Haber Detayı
Büyük Patlama’dan öncesini gördük: Ortaya çıkan manzara bildiklerimizi sarsıyor
Evrenin başlangıcı sandığımız yer aslında bir perde miydi? Yeni sayısal kozmoloji çalışmaları, Büyük Patlama’nın öncesine dair ilk ciddi ipuçlarını sunuyor. Üstelik sonuçlar beklendiği gibi değil.
Evrenin tarihini başa sarabildiğimizi hayal edin.
Galaksiler ve bulutsular küçülür, her şey yoğun bir enerji noktasında toplanır ve sahne kararır: Büyük Patlama.
Uzun yıllar boyunca fizikçiler için bu noktanın öncesini sormak anlamsızdı.
Ancak son dönemde gelişen sayısal görelilik çalışmaları, bu “karanlık perdeyi” aralamaya başladı.Büyük Patlama’nın ötesine nasıl bakıyoruz?1927’de Belçikalı rahip ve fizikçi Georges Lemaître, galaksilerin bizden uzaklaşmasını evrenin genişlemesiyle açıkladı ve evrenin bir “ilksel atom”dan doğduğunu öne sürdü. 1964’te Arno Penzias ve Robert Wilson tarafından keşfedilen Kozmik Mikrodalga Arka Plan ışıması, evrenin sıcak ve yoğun bir başlangıcı olduğunu kesinleştirdi.Ancak fizik bizi yalnızca “sıcak Büyük Patlama” evresine kadar götürebiliyor.
Albert Einstein denklemleri, uzay-zamanın geometrisini tanımlasa da özellikle aşırı kütleçekim koşullarında tam çözülemiyor.
İşte burada sayısal görelilik devreye giriyor: Denklemler tam değil, yaklaşık çözümlerle süper bilgisayarlarda simüle ediliyor.Eugene Lim bu yöntemi erken evren problemlerine uygulayan öncü isimlerden.
Başlangıç koşulları bilgisayara yükleniyor, uzay-zamanın nasıl evrildiği hesaplanıyor ve farklı senaryolar karşılaştırılıyor.
Amaç, daha önce erişilemeyen fiziksel koşulları test etmek.Enflasyon Teorisi sorgulanıyor mu?1980’lerde Alan Guth ve Andrei Linde tarafından geliştirilen enflasyon teorisi, evrenin aşırı hızlı genişleyerek maddeyi düzgün dağıttığını öne sürüyor.
Bu mekanizmanın anahtarı varsayımsal “inflaton alanı”.
Alanın potansiyel enerjisi yükseliyor, enflasyonu başlatıyor ve hızla düşerek süreci sonlandırıyor.Sorun şu: Bu mekanizmanın nasıl başlayıp neden neredeyse anında durduğu net değil.
Ayrıca inflaton potansiyelinin şekli kritik önem taşıyor.
Kozmik Mikrodalga Arka Plan verileri hafif içbükey bir yapı işaret etse de ölçümler kesin değil.2020’de Lim ve Katy Clough liderliğindeki ekip, sayısal görelilikle farklı potansiyel biçimlerini test etti.
Sonuç şaşırtıcıydı: Genel olarak dışbükey alanlar enflasyonu daha kolay üretiyordu.
Bu bulgu, CMB ipuçlarıyla gerilim yaratıyor.
Ancak “alfa-çekici” modeller hem enflasyon üretebiliyor hem de gözlemlerle uyumlu görünüyor.
Ekip bu modellerin üreteceği kütleçekim dalgalarını da hesapladı.
Gelecekteki gözlemler, enflasyonun gerçek doğasını doğrulayabilir.Büyük Patlama yerine Büyük Sıçrama mı?Alternatif senaryo, evrenin bir patlamayla değil bir “sıçrama” ile doğduğunu savunuyor.
Buna göre önceki bir evren büzüldü, çok küçük bir boyuta ulaştı ve ardından yeniden genişledi.David Garfinkle ve ekibi, Paul Steinhardt’ın döngüsel evren modeli üzerinde çalışıyor.
Simülasyonlar, büzülme evresinin evreni enflasyon benzeri biçimde düzgünleştirebileceğini gösteriyor.William East ise önceki evrendeki kara deliklerin sıçrama sırasında nasıl davrandığını inceledi.
Bulgular, olay ufkunun küçülse de varlığını koruduğunu, yani tekilliğin gizli kaldığını ortaya koyuyor.Mart 2025’te Dark Energy Spectroscopic Instrument verileri, evrenin genişleme hızının yavaşladığını gösterdi.
Bu durum, gelecekte bir büzülme olasılığını tamamen dışlamıyor.Çarpışan evrenler ve kozmik izlerEnflasyonun bazı versiyonlarında uzay farklı bölgelerde farklı hızlarda genişleyebilir.
Böylece baloncuk evrenler oluşur ve birbirleriyle çarpışabilir. 2011’de Hiranya Peiris ve ekibi, bu çarpışmaların CMB’de dairesel izler bırakabileceğini modelledi ve gökyüzünde dört aday bölge tespit etti.
Ancak belirsizlikler yüksek.Kanada’daki teorik çalışmalar, baloncukların yüksek yoğunluk bölgelerinde büyümeye daha yatkın olduğunu gösteriyor.
Bu bilgi yeni simülasyonlara eklendiğinde çarpışma olasılıkları daha net hesaplanabilecek.
Peiris ayrıca ultra soğuk potasyum atomlarıyla yapılan laboratuvar deneylerinde “çarpışan evrenleri” taklit ediyor.Sayısal görelilik kodlarının yeni ve hızlı çiplere taşınmasıyla iki haftalık simülasyonlar artık bir günde tamamlanabiliyor.
Dahası, Lim’in çalışmaları bazı enflasyon potansiyellerinin sicim kuramıyla uyumlu olmadığını, ancak alfa-çekici modellerin belirli sicim senaryolarıyla bağdaştığını gösteriyor.Kesin olan şu: Büyük Patlama’nın perdesi aralandıkça, evrenin başlangıcı sandığımızdan çok daha karmaşık ve şaşırtıcı bir tablo sunuyor.
