Evren 33 Milyar Yıl İçinde Sona Erebilir

Bu çalışma, geniş kozmolojik anketlerden elde edilen gözlemsel sonuçları belirli bir teorik çerçeveyle harmanlıyor. Araştırma grubu, aşırı hafif aksiyon benzeri bir alanın tanıdık kozmolojik sabit (ΛCDM'deki Λ) ile etkileşime girdiği bir modeli uyarladı. En uygun parametreleri, karanlık enerji durum denkleminin son ölçümleriyle birleştirildiğinde, bu modelde negatif bir etkin kozmolojik sabiti destekliyor. Negatif bir Λ, kütleçekimsel çekimin kozmolojik ölçeklerde galip gelmesini sağlayarak genişlemenin tersine dönmesine ve nihai bir "Büyük Çöküş"e (big crunch) yol açıyor. Yazarlar, bu modelde evren için yaklaşık 33 milyar yıllık bir referans ömür bildiriyorlar.

Yeni veriler neden önemli

Yirmi yıldır standart kozmolojik tablo basit ve sağlamdı: pozitif bir kozmolojik sabit, süresiz olarak devam eden hızlanmış bir genişleme üreterek genellikle "büyük donma" (big freeze) olarak adlandırılan soğuk ve boş bir geleceğe yol açar. Ancak son zamanlarda yayınlanan büyük veri setleri —özellikle baryon akustik salınımlarını, süpernova mesafelerini ve galaksilerin büyük ölçekli kümelenmesini haritalandıranlar— karanlık enerji durum denklemi w'nun, saf vakum enerjisi için beklenen sabit w = −1 değerinden farklı olabileceği olasılığını doğurdu. Birkaç bağımsız analiz, saf bir kozmolojik sabitle hafif ancak göz ardı edilemeyecek çelişkiler buldu ve bu çelişkiler, aksiyon önerisi gibi dinamik modellerin niteliksel olarak farklı bir geç dönem kaderi üretmesine olanak tanıyan şeydir.

Aksiyonlar nasıl bir rol oynuyor?

Sayılar ve zaman çizelgeleri, açıkça

• Evrenin bugünkü yaşı: ~13,8 milyar yıl.
• Aksiyon + negatif Λ senaryosunda modellenen toplam ömür: Büyük Patlama'dan itibaren ~33 milyar yıl.
• Genişleme yaklaşık 11 milyar yıl içinde bir maksimuma ulaşacak; ardından büzülme evresi başlayacak ve günümüzden yaklaşık 20 milyar yıl sonra bir çöküşle sonuçlanacak.

Önemli uyarılar

Sonuç dikkat çekici ancak kozmik kader hakkında kesinleşmiş bir karar olmaktan çok uzak. Birincisi, negatif bir kozmolojik sabit çıkarımı, ekstra bir serbestlik derecesi (aksiyon) içeren belirli bir model dahilinde ortaya çıkıyor. Farklı parametrelendirmeler veya modeller, Λ<0 gerektirmeden aynı verilere uyum sağlayabilir. İkincisi, karanlık enerji durum denkleminin mevcut ölçümleri, bazı veri seti kombinasyonlarında birkaç sigma seviyesinde dinamik davranış ipuçları gösteriyor ancak bu çelişkiler mütevazı ve modele bağımlı; vakum enerjisinin zamanla değiştiğine dair kesin kanıtlar olarak henüz evrensel olarak kabul görmüş değiller. Üçüncüsü, kozmolojik parametre tahminindeki dejenerelikler —farklı parametre kombinasyonlarının benzer gözlemlenebilir sonuçlar üretmesi— alternatif açıklamaların makul kalmaya devam ettiği anlamına gelir. Kısacası: ilginç ve makul, ancak geçici.

Diğer olası kozmik sonlar

Kozmologlar, aşağıdakiler de dahil olmak üzere niteliksel olarak farklı birkaç geç dönem senaryosunu değerlendirmeye devam ediyor:

Aksiyon + negatif Λ çöküşü bu menüdekilerden biridir —farklı ve dramatik ancak tek seçenek değil. Her senaryo, devam eden gözlemlerin ve teorinin test edeceği varsayımlara dayanıyor.

Bu neden önemli — ve sırada ne var

Evrenin kaderini belirlemek, kozmik bir genel kültür egzersizinden daha fazlasıdır: çağdaş fiziğin en derin bilinmeyeni olan karanlık enerjinin doğasını ve temel alanlarla ilişkisini araştırır. Her şeyin sonunu birkaç on milyar yıl sonrasına tarihlendirme önerisi, hızla gelişen veri setlerinin teorisyenlerin daha önce felsefi olan soruları kontrol edilebilen nicel hipotezlere dönüştürmesine nasıl olanak tanıdığının bir örneğidir.

Önümüzdeki birkaç yıl içinde bir dizi deney ve anket tabloyu netleştirecek: DESI'den gelecek ek veri yayınları, Tip Ia süpernova örneklerinin yeniden analizleri ve Euclid, SPHEREx ve Vera Rubin Gözlemevi'nden yapılacak gözlemlerin parametre belirsizliklerini azaltması ve dinamik karanlık enerjinin gerçekten gerekli olup olmadığını test etmesi bekleniyor. Eğer karanlık enerji geçmişinin tekrarlanan, modelden bağımsız yeniden inşaları saf bir kozmolojik sabitten uzaklaşmaya devam ederse, aksiyon tipi mekanizmalar daha yakından ilgilenilmeyi gerektirecektir; aksi takdirde standart ΛCDM tablosu önceliğini yeniden kazanacaktır.

Özetle

Bağlamdan koparıldığında, her şeyin belirli bir tarihte "yok olacağı" iddiası abartılı bir ifadedir. Yeni ve iyi belgelenmiş bir teorik analiz, son anket verileriyle eşleşen makul bir aksiyon-artı-kozmolojik sabit modeli dahilinde, evrenin tersine dönebileceğini ve kabaca 33 milyar yıl içinde büyük bir çöküşle sona erebileceğini gösteriyor. Ancak bu sonuç, kritik bir şekilde model seçimlerine ve aktif inceleme altında kalmaya devam eden verilere bağlıdır. Önümüzdeki on yıllık gözlemler, bu dramatik sonucun spekülatif bir olasılıktan sağlam bir tahmine dönüşüp dönüşmeyeceğini veya evrenin bekleyen farklı ve daha sessiz bir kaderi olup olmadığını bize söylemekte belirleyici olacaktır.

James Lawson, Dark Matter'da fizik, uzay ve gelişen teknolojileri takip eden bir bilim gazetecisidir. University College London'dan Bilim İletişimi alanında yüksek lisans ve Fizik alanında lisans derecesine sahiptir ve Birleşik Krallık'ta yaşamaktadır.