Kozmik Dengeye Meydan Okuyan Uydu: Öklid
Güney Afrika’daki Western Cape Üniversitesi’nde astrofizikçi James Adam, “Kozmolojik ilke, tevazunun nihai bir ifadesi gibidir” diyor. Bu ilke sadece bizim Evren’in merkezinde olmadığımızı değil, Evren’in bir merkezinin de olmadığını ifade eder. Ayrıca Evren’in izotropik, yani her yönde aynı göründüğünü ve homojen, yani maddenin büyük ölçeklerde eşit olarak dağıldığını varsayar.
Bu fikirler, Evren’in kökenini, yapısını ve evrimini anlamak için en iyi çerçevemiz olan Standart Kozmoloji Modeli’nin temelini oluşturur. Bu model kapsamlı kanıtlarla desteklense de, halen devam eden bir çalışmadır.
Bununla birlikte, son gözlemler en büyük kozmik ölçeklerde ince düzensizlikler -anizotropiler- olabileceğini göstermektedir. Bunlar arasında Evren’in ne kadar hızlı genişlediğine dair tutarsızlıklar, kozmik mikrodalga arka planındaki olağandışı modeller ve açıklanamayan diğer veriler yer almaktadır. İlgi çekici olsa da, bu bulgular henüz kesin değil. Bilim insanlarının ölçüm hatalarını elemek için daha fazla bağımsız veriye ihtiyacı var. Eğer birden fazla yöntem aynı örüntüleri ortaya çıkarırsa, bu kozmosu anlama biçimimizde büyük bir değişimin işareti olabilir.
Euclid, milyarlarca galaksinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini yakalayarak Evren’in geometrisini haritalamak ve karanlık madde ile karanlık enerjinin gizemli doğasını araştırmak üzere tasarlanmış, 2023 yılında fırlatılacak bir Avrupa Uzay Ajansı uzay teleskobudur. Kredi: ESA
Öklid ile Evreni Test Etmek
James Adam ve meslektaşları tarafından Journal of Cosmology and Astroparticle Physics dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, Evren’in gerçekten izotropik, yani her yönde aynı olup olmadığını test etmek için yeni bir yöntem sunuyor. Bu yaklaşımda, 2023 yılında fırlatılacak olan Avrupa Uzay Ajansı (ESA) uzay teleskobu Euclid gibi son teknoloji araçlardan elde edilen veriler kullanılıyor. Euclid yakın zamanda kozmosun oldukça detaylı görüntülerini yakalamaya başladı ve benzeri görülmemiş bir güç, hassasiyet ve çözünürlük kombinasyonu sunuyor.
Adam, “Anizotropiyi kısıtlamak için zayıf kütleçekimsel mercekleme olarak adlandırılan farklı bir yöntemi araştırdık” diyor. Zayıf merceklenme, bizimle uzak bir galaksi arasındaki maddenin galaksinin ışığını hafifçe bükerek görünen şeklini değiştirmesi nedeniyle meydana gelir. Bu özel bozulma türü, Evren’de anizotropilerin var olup olmadığını ortaya çıkarabilir. Aslında, zayıf mercekleme verilerinin analizi, bilim insanlarının sinyali iki bileşene ayırmasına olanak tanır: İzotropik ve homojen bir Evrende madde dağılımı tarafından üretilen E-modu kayması ve tipik olarak çok zayıf olan ve izotropik bir Evrende büyük ölçeklerde görünmemesi gereken B-modu kayması.
Büyük ölçeklerde sadece B-modlarını gözlemlemek anizotropileri doğrulamak için yeterli olmayacaktır, çünkü bu sinyaller çok zayıftır ve ölçüm hatalarından veya ikincil etkilerden kaynaklanabilir. Eğer bir anizotropi gerçekse, hem E-modlarını hem de B-modlarını bağımsız olmayan bir şekilde etkileyecek ve iki sinyal arasında bir korelasyon oluşturacaktır. Sadece Euclid’in verileri E- ve B-modları arasında önemli bir korelasyon ortaya koyarsa, bu Evren’in anizotropik bir genişlemesine işaret eder.
Sonraki Adımlar ve Olası Çıkarımlar
Adam ve meslektaşları çalışmalarında anizotropik bir evren genişlemesinin etkilerini bir bilgisayarda simüle ettiler ve izotropiden sapmaların zayıf mercekleme sinyalini nasıl değiştireceğini açıklayan bir model geliştirdiler. Daha sonra anizotropik bir evrenin iki sinyal arasında bir korelasyon üreteceğini göstermek için E-B çapraz korelasyonunu hesapladılar ve modellerini gelecekteki Euclid verilerine uygulayarak bu gözlemlerin potansiyel anizotropileri tespit edecek kadar hassas olacağını gösterdiler.
Euclid şimdiden bu analizler için faydalı veriler sağlamaya başladı ve yakında yeni gözlemevleri de devreye girecek. Adam ve meslektaşları artık uygun metodolojiyi geliştirdiklerine göre, bunu gerçek verilere uygulamayı planlıyorlar. “Çalışmanızı dört kez kontrol ettikten sonra, bu temel varsayımın gerçekten doğru olup olmadığını, özellikle de Evren’in son dönemlerinde ciddi olarak düşünmeniz gerekir. Ya da belki de hiçbir zaman doğru değildi,” diye açıklıyor Adam.
Kozmik Kökenleri Yeniden Düşünmek
Bu anomaliler doğrulanırsa kozmolojide yeni bir sayfa açılacaktır. Ancak bu kolay olmayacaktır: anizotropileri öngören alternatif teorik modeller zaten vardır, ancak hiçbiri Standart Model kadar sağlam veya yaygın olarak kabul görmemiştir. Bununla birlikte, herhangi bir teorik revizyon, tespit edilebilecek anizotropinin kapsamına da bağlı olacaktır ki bu da belirsizliğini korumaktadır. “Ciddi bir revizyon olabilir,” diye bitiriyor Adam, “ya da sadece oraya buraya küçük bir terim eklenebilir. Kim bilir?”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Kozmik Mikrodalgalarla Zamanda Bir Yolculuk: Evrenin Başlangıcına Doğru