Evrenin bebeklik görüntüleri Büyük Patlama’dan sonraki hızlı genişlemenin kanıtını ortaya koyuyor.
Astronomlar zamanın neredeyse şafak söktüğü ana baktılar ve evrenin var olduğu bir saniyenin ilk anlarındaki enflasyon olarak adlandırılan üstel büyüme sırasındaki evrenin burkulma çabası uzun zamandır aranan gravitasyonel dalgalarına işaret etti.
Güney Kutbunda Antarktika’daki bir radyo teleskobu kullanarak bilim insanları uzaydaki dalgalanmaların ilkel gravitasyon dalgaların ilk kanıtını tespit ettiler. Bu dalgalara kütleçekim dalgaları da denebilir. Bu kütleçekim dalgaları evrenin ilk genişlemeye başladığında 13.8 milyar yıl önce üretilen enflasyondaki uzay dalgalarıdır.
Bu teleskop yıldızların henüz oluşmadığı ve maddenin hala bir plazma çorbası gibi uzay boyunca dağıldığında yani evrenin ilk 380 bin yıllık dönemi boyunca dalgalanmaya devam ederken ki dalgaların bir anlığına görüntüsünü yakaladı. Bu görüntü beyaz-sıcak plazmadan ışıyan kozmik mikrodalga arkaplan ışımasıdır ve milyarlarca yıllık kozmik genişleme mikrodalga enerjilerine soğumaktadır.
Enflasyon gerçekte, bir kuantum olayıdır; gravitasyonel dalgalar da. Kütleçekimi, doğanın diğer temel kuvvetlerinde olduğu gibi bir kuantum doğasına sahiptir. Buna ilaveten kütleçekimi herhangi bir laboratuvar deneyinde erişebileceğimizden çok daha fazla enerjik etkileşmelere bir pencere sağlamaktadır. Astronomlar enflasyonun kendisinin kütleçekim dalgalarının varlığına en doğrudan kanıt olacağı yönünde büyük bir öneme sahip olduğunu kanıtladılar. Bu kütleçekim dalgaları ise Albert Einstein’ın genel görelilik ilkesinin oldukça zor ama anahtar bir öngörüsüydü. Bu habere konu olan son çalışma, Albert Einstein’ın bu öngörüsünü de doğrulamıştır.
Büyük Patlama’dan saniyenin trilyonda birinin trilyonda birinin trilyonda onda biri sonrasında evren üstel olarak genişlemeye başladı tıpkı bir atomaltı parçacık boyutundan futbol topu büyüklüğüne gelen bir balon gibi genişledi. Genişleme, şişme yani enflasyonun belirgin bir imzaya sahip olduğunu düşünüyordu kozmologlar. Bu genişlemenin şiddetli dönemi kütleçekimi dalgalarını üretmesi gerekiyordu. Bu ilkel dalgalar Evren boyunca hala yayılıyor olmasına rağmen, onları şimdi doğrudan algılamak çok ama çok zayıf oldukları için zor olurdu. Yine de kozmik mikrodalga arkaplan ışımasında belirgin bir iz bırakabilirlerdi aşağıdaki grafikte B modu polarizasyonunda olduğu gibi girdap benzeri bir düzende kıvrılan polarize olmuş bir ışımanın kütleçekim dalgalarına işaret ettiği bu son çalışma ile ortaya kondu.
Kozmik kıvrılma.
Source: BICEP2 Collaboration
Bu son gelişmenin MIT’den astrofizikçi Max Tegmark’a göre “kuantum kütleçekimi için ilk deneysel kanıt” olabilir. Kütleçekiminin tıpkı diğer üç temel kuvvet gibi bir kuantum olgunun kalbinde yer aldığını düşünüyorlar. Kuantum kütleçekimi ise evrenin gizemini çözmede oldukça hassas bir yerde duruyor. Genel görelilik ile kuantum fiziği arasında bir uzlaşı yani bir birliktelik henüz sağlanamamış durumda. Fizikçiler genel görelilik ile kuantum fiziğinin bir teori açısından nasıl birleştirileceğini henüz tam olarak anlayamadılar. Kütleçekim dalgalarının Güney Kutbundaki bir teleskop ile bir anlık görüntüsünün elde edilmesi kuantum fiziğinin ve genel göreliliğin birlikte ele alınmasında güçlü bir umudun oluşmasına vesile oldu.
Ayrıntıları Nature dergisindeki haberde bulabilirsiniz.
Gökhan Atmaca, MSc. twitter.com/kuarkatmaca | facebook.com/anadoluca
Kaynak:
Ron Cowen, Telescope captures view of gravitational waves, Nature Mart2014.
Manşet fotoğrafı: Steffen Richter/Harvard University
