Yön, insanların alışkın olduğu bir şeydir. Dost karasal çevremizde yaşarken, yukarı ve aşağı, sol ve sağ, ileri veya geri açısından bir şeyler görmeye alışkınız. Ve bizim için, referans çerçevemiz sabittir ve hareket etmediğimiz veya hareket halinde olmadıkça değişmez. Ancak kozmoloji söz konusu olduğunda, işler biraz daha karmaşık hale gelir.
Uzun bir süredir, kozmologlar evrenin homojen ve izotropik - yani temelde her yönden aynı olduğuna inanıyorlardı. Bu anlamda, uzay söz konusu olduğunda “yukarı” veya “aşağı” diye bir şey yoktur, sadece tamamen göreli olan referans noktaları vardır. Ve Londra Üniversitesi Koleji'nden araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir çalışma sayesinde, bu görüşün doğru olduğu gösterilmiştir.
“Evren Nasıl İzotropik?” Başlıklı çalışmaları için araştırma ekibi, Büyük Patlama'dan kalan termal radyasyon olan Kozmik Mikrodalga Arkaplanının (SPK) anket verilerini kullandı. Bu veriler ESA’nın Planck uzay aracı tarafından 2009-2013 yılları arasında elde edildi.
Ekip daha sonra uzayın “tercih edilen bir genişleme yönüne” sahip olup olmadığını gösteren herhangi bir polarizasyon paterni olup olmadığını belirlemek için bir süper bilgisayar kullanarak analiz etti. Bu testin amacı, en yaygın kabul gören kozmolojik modelin temelini oluşturan temel varsayımlardan birinin aslında doğru olup olmadığını görmekti.
Bu varsayımlardan ilki, Evrenin, Evrenin genişleme durumunda olduğu ve Kozmik Mikrodalga Arka Planının keşfine dayanan Big Bang tarafından yaratıldığıdır. İkinci varsayım, uzayın homojen ve istropik olduğu, yani maddenin büyük ölçeklere göre dağılımında önemli bir fark olmadığı anlamına gelir.
Kozmolojik İlke olarak da bilinen bu inanç kısmen Kopernik İlkesi'ne (Dünya'nın Evrende özel bir yeri olmadığını belirtmektedir) ve Einstein'ın Görelilik Teorisine dayanmaktadır - bu da herhangi bir sistemdeki atalet ölçümünün göreceli olduğunu göstermiştir. gözlemciye.
Madde, daha küçük ölçeklerde (yani yıldız sistemleri, galaksiler, galaksi kümeleri, vb.) Açıkça eşit olarak dağıtılmadığından, bu teorinin her zaman sınırlamaları olmuştur. Bununla birlikte, kozmologlar, küçük ölçekte dalgalanmanın, erken Evren'de meydana gelen kuantum dalgalanmalarından kaynaklandığını ve büyük ölçekli yapının homojenlik olduğunu söyleyerek bunu tartıştılar.
Bilim adamları, Evrendeki en eski ışıktaki dalgalanmaları arayarak, bunun gerçekten doğru olup olmadığını belirlemeye çalışıyorlar. Son otuz yılda, bu tür ölçümler Kozmik Arka Plan Gezgini (COBE) misyonu, Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Probu (WMAP) ve Planck uzay aracı gibi çoklu görevlerle gerçekleştirildi.
Çalışmaları uğruna, Daniela Saadeh ve Stephen Feeney liderliğindeki UCL araştırma ekibi olaylara biraz farklı baktı. Mikrodalga arka planındaki dengesizlikleri aramak yerine, uzayın tercih edilen bir genişleme yönüne sahip olabileceğine ve bunların SPK'ya nasıl baskı yapabileceğine dair işaretler aradılar.
UCL'de doktora öğrencisi ve gazetenin baş yazarı Daniela Saadeh, Space Magazine'e e-posta yoluyla şunları söyledi:
“Büyük Patlamadan kalma bir kalıntı radyasyon olan kozmik mikrodalga arkaplanının (CMB) sıcaklığını ve polarizasyonunu Planck misyonundan gelen verileri kullanarak analiz ettik. Gerçek SPK'yı anizotropik bir evrende nasıl görüneceğine ilişkin tahminlerimizle karşılaştırdık. Bu araştırmadan sonra, bu modeller için hiçbir kanıt olmadığı ve Evrenin büyük ölçeklerde izotropik olduğu varsayımının iyi olduğu sonucuna vardık. ”
Temel olarak, sonuçları, Evrenin anizotropik olma ihtimalinin 121.000'de sadece 1 olduğunu gösterdi. Başka bir deyişle, kanıtlar Evrenin her yöne eşit olarak genişlediğini, böylece büyük ölçekte herhangi bir gerçek yön duygusu olma şüphelerini ortadan kaldırdığını göstermektedir.
Ve bir bakıma, bu biraz hayal kırıklığı yaratıyor, çünkü homojen olmayan ve her yönden aynı olan bir Evren, Einstein'ın alan denklemlerine bir dizi çözüm getirecektir. Kendi başlarına, bu denklemler uzay zamanına herhangi bir simetri dayamazlar, ancak Standart Model (parçası oldukları) homojenliği bir tür olarak kabul eder.
Bu çözümler, İtalyan matematikçi Luigi Bianchi tarafından 19. yüzyılın sonlarında önerilen Bianchi modelleri olarak bilinir. Üç boyutlu uzay-zamana uygulanabilen bu cebirsel teoriler daha az kısıtlayıcı olarak elde edilir ve böylece anizotropik bir Evrene izin verir.
Öte yandan Saadeh, Feeney ve meslektaşları tarafından yapılan çalışma, mevcut kozmolojik modellerimizin dayandığı temel varsayımlardan birinin gerçekten doğru olduğunu göstermiştir. Bunu yaparken de uzun vadeli bir tartışmaya daha çok ihtiyaç duydukları hissini verdiler.
Saadeh, “Son on yılda SPK'da gizlenen büyük ölçekli anizotropi belirtileri olup olmadığı konusunda önemli tartışmalar oldu” dedi. “Evren anizotropik olsaydı, tarihi ve içeriği ile ilgili hesaplamalarımızın çoğunu gözden geçirmemiz gerekirdi. Planck'ın yüksek kaliteli verileri, standart kozmoloji modelinde bu sağlık kontrolünü yapmak için altın bir fırsatla geldi ve iyi haber, güvenli olması. ”
Bir dahaki sefere gece gökyüzüne bakarken, hatırlayın… bu sadece Dünya'da dururken sahip olduğunuz bir lüks. Dışarıda, bir bütün ‘nother ballgame! Bu yüzden, ne zaman ve nerede yapabileceğiniz “yön” dediğimiz bu şeyin tadını çıkarın.
Ve Planck misyonunun SPK verilerini gösteren UCL ekibi tarafından üretilen bu animasyonu kontrol ettiğinizden emin olun:
