olabilecek bu kusurlar, uzun kozmik sicimler ya da önemli kütleçekim kuvvetleri uygulayan ince kabuk benzeri oluşumlar olarak var olabilir. İşte burada Lieu’nun teorisi beklenmedik bir dönüş yapıyor. Ona göre, bu kabuklar, pozitif kütleli bir iç katman ve negatif kütleli bir dış katman içeriyor ve toplamda sıfır kütle oluşturuyor. Bu dengeye rağmen, kabuk üzerinde yatan bir yıldız ya da nesne, büyük astronomik nesnelerin uyguladığı çekim kuvvetine benzer şekilde, merkezine doğru güçlü bir çekim kuvveti yaşayacaktır.
Kütlesiz Yerçekimi Nasıl Çalışabilir?
Kulağa ve mantığa aykırı gelse de, kütlesiz yerçekimi fizik için tamamen yeni bir şey değildir. Kütlesiz fotonlar (ışık parçacıkları) bile yerçekiminden etkilenir. Bunun nedeni, kütleçekiminin uzay-zamanın kendisini ve kütleli nesnelerin yakınından geçerken ışığın yolunu bükmesidir; bu olgu, kütleçekimsel merceklenme olarak bilinir. Lieu, bu kabuk benzeri topolojik kusurların benzer yerçekimsel etkilere neden olabileceğini öne sürüyor. Geleneksel olarak karanlık madde tarafından çekimsel olarak bağlandığı düşünülen galaksiler ve kümeler, bunun yerine sıfır kütleli topolojik kusurların mevcut kabukları tarafından bir arada tutulabilir. Işık bu kabukların içinden ya da yakınından geçtiğinde bükülerek daha önce karanlık maddeye atfedilen merceklenme etkilerinin aynısını oluşturacaktır. Eğer doğruysa bu, kapsamlı araştırmalara rağmen bulunması zor bir madde olan karanlık maddenin varlığına dayanmaya gerek kalmadan birçok kozmik bulmacaya zarif bir çözüm sağlayacaktır.
Kozmolojide Keşfedilmemiş Bölge
Lieu’nun teorisi kışkırtıcı ve ilham verici olmakla birlikte aynı zamanda eksiktir. Lieu, özellikle bu topolojik kusurları oluşturabilecek “erken evrendeki” faz geçişlerinin tam doğası ile ilgili hala cevaplanmamış birçok soru olduğunu kabul ediyor. Bu yapıların, galaksilerde ve kümelerde gözlemlenen kütleçekimsel olayları karanlık maddeye başvurmadan gerçekten açıklayıp açıklayamayacağını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Dahası, bu teori karanlık maddenin varlığına dair en ikna edici dolaylı kanıtlardan biri olan “kütleçekimsel merceklenme” anlayışımıza da meydan okumaktadır. Bilim insanları on yıllardır ışığın büyük kütleli cisimlerin etrafında bükülmesini karanlık maddenin varlığını ortaya çıkarmanın bir yolu olarak kullandılar. Ancak Lieu haklıysa, bu etki hiç kütle olmadan açıklanabilir ve karanlık maddenin en güçlü kanıtlarından birini tamamen farklı bir şeye dönüştürür.
Kozmolojide Potansiyel Bir Devrim
Lieu’nun teorisi tek başına karanlık madde hipotezini yıkmak için henüz yeterli olmasa da, kozmolojide yeni olasılıklara kapı açıyor. Evreni kavrayışımızın henüz tam olmaktan uzak durduğunu ve galaksileri ve kümeleri yöneten güçlerin hayal ettiğimizden çok daha garip olabileceğini hatırlatıyor. Yerçekiminin kütleden bağımsız olarak var olabileceği fikri, evren hakkındaki düşüncelerimizi temelden değiştiriyor. Doğruluğu kanıtlanırsa, bu keşif, yerçekimi anlayışımızda devrim oluşturacak, karanlık madde ihtiyacını ortadan kaldıracak ve teorik fizik ve astronomide yeni sınırlar açacaktır. Bu arada Lieu’nun çalışması, onlarca yıldır evren anlayışımızı şekillendiren teoriler de dahil olmak üzere, yerleşik teorileri sorgulamanın önemine dair önemli bir hatırlatma işlevi görüyor. Bilim insanları, bu cesur fikirleri keşfetmeye devam ettikçe, yerçekiminin ve kozmosun gerçek doğası yakında daha keskin bir şekilde ortaya çıkabilir ve potansiyel olarak bildiğimiz doğa yasalarını yeniden yazabilir. Bu yolculuktaki sonraki adımlar bizi, yerçekimi ve kütlenin artık birbirine bağlı olmadığı bir kozmosa, görünmeyen madde yerine “görünmeyen topolojik kusurlarla” dolu bir evrene ve karanlığın ötesinde yeni bir keşif çağına götürebilir.