KÜÇÜK YILDIZLAR KÜTLEÇEKİMİNDEKİ SIÇRAMAYI YALANLIYOR

Evren genişliyor ve bugünkü genişleme hızı Hubble sabiti denen bir sayıyla ölçülüyor. Sorun şu ki iki ölçüm ailesi farklı yanıtlar veriyor. Yakın yıldızlara ve süpernovalara dayanan ölçümler — “mesafe merdiveni” — evrenin en eski ışığı olan kozmik mikrodalga arka plan ışınımından çıkarılan değerle, verilere bağlı olarak yaklaşık 5 sigma düzeyinde çelişiyor. Daha düşük değeri mikrodalga arka plan veriyor. Bu, kozmolojinin en acil sorunlarından biri olan Hubble gerilimidir.

Bazı açıklamalar suçu gizli hatalarda arıyor. Diğerleri yeni bir fizik gerektiğini söylüyor. En cesur önerilerden biri “G-step” modeli: Kütleçekiminin şiddetini belirleyen Newton’un kütleçekim sabiti G, yakın kozmik geçmişte aniden değişmiş olacaktı.

Ani bir değişim, 73 ila 130 milyon yıl önce

Fikir şu: kozmik cetvel olarak kullanılan süpernovalar, parlaklığı G’ye bağlı olan bir ışıkla parlar. G belli bir tarihten önce farklıysa, uzak süpernovalar (değişimden önceki hâlleriyle görülenler) ile yakın olanlar (değişimden sonrakiler) aynı cetvel olmaz ve genişleme hızı yanlış değerlendirilir. Burada iki sürüm sınanıyor:

• özgün model: 130 milyon yıl önceki bir sıçramadan önce kütleçekimi yüzde 11 daha güçlü;
• genişletilmiş model: 73 milyon yıl önceki bir sıçramadan önce yüzde 4 daha güçlü.

Uzun belleği olan yıldızlar

Hawaii Üniversitesi’nden Jeremy Sakstein ve Portsmouth Üniversitesi’nden Harry Desmond beklenmedik bir tanık buldu: Güneş kütlesinin yaklaşık üçte birinin altındaki en küçük yıldızlar olan kırmızı cüceler. Bu yıldızlar çekirdekten yüzeye kadar çalkalanır ve her türlü bozulmaya büyük bir ağırlıkla tepki verir. Boyutlarındaki bir değişimden sonra yeniden dengeye oturmaları için gereken süre yaklaşık 100 milyon yıl — varsayılan sıçramadan bu yana geçen süreye yakın.

Önce kâğıt kalemle, sonra bir yıldız evrimi koduyla hesaplanan sonuç şu: daha güçlü bir kütleçekimi altında yaşamış, sonra G’nin bugünkü değerine düştüğünü görmüş bir kırmızı cüce hızla şişer, ardından ancak yavaş yavaş küçülür. Bugün kütlesine göre hâlâ biraz fazla büyük olurdu.

Terazide sekiz yıldız

Bunu sınamak için iki fizikçi, tutulmalı çift yıldızlar içindeki sekiz kırmızı cüceyi kullandı — Dünya’dan bakıldığında birbirinin önünden geçen yıldız çiftleri; bu da herhangi bir yıldız için bilinen en kesin kütle ve yarıçap değerlerinden bazılarını verir. 0,1 ila 0,31 Güneş kütlesindeki yıldızları, gelgit etkilerini sınırlamaya yetecek kadar birbirinden uzak çiftler içinden seçtiler.

Bir sorun var: yıldız lekeleri de bir yıldızı şişirir. Yazarlar her yıldızın leke örtüsünün hiç olmamaktan tamamen kaplı olmaya kadar serbestçe değişmesine izin verdi; böylece mümkünse lekeler her türlü şişmeyi üstlenebilecekti.

Sıçramaya dair hiçbir iz yok

Her iki tarih için de en iyi uyum hiç değişmemiş kütleçekimi. Önerilen iki sıçrama dışlanıyor:

• yüzde 4, 73 milyon yıl önce: yaklaşık 3,1 sigma düzeyinde dışlanıyor;
• yüzde 11, 130 milyon yıl önce: yaklaşık 4,0 sigma düzeyinde dışlanıyor.

Yıldız lekeleri modeli kurtaramıyor: bu sıçramalar için sekiz yıldızın dördü zaten sıfır leke gerektiriyor ve bir yıldızın hiç lekesi olmamaktan daha az lekesi olamaz.

Ağır bir tanık

Yazarlar sonucun ne kadar kırılgan olduğunu sınadı. Yıldız modelleri yarıçapları sistematik olarak yüzde 1 fazla tahmin etseydi, dışlama zayıflardı ama yine de sürerdi. Ayrıca ağırlığın büyük kısmını tek bir yıldızın, J2343+29’un taşıdığına dikkat çekiyorlar: o olmadan dışlamalar 2,45 ve 1,90 sigmaya düşüyor — yine de kütleçekiminde herhangi bir değişim lehine bir eğilim yok.

Çalışma Hubble gerilimini çözmüyor. Alanı daraltıyor: kütleçekiminde yakın zamanda yaşanmış bir sıçramanın bu iki sürümü artık kendi Galaksimizin yıldızlarıyla çelişiyor.