Kuantum köpüğü olgusu, evrenin erken dönemlerindeki genişlemeyi açıklamak için kullanılabilir. Büyük kozmik yapılar, bu köpüğün küçük titreşimleri tarafından yaratılan yerçekimi tohumlarının bir sonucu olarak oluşur. Bu model, enflasyon teorisinin ortaya koyduğu tüm sorunları ele almasa da alternatif bir bakış açısı sağlamaktadır.
Erken kozmos, enflasyon olarak bilinen muazzam bir genişleme döneminden geçmiştir. On yıllar boyunca kozmologlar bu genişlemenin kozmosta inflaton olarak bilinen yeni bir varlık tarafından yönlendirildiğine inanmışlardır. Ancak yeni bir çalışma, kozmosun herhangi bir yeni enerji kullanılmadan şişirilmesinin mümkün olduğunu ortaya koyuyor.
Bir fizikçi olan Alan Guth, 1970’lerde son derece erken evren hakkında radikal bir teori geliştirdi. Başlangıçta genç, yoğun, sıcak evrende yüksek enerji fiziği tarafından sergilenen bazı sıkıntılı özellikleri çözmeyi amaçlayan Guth, inflaton olarak adlandırılan yeni bir kuantum alanının kısa ama yoğun bir süre içinde evreni bir saniyeden daha kısa bir sürede büyüklük sırasına göre şişirerek muazzam derecede hızlandırılmış bir genişleme dönemini desteklediği bir model tasarladı.
Enflasyon, erken kozmos için zorlayıcı bir açıklama olarak varlığını sürdürmüştür çünkü aynı anda birden fazla sorunu çözmektedir. Yeni başlayanlar için, evrenin neden matematiksel olarak düz göründüğünü açıklar: o kadar büyüktür ki, genel eğriliği ne olursa olsun, evrenin herhangi bir parçası düz görünecektir. Aynı zamanda evrenin büyük mesafelerle ayrılmış bölgelerinin neden temelde aynı olduğunu da açıklar. Enflasyon onları birbirinden ayırmadan önce birbirlerini tanıyarak büyümüşlerdir.
En güncel yazılarımıza buradan göz atabilirsiniz;
- Heisenberg’in Belirsizlik İlkesini Plajda Keşfetmek
- Milikan’ın Planck Sabiti Ölçümü – Kuantumun Dönüm Noktaları
- Tamamen Polimer Elektrokromik Ekranlar
En önemlisi de enflasyon, insanların büyük ölçekli yapılarımızı nasıl geliştirdiğini açıklamaktadır. Şişme eylemi, uzay-zamanın kuantum köpüğünü daha büyük ölçeklere genişleterek, sonunda yıldızlara, galaksilere ve kozmik ağa dönüşecek olan yerçekimsel tohumları ekmiştir.
Ama gizemler devam ediyor. Enflatonun kimliği, ona neyin güç verdiği ve neden patladığı bilinmiyor. Ve enflasyonun gerçekleştiğine dair elimizde kesin bir kanıt yok. Bu sorunlar göz önüne alındığında, belki de bir inflaton kullanmadan kozmosun gözlemlenebilir özelliklerini kopyalamanın bir yolu vardır. Yakın tarihli bir yayında astrofizikçiler, enflasyonun gerçekleştiği ve evrenin büyük ölçekli yapısının herhangi bir yeni enerji olmadan ortaya çıktığı bir hipotezin ana hatlarını çiziyor.
Mevcut evrende gördüğümüz karanlık enerjiye benzer şekilde, model kozmolojik bir sabit nedeniyle genişleyen uzayın bir tanımıyla başlar. Kuantum köpüğü, bu arka plana karşı tipik işlevi olan mikroskop altı ölçeklerde uzay-zamanın titremesine neden oluyor. Kütleçekim dalgaları, bu dalgalanmaların bir sonucu olarak uzayda dışa doğru yayılan dalgalanmalardır. Modern yapıların tohumları yalnızca yerçekimi dalgaları tarafından oluşturulamaz çünkü yanlış türde bir uzay-zaman etkisine sahiptirler.
Kredi: Inspired / Adobe Stock
Ancak bilim insanları, bazı durumlarda kuantum köpüğü tarafından üretilen yerçekimi dalgalarının tam olarak doğru türde uzamsal deformasyonlar üretebileceğini keşfettiler. Özellikle geniş bir uzunluk ölçeği aralığında yaklaşık olarak aynı olan deformasyonlar aradılar. Bu tür bir örüntü kozmik mikrodalga arka planında bulduğumuz şeydir, evrenin sadece 380.000 yaşında olduğu zamandan kalan ışık örüntüsüdür, bu nedenle yapı tohumlarının buna sahip olması gerektiğini biliyoruz. Bu artçı ışımayı enflasyon modellerini araştırmak için kullanabiliriz çünkü hala bu erken yapıların parmak izini taşıyor.
Bu enflasyonsuz inflaton senaryosunda üretilen yapı türleri, geleneksel enflasyonda üretilenlerden biraz farklıdır. Araştırmacılar bu çalışmada bu değişikliklerin gücünü belirlememiş olsalar da, modelin gözlemsel sonuçlarını araştırmak çok önemli bir sonraki adımdır.
Modelde kusurlar var. Hala kozmolojik sabitin evrenin erken dönemlerinde evrenin hızla genişlemesine neden olacak kadar büyük olduğu varsayımını yapmaktadır. Ayrıca, kozmosun uzak bölgelerinin neden kabaca aynı olduğunu ya da düzlük sorununu açıklamıyor. Bununla birlikte, erken kozmostaki değişiklikleri yönlendirmek için bir inflatona bağlı olmayan bazı potansiyel olarak yararlı alternatif pencereler sağlayabileceğinden, ilginç bir araştırma yoludur. Çağdaş kozmolojide, genç evren hala büyük bir gizemdir. Doğru yönde ilerlediğimize inansak da hala öğrenecek çok şeyimiz var – kozmosun hızlı bir genişleme dönemi yaşadığı görülüyor.
Haberin kaynağı: space.com/the-universe/how-quantum-foam-may-have-inflated-the-early-universe
Derleyen: Erdem Gözay
