Bilim insanları, zayıf kütleçekimsel merceklenme verilerini kullanarak büyük ölçeklerde anizotropi olup olmadığını test edebilecek bir yöntem geliştirdi.
Evrenin her noktasında aynı fizik yasalarının geçerli olduğu varsayımı, modern kozmolojinin temel taşlarından biri. “Kozmolojik ilke” olarak adlandırılan bu kabul, evrenin ne özel bir merkezi ne de ayrıcalıklı bir yönü olduğunu öne sürüyor. Ancak son yıllarda yapılan bazı gözlemler, bu varsayımı sorgulatabilecek bulgular ortaya koyuyor.
Güney Afrika’daki Western Cape Üniversitesi’nden astrofizikçi James Adam ve ekibi, yeni bir çalışmada evrenin gerçekten izotropik olup olmadığını test etmek için kütleçekimsel merceklenme verilerini kullanmayı öneriyor.
Adam ve ekibinin Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) dergisinde yayınlanan araştırmasına göre, zayıf kütleçekimsel merceklenme adı verilen bir olgu, Evrenin geniş ölçekte gerçekten her yönde aynı olup olmadığını anlamamıza yardımcı olabilir. Zayıf merceklenme, uzaktaki galaksilerden gelen ışığın, aradaki madde tarafından hafifçe bükülmesiyle ortaya çıkan küçük şekil bozulmalarını ifade ediyor. Eğer evren gerçekten izotropik ise, bu bozulmalar rastgele dağılmalı ve belirli bir yönü tercih etmemeli.. Ancak yapılan hesaplamalar, eğer evrenin genişlemesi her yönde aynı değilse, bu etkiyi gözlemlenebilir bir şekilde değiştirebileceğini gösteriyor.
Son yıllarda kozmolojide bazı beklenmedik sonuçlar ortaya çıktı. Örneğin, evrenin genişleme hızını belirlemek için kullanılan farklı yöntemler arasında uyuşmazlık bulunuyor. Ayrıca, kozmik mikrodalga arka plan ışıması gibi gözlemler de evrenin büyük ölçeklerde tam anlamıyla izotropik olmayabileceğine dair ipuçları sunuyor. Ancak bu tür bulguların gerçekten evrenin doğasındaki temel bir farktan mı yoksa ölçüm hatalarından mı kaynaklandığını anlamak için daha fazla veriye ihtiyaç var.
Adam ve ekibi, bu soruyu yanıtlamak için Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) 2023’te fırlattığı Euclid teleskobunun verilerini kullanmayı planlıyor. Euclid, Evren’in büyük ölçekli yapısını ve karanlık madde dağılımını incelemek için özel olarak tasarlanmış bir gözlemevi. Şu ana kadar elde edilen en yüksek çözünürlüklü ve hassas kozmolojik görüntüleri sağlaması beklenen teleskop, zayıf merceklenme analizleri için de kritik öneme sahip.
Araştırmacılar, teorik hesaplamalarla zayıf merceklenme sinyalini iki bileşene ayırmanın mümkün olduğunu belirtiyor: E-modu ve B-modu. Standart kozmoloji modeline göre, büyük ölçeklerde yalnızca E-modu gözlemlenmeli, B-modu ise çok zayıf olmalı. Eğer B-modu belirgin bir şekilde tespit edilirse, bu durum evrenin izotropik olmadığına işaret edebilir. Ancak tek başına B-modu varlığı kesin bir kanıt sunmaz, çünkü gözlemsel hatalar veya ikincil etkiler de bu tür bir sinyal üretebilir. Gerçek bir anizotropi (yönlü farklılık) varsa, E-modu ve B-modu sinyalleri arasında belirli bir korelasyon bulunmalı. İşte bu korelasyonu tespit etmek, Adam ve ekibinin yeni metodolojisinin temel amacını oluşturuyor.
Araştırmacılar, bilgisayar simülasyonları kullanarak izotropik olmayan bir genişlemenin zayıf merceklenme sinyallerini nasıl değiştireceğini hesapladı ve Euclid’in verilerinin bu değişiklikleri tespit etmek için yeterince hassas olduğunu gösterdi. Şimdi sıradaki adım, bu yöntemi gerçek gözlemsel veriler üzerinde test etmek. Adam, “Çalışmanızı defalarca kontrol ettikten sonra, temel bir varsayımın gerçekten doğru olup olmadığını ciddi şekilde sorgulamanız gerekir. Belki de evrenin geç dönemlerinde bu ilke artık geçerli değildir ya da belki başından beri hiç geçerli olmamıştır,” ifadelerini kullandı
Eğer evrenin izotropik olmadığı doğrulanırsa, bu durum modern kozmolojinin temellerini ciddi şekilde sarsabilir. Standart modeli tamamen değiştirmek gerekmeyebilir, ancak modele yeni terimler eklenmesi veya bazı varsayımların gözden geçirilmesi gerekebilir. Adam, bu konuda temkinli bir yaklaşım sergileyerek “Bu, kozmolojide büyük bir devrim de olabilir, yalnızca küçük düzeltmeler yapmamız gereken bir durum da. Şu an için bunu kestirmek zor,” diyor.
Önümüzdeki yıllarda Euclid ve diğer yeni nesil gözlemevleri, evrenin büyük ölçekli yapısına dair çok daha fazla veri sağlayacak. Eğer bu veriler gerçekten anizotropileri doğrularsa, bilim insanları evrenin doğasına dair bildiklerimizi yeniden değerlendirmek zorunda kalacak. Ancak şimdilik, bilim dünyası büyük bir merakla Euclid’in gelecek gözlemlerini bekliyor.
Kaynak: Eurekalert
