Big Bang kozmolojik modeline göre, Evrenimiz 13.8 milyar yıl önce evrendeki tüm madde ve enerjinin genişlemeye başladığı zaman başladı. Bu “kozmik enflasyon” döneminin, Evrenin büyük ölçekli yapısını açıklayan ve uzay ve Kozmik Mikrodalga Arkaplanının (SPK) neden her yöne büyük ölçüde eşit göründüğüne inanılmaktadır.
Bununla birlikte, bugüne kadar, kozmik enflasyon senaryosunu kesinlikle kanıtlayabilecek veya alternatif teorileri dışlayabilecek hiçbir kanıt bulunmamıştır. Ancak Harvard Üniversitesi'nden bir astronom ekibi ve Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) tarafından yapılan yeni bir çalışma sayesinde, bilim adamları Big Bang kozmolojik modelinin önemli parçalarından birini test etmek için yeni bir araca sahip olabilirler.
“Primordial Power Spectrum'da Enflasyona Alternatiflerin Benzersiz Parmak İzleri” başlıklı makaleleri, kısa süre önce çevrimiçi olarak yayınlandı ve Fiziksel İnceleme Mektupları. Çalışma sırasıyla Harvard Üniversitesi'nde kıdemli öğretim görevlisi Xingang Chen ve Harvard Üniversitesi'nde Frank D. Baird Astronomi Kürsüsü Abraham Loeb ve Harvard Üniversitesi Fizik Bölümü'nde doktora sonrası araştırmacı olan Zhong-Zhi Xianyu tarafından gerçekleştirildi.
Özetlemek gerekirse, fiziksel kozmolojide kozmik enflasyon teorisi,-36 Büyük Patlama'dan saniye sonra, tüm madde ve enerjinin yoğunlaştığı tekillik genişlemeye başladı. Bu “Enflasyon Dönemi” nin 10'a kadar sürdüğüne inanılıyor-33 10'a kadar-32 Büyük Patlamadan saniye sonra; Bundan sonra, Evren daha yavaş genişlemeye başladı. Bu teoriye göre, Evrenin ilk genişlemesi ışık hızından daha hızlıydı.
Böyle bir çağın var olduğu teorisi kozmologlar için yararlıdır, çünkü Evren'in neden birbirinden çok uzak bölgelerde neredeyse aynı koşullara sahip olduğunu açıklamaya yardımcı olur. Temel olarak, kozmos, şu anda gözlemleyebileceğimizden daha büyük olması için şişirilmiş küçük bir hacimden kaynaklanıyorsa, Evrenin büyük ölçekli yapısının neden neredeyse tekdüze ve homojen olduğunu açıklar.
Bununla birlikte, bu hiçbir şekilde Evrenin nasıl meydana geldiğine dair tek açıklama değildir ve bunlardan herhangi birini tahrif etme yeteneği tarihsel olarak eksiktir. Profesör Abraham Loeb'in Space Magazine'e e-posta yoluyla söylediği gibi:
“Evrenimizdeki yapıların gözlemlenen birçok özelliği enflasyon senaryosuyla tutarlı olsa da, enflasyonu tahrif etmek zor olan pek çok enflasyon modeli var. Enflasyon ayrıca, gerçekleşebilecek her şeyin sonsuz sayıda olacağı çoklu evren kavramına yol açtı ve böyle bir teorinin geleneksel fiziğin ticari markası olan deneylerle tahrif edilmesi imkansızdır. Şimdiye kadar, enflasyonun yer almadığı, evrenin önce Big Bang'de başlamak yerine önce daralan ve sonra sektiği rekabetçi senaryolar var. Bu senaryolar, mevcut enflasyon gözlemlenebilirleriyle eşleşebilir. ”
Çalışmaları uğruna Loeb ve meslektaşları enflasyonu alternatif senaryolardan ayırmak için modelden bağımsız bir yöntem geliştirdiler. Esasen, ilkel evrendeki devasa alanların, erken Evrenin ölçeğini zamanın bir fonksiyonu olarak doğrudan kaydeden kuantum dalgalanmaları ve yoğunluk bozulmaları yaşayacağını, yani bir çeşit “Evrenin standart saati” olarak hareket edeceklerini öne sürüyorlar.
Bu alanlardan geleceğini tahmin ettikleri sinyalleri ölçerek, kozmologların erken Evren'in daralması veya genişleme aşamasında yoğunluktaki herhangi bir varlığın tohumlanıp tohumlanmadığını söyleyebileceklerini varsayıyorlar. Bu, etkili bir şekilde kozmik enflasyona alternatifleri dışlamalarına izin verecektir (Big Bounce senaryosu gibi). Loeb'ın açıkladığı gibi:
“Çoğu senaryoda, erken evrende büyük bir alana sahip olmak doğaldır. Belirli bir mekansal ölçekte masif alandaki pertürbasyonlar, bir topun potansiyel bir kuyuda yukarı ve aşağı gitmesi gibi zamanla salınır, burada kütle salınımların frekansını belirler. Ancak, düzensizliklerin evrimi, aynı zamanda, dikkate alınan mekansal ölçeğe ve arka plan ölçek faktörüne (jenerik enflasyon modelleri sırasında katlanarak artan ancak sözleşme modellerinde azalan) bağlıdır. ”
Bu sapmalar, Loeb, Uzay Dergisi'nde gökbilimciler tarafından gözlemlenen herhangi bir yoğunluk varyasyonunun kaynağı olacağını söyledi. Bu varyasyonların nasıl şekillendirildiği, arka plan evrenini, özellikle de gökbilimcilerin birbirinden ayırabileceği genişleme ya da daralma olup olmadığını gözlemleyerek belirlenebilir.
"Metaforumda, evrenin ölçek faktörü, saatin üzerinde onay işareti bıraktıkça bir kasetin çekilme oranını etkiliyor," diye ekledi Loeb. “Evrendeki tekdüze olmayanların seviyesinin mekansal ölçekle nasıl değiştiğine baskı yaptığımızı tahmin ettiğimiz yeni sinyal.”
Kısacası, Loeb ve meslektaşları mevcut araçlar kullanılarak ölçülebilecek potansiyel bir sinyal belirlediler. Bunlar arasında, ESA'lar gibi Kozmik Mikrodalga Arkaplanını (SPK) inceleyenler yer almaktadır. Planck uzay gözlemevi - ve galaksi araştırmaları yürüten - Sloan Digital Sky Survey, VLT Survey Telescope, Dragonfly teleskop, vb.
Önceki çalışmalarda, ilkel Evrendeki yoğunluk değişimlerinin, Gaussian olmayanların fiziksel bir miktarın ölçümü için düzeltmeler olan Gaussian olmayanların kanıtını (bu durumda, SPK) tespit ederek tespit edilebileceği öne sürülmüştür. Ancak Loeb'ın söylediği gibi, bunlar henüz tespit edilmedi:
“Yeni salınım sinyali primordial yoğunluk pertürbasyonlarının güç spektrumundadır (kozmik mikrodalga arkaplanından [CMB] veya galaksi araştırmalarından rutin olarak ölçülür), ancak literatürdeki önceki öneriler Gaussianitelerle ilgili etkileri çok daha fazla içeriyordu. ölçmek zor (ve henüz tespit edilmedi). Makalemizde sunulan sonuçlar, SPK anizotropilerinin ve galaksi araştırmalarının yeni gözlemleriyle genişletilmiş veri setleri toplandığından çok zamanında. ”
Evrenimizin nasıl başladığını anlamak belki de bilim ve kozmolojideki en temel sorulardır. Bu yöntemi uygulayarak, Evrenin nasıl başladığına dair alternatif açıklamalar göz ardı edilebilirse, bize zaman, mekan ve yaşamın kökenlerini belirlemeye bir adım daha yaklaşacaktır. “Nereden geliyoruz?” Soruları ve “her şey nasıl başladı?” sonunda kesin bir cevabı olabilir!
