Kütleçekim Dalgaları Evrenin Mimarı Olabilir
Tıpkı okyanus dalgalarının kıyılarımızı şekillendirdiği gibi, uzay-zaman dalgaları da bir zamanlar evreni, bugün gördüğümüz kozmosun oluşumuna yol açan bir evrimsel yola sokmuş olabilir.
Yeni bir teori, evrenin erken dönemindeki genişlemesini ve içindeki maddenin yeniden dağılımını, inflaton adı verilen varsayımsal parçacıklar yerine yerçekimi dalgalarının tetiklediğini öne sürüyor.
“On yıllardır, hiç gözlemlemediğimiz unsurları temel alan modeller kullanarak evrenin ilk anlarını anlamaya çalıştık,” diyor makalenin ilk yazarı, Barselona Üniversitesi’nden teorik astrofizikçi Raúl Jiménez.
“Bu öneriyi heyecan verici kılan şey, sadeliği ve doğrulanabilirliği. Spekülatif unsurlar eklemiyoruz, aksine kozmosun yapısının nasıl ortaya çıktığını açıklamak için yerçekimi ve kuantum mekaniğinin yeterli olabileceğini gösteriyoruz.”
Yaklaşık 13,8 milyar yıl önce Büyük Patlama’nın ardından evrenin en erken aşamalarının nasıl geliştiğini kesin olarak bilmiyoruz. Bilim insanlarının şu anda yapabileceği tek şey, gözlemlediğimiz evrenin fiziğine uyan teoriler geliştirmektir.
Bu teoriler oldukça iyidir, ancak bariz eksiklikleri de vardır. Örneğin, JWST’nin kozmologların beklediğinden daha erken bir dönemde evrende çok sayıda devasa galaksi keşfetmesi gibi.
Şu anda kabul edilen evrenin evrim zaman çizelgesi, Büyük Patlama’dan hemen sonra hızlı bir genişleme veya enflasyon dönemini içermektedir. Tek boyutlu, sonsuz yoğunluklu tek bir noktadan – Büyük Patlama’dan hemen önceki evrenin matematiksel tanımı olan tekillik – evren hızla genişledi ve soğuyarak maddeyi oluşturan sıcak plazma çorbasıyla şişti.
İflasyon, bilim insanlarının kozmolojik enflasyonu ve kozmosun şaşırtıcı düzgünlüğünü açıklamak için kullandıkları spekülatif bir parçacık veya kuantum alanıdır. Teorik olarak, bu parçacık evrenin hızlı genişlemesini sağlarken, plazma çorbasının yoğunluğunda değişikliklere izin verir ve bu değişiklikler sonunda kara delikler, galaksiler, yıldızlar ve evrenin her yerine dağılmış diğer tüm madde parçacıkları haline gelir.
Ancak, tüm çabalarımıza rağmen, fizikçiler inflatonun varlığını destekleyen başka bir kanıt bulamadılar. Jiménez ve meslektaşları, başka bir yol olup olmadığını, yani spekülatif unsurlara daha az dayanan farklı parametreler kullanarak evrenin erken evrimini açıklayabilir miyiz diye merak ettiler.
Genel görelilik ve evrenin genişlemesine ilişkin mevcut gözlemlerle tutarlı, gerçek evrenin çok basitleştirilmiş bir modeli olan de Sitter uzayı ile başladılar. Bu alanda, uzay-zamandaki kuantum dalgalanmaları, yani yerçekimi dalgaları, tensör pertürbasyonları adı verilen bir tür türbülans tarafından üretilebilir.
Gravitasyon dalgalarının bugün evreni doldurduğu düşünülmektedir. Bunlar, büyük çaplı bozulmaların uzay-zamanda oluşturduğu dalgalanmalardır. Şu anda tespit edebildiğimiz dalgalar, nötron yıldızları ve kara delikler gibi büyük ve yoğun nesnelerin çarpışmalarıyla oluşmaktadır, ancak fizikçiler, evrenin tamamının, bizim (henüz) tespit edemediğimiz kadar büyük gravitasyon dalgalarının sürekli bir uğultusuyla çınladığını düşünmektedir.
Araştırmacılar, uzay-zaman modellerinde tensör bozulmaları tarafından üretilen yerçekimi dalgalarının, kendi başlarına ilkel plazmada yoğunluk değişiklikleri yaratabileceğini ve aynı zamanda evrenin erken genişlemesini tetikleyebileceğini keşfettiler.
Sonunda, bu değişiklikler yerçekimi altında çökebilecek kadar yoğun kümeler yaratacak ve erken evrenin tohumlarını oluşturacak – ilk yıldızlar, galaksiler ve kara delikler.
Bu çok zarif bir çözüm ve tüm evrenin erken evriminde itici güç olarak varsayımlara olan bağımlılığı ortadan kaldırıyor, ancak elbette bunu doğrulamak için daha fazla çalışma yapılması gerekiyor.
Yine de, araştırmacılar “Önerdiğimiz mekanizma, model bağımlı bir senaryoya olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir: enflasyonu yönlendirmek için inflaton olarak skaler alan seçimi” diye yazıyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Kütleçekim Dalgaları Zamanın Başladığı Anı Ortaya Çıkarabilir