X-Işını Teleskopu Her Şeyin Teorisi İçin Kanıt Arıyor
Çelişen bilimsel modelleri bir “Her Şeyin Teorisi” olarak birleştirmenin bir yolunu bulmak fiziğin Kutsal Kâsesidir. Şimdi bir NASA gözlemevi, bu teorilerin ilk deneysel testlerinden birini gerçekleştirdi ve evreni birbirine bağlayabilecek varsayımsal bir parçacığın kanıtı için gökyüzünü ovuşturdu.
Parçacık fiziğinin Standart Modeli, evreni nano ölçekte açıklamak için oldukça iyi bir iş çıkarır, ancak makro ölçeğe getirildiğinde bir şekilde parçalanır. Örneğin, en büyük deliklerden biri, yerçekimini kapsamamasıdır. Ölçeğin diğer ucunda, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin gezegenler, yıldızlar, galaksiler ve galaksi kümeleri gibi devasa nesnelerin fiziğini açıklamada dayanıklı olduğu kanıtlanmıştır. Ne yazık ki, kuantum ölçeğindeki tuhaflıkla karşı karşıya kaldığında da çökmeye başlar.
Bu iki farklı alemi tek bir çatı altında bir araya getirmek, onlarca yıldır bilimi atlattı. Aslında, Her Şeyin Teorisi arayışı, Einstein ve Stephen Hawking gibi son zamanların en önemli zihinlerinin çalışma hayatlarının çoğunu tüketmiştir. Önde gelen namzedlerden biri “sicim teorisi” olarak bilinir. Özetle, fikir sadece “nokta” olarak düşünebileceğimiz her parçacığın aslında tek boyutlu bir ipin ucu olduğu yönünde. Parçacığın kütle ve yükü gibi özellikleri, bu ipin nasıl titreştiğine göre belirlenir.
Sicim teorisinin birçok farklı versiyonu vardır, bazıları diğerlerinden daha muhtemeldir. Sorun şu ki, herhangi bir destekleyici kanıt bulmak zor, birçok bilim insanının arayışı anlamsız olarak reddetmesine neden oluyor. Sonuçta, bilimsel yöntem denenemez fikirleri sevmez. Ama henüz orada ipuçları olabilir. Sicim teorisi, çok küçük kütlelere sahip olacak ve garip bir şekilde manyetik alanlardan geçerken fotonlara dönüşebilecek olan aksyon adı verilen varsayımsal parçacıkların varlığını tahmin eder. Bunun tersi, diğer koşullar altında da geçerli olabilir.
Her Şeyin Teorisi Çalışması Nasıl Yapıldı?
Uluslararası bir ekip, NASA’nın Chandra X-Işını Gözlemevi’ni, Dünya’dan yaklaşık 240 milyon ışıkyılı olan Perseus kümesinde bu eksenlerin işaretlerini aramak için kullandı. Orada akslar varsa, fotonlara dönüştükçe X-ışını enerjisinde bozulmalar yaratmalıdırlar.
Çalışmanın ortak yazarı David Marsh, “Gökada kümeleri gibi devasa yapılarda eksenler gibi küçük parçacıklar aramak uzun bir çekim gibi görünse de, aslında bakmak için harika yerler” diyor. “Galaxy kümeleri dev mesafelerde manyetik alanlar içeriyor ve genellikle parlak X-ışını kaynakları da içeriyor. Bu özellikler birlikte, akson benzeri parçacıkların dönüşümünün tespit edilebilir olma şansını arttırır. ”
Ekip, Chandra tarafından Perseus kümesi üzerinde toplanan beş günden fazla veriyi inceledi. Özellikle, teleskop, malzeme kümenin merkezindeki süper kütleli kara deliğe düştükçe, farklı enerjilerde üretilen X-ışınlarının gücünü ölçüyordu. Eğer eksenler orada olsaydı, ışığı fotonlara dönüştükçe bozulduğunda, Chandra onları tespit edebilmeliydi.
Ne yazık ki olmadı. Bu, eksenlerin mevcut olmadığını düşündürse de, ekip ayrıca parçacıkların test ettiklerinden daha yüksek kütlelere sahip olabileceğini veya belki de beklendiği kadar kolay fotonlara dönüşmeyeceklerini söylüyor. “Araştırmamız bu parçacıkların varlığını göz ardı etmiyor, ancak durumlarına kesinlikle yardımcı olmuyor,” diyor çalışmanın ortak yazarı Helen Russell. “Bu kısıtlamalar sicim teorisinin öne sürdüğü özellikler dizisine giriyor ve sicim teorisyenlerinin teorilerini yabancılaştırmasına yardımcı olabilir.”
Bu, boş bir sonuç getiren tek aks avı deneyi değildir. Diğerleri, plazma odalarında elektromanyetik salınımlarını, nötronların spinleri üzerindeki etkilerini veya bulunmaması gereken yerlerde manyetik alanlar oluşturma yeteneklerini tespit etmeye çalıştılar. Bu bulgular birlikte aramayı daraltmaya yardımcı olabilir. Eğer keşfedilirlerse, aksanlar birçok farklı fizik problemini çözebilir. Sadece sicim teorisinin kanıtı değil, aynı zamanda karanlık maddeyi ve evrende antimaddeden çok daha fazla madde olduğunu açıklayabilirlerdi.