Enerji yok olabilir mi?

Burada bahsi geçen şey sanırım, kozmik mikrodalga arkaplan (CMB) sıcaklığının azalması. Yaklaşık 2.7 Kelvin düzeyinde, mikrodalga bölgeye düşen bu ışıma, büyük patlamadan yaklaşık 380 bin yıl sonra son saçılma yüzeyi dediğimiz hayali bölgeden açığa çıkan fotonlar. O noktada eğer bunu ölçecek olsaydık yaklaşık 1000 kat daha sıcak ölçecektik, fakat şu anda 2.7 Kelvin, ne oldu da soğudu? Bu klasik bir kozmoloji problemidir aynı zamanda, her fırsatta da birçok kozmoloji profesörüne sorarım. Herkesten değişik cevaplar alabileceğiniz bir soru.

Burada anlaşılması gereken konsept, evren genişlerken bu sırada yol alan fotonun dalga boyunun artacağı (frekansının azalacağı) dolayısıyla da enerjisinin giderek azalacağıdır. Peki bu enerji nereye gidiyor? Neye dönüşüyor? Aslında bu soruyu sorduğumuz anda bir hata yapmış oluyoruz, o da böyle bir koşulda enerjinin korunacağını varsaymak. Enerjinin korunumu, her koşulda geçerli değildir. Noether theoremi, simetrileri kullanarak bize korunum yasalarını verir. Time-translational symmetry (zaman ötelemeli simetri) durumunda da enerjinin korunumu ortaya çıkar. En kaba tabiriyle bu şunu söyler: Eğer bir topu gündüz yere bıraktığınızda olanlar ile gece bıraktığınızda olanlar (fizik yasaları) aynı çalışıyorsa, böyle bir simetri vardır. Bunun çoğu şey için geçerli olduğunu anlamak zor değil.

Fakat evrenin genişlemesi böyle bir durum değil ve time translational symmetry yok. Dolayısıyla enerji korunmak zorunda değil ve bu nedenle genişleyen bir evrende CMB'den gelen ışınım sürekli olarak enerjisini kaybediyor. Bu noktada dikkat çekmek gerek ki kuantum mekaniğinde karşımıza çıkan belirsizlik ilkesindeki enerji ve zamandan gelen belirsizlik tesadüfi bir karşılaşma değil. Genellikle konum ve momentum olarak bilinse de aynı denklemin enerji ve zaman karşılığı da bulunuyor. Meraklılarına bunun neden böyle olduğunu araştırmalarını önerebilirim.