Araştırmacılar, evrimsel tarihi inceleyen iki büyük araştırmanın verilerini birleştirerek, evrenin beklenenden daha “dağınık ve karmaşık” hale gelmiş olabileceğini keşfetti.
Kozmos tarihi boyunca, güçlü kuvvetler maddeyi etkileyerek evreni giderek karmaşıklaşan bir yapı ağına dönüştürdü. Pensilvanya Üniversitesi’nden Joshua Kim ve Mathew Madhavacheril liderliğinde yapılan ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan araştırmacıların da katkıda bulunduğu yeni bir çalışma, evrenin yaklaşık 13,8 milyar yıllık tarihinde, maddenin dağılımının beklenenden daha dağınık ve karmaşık hale geldiğini öne sürüyor. Çalışmaynın detaylarını ve sonuçlarını içeren makale Journal of Cosmology and Astroparticle Physics’de yayınlandı.
Araştırmanın liderlerinden Madhavacheril Pensilvanya Üniversitesi bültenine verdiği demeçte “Çalışmamızda, birbirinden oldukça farklı ama birbirini tamamlayan iki veri setini çapraz korelasyonla inceledik. Sonuçlar, yapı oluşumunun büyük ölçüde Einstein’ın yer çekimi teorisinin öngörüleriyle uyumlu olduğunu gösterdi. Ancak dört milyar yıl önceki yakın dönemlerde, beklenen yoğunlaşma miktarında küçük bir uyumsuzluk dikkat çekti ve bu daha fazla araştırılması gereken bir konu,” ifadelerini kullandı.
Araştırmada kullanılan veriler, Atacama Kozmoloji Teleskobu’nun (ACT) son veri seti (DR6) ile Karanlık Enerji Spektroskopik Aracı’nın (DESI) 1. yıl verilerinden elde edildi. Madhavacheril, bu iki veri setinin birleştirilmesiyle, eski ve yeni kozmik fotoğrafların üst üste bindirildiği, evrenin çok boyutlu bir görünümünü oluşturduklarını belirtti.
Araştırmaya katkı sunan fizikçilerden Joshua Kim “ACT, gökyüzünün yaklaşık %23’ünü kapsayarak, Büyük Patlama’dan beri yolculuk eden uzak ve soluk bir ışık yardımıyla evrenin bebeklik dönemini gözler önüne seriyor. Bu ışığa resmi olarak Kozmik Mikrodalga Arka Plan (CMB) deniyor, ama biz bazen buna ‘evrenin bebeklik fotoğrafı’ diyoruz; çünkü bu, evrenin 380 bin yaşındaki halinin bir anlık görüntüsü,” sözlerini kaydetti.
Bu antik ışığın yolculuğu düz bir çizgide olmamış. Joshua Kim’e göre, evrendeki büyük ve yoğun yapıların yerçekimi kuvvetleri, bu ışığı bir gözlük camından geçen görüntünün kırılması gibi bükmüş. Einstein tarafından 100 yılı aşkın bir süre önce öngörülen bu “yerçekimsel merceklenme etkisi,” kozmologların madde dağılımı ve evrenin yaşı gibi özellikler hakkında çıkarımlar yapmasına olanak tanıyor.
DESI’nin verileri ise evrenin daha yakın tarihine dair kayıtlar sunuyor. Arizona’daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’nde bulunan ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı tarafından işletilen DESI, milyonlarca galaksinin, özellikle parlak kırmızı galaksilerin (LRG) dağılımını inceleyerek evrenin üç boyutlu yapısını haritalıyor.
Kim Joshua DESI’dn elde edilen verilerin bu çalışmaya sunduğu katkı hakkında “DESI’den elde edilen LRG verileri, galaksilerin farklı mesafelerde nasıl dağıldığını gösteren daha güncel bir evren fotoğrafı gibi. Bu veriler, evrenin CMB haritasından günümüzdeki galaksi dağılımına kadar yapılarının nasıl evrildiğini görmemize olanak tanıyor,” ifadelerini kullandı.
ACT’nin lensleme haritalarını DESI’nin LRG’leriyle birleştiren ekip, eski ve yeni kozmik tarihin eşi benzeri görülmemiş bir örtüşmesini oluşturdu. Bu yöntemle erken ve geç dönem evren ölçümleri doğrudan karşılaştırıldı. Bu süreç, kozmik bir tomografi taraması gibi tanımlanabilir. Araştırmacılar evren tarihinin farklı dönemlerine bakarak, maddenin farklı dönemlerde nasıl yoğunlaştığını inceledi. Bu da madde üzerindeki yer çekimsel etkinin milyarlarca yıl boyunca nasıl değiştiğinin doğrudan görülmesini sağladı.
Bunu yaparken ekip, küçük bir uyumsuzluk fark etti. Daha yakın dönemlerde beklenen yoğunlaşma, tahminlerle tam olarak uyuşmadı. Sigma 8 (σ8) adı verilen ve madde yoğunluğu dalgalanmalarının genliğini ifade eden ölçütteki düşük değerler, beklenenden daha az yoğunlaşmaya işaret ediyor. Bu durum, kozmik yapıların erken evren modellerinin öngördüğü şekilde evrimleşmediği anlamına gelebilir. Ayrıca bu sonuçlar evrenin yapısal büyümesinin mevcut modellerin tam olarak açıklayamadığı şekillerde yavaşlamış olabileceğini düşündürüyor.
Joshua Kim, bu küçük sapmanın, henüz yeni bir fiziği kesin olarak işaret edecek kadar güçlü olmadığını—bunun tamamen bir tesadüf olma olasılığı da olduğunu söylüyor.
Eğer sapma tesadüf değilse, yapılarının oluşumunu ve evrimini etkileyen bilinmeyen bir fiziksel faktör rol oynuyor olabilir. Bir hipotez, evrenin hızlanarak genişlemesine neden olduğu düşünülen gizemli güç karanlık enerjinin, kozmik yapı oluşumunu önceki tahminlerden daha fazla etkiliyor olabileceği yönünde. İleriye dönük olarak, ekip, bu ölçümleri daha hassas bir şekilde geliştirecek olan Simons Gözlemevi gibi daha güçlü teleskoplarla çalışmaya devam edecek ve evrenin yapıları hakkında daha net bir görüş sağlayacak.
Kaynak: University of Pennsylvania
