Büyük Patlama sonrası evrenin üstel genişlemesini açıklayan kozmik şişme modeli, kuramsal inflation alanı olmadan da çalışabilir. Yeni model, spekülatif öğelere dayanmadan evrenin ilk anlarını yeniden yorumluyor.
Evrenin doğumuna dair en köklü sorulardan biri, Büyük Patlama’nın hemen ardından gerçekleştiği düşünülen kozmik şişme (cosmic inflation) sürecinin nasıl başladığı. Bugüne dek bu süreci açıklamak için evrenin ilk anlarında devreye giren, henüz gözlenmemiş ve kuramsal bir fikir olan enflasyon (inflation) varsayılıyordu.
Kozmik şişme; evrenin başlangıcında normal genişlemeden çok daha hızlı, neredeyse ışık hızından bile büyük bir hızla genişlediğini savunuyor ve bu genişleme, klasik genel görelilik yasalarıyla değil, kuantum alan teorisinin etkileriyle açıklanabiliyor.
Standart modele göre bu şişmeyi tetikleyen şey; enflasyon adı verilen varsayımsal bir kuantum alanın enerjisi. Enflasyon; evrenin enerjisini geçici olarak sabit tutar, hızlı genişlemeyi başlatır ve enerjisini boşaltarak evreni ısıtarak normal maddeyi oluşturur. Ancak enflasyon alanı henüz gözlemlenemedi.
Barselona Üniversitesi Kozmos Bilimleri Enstitüsü’nden (ICCUB) ICREA araştırmacısı Raúl Jiménez liderliğindeki ve Padua Üniversitesi işbirliğiyle yürütülen çalışma, kozmik şişmenin ardındaki mekanizmayı açıklamak için enflastyon gibi varsayımsal alanlara gerek kalmadığını öne sürüyor.
Araştırma ekibi, erken evreni açıklamak için bu tür keyfi parametrelere ihtiyaç duymayan bir model öneriyor. Bu yeni model, karanlık enerjiye dair güncel gözlemlerle de uyumlu olan ve iyi tanımlanmış bir kozmik durum olan De Sitter uzayıyla başlıyor.
De Sitter uzayı, evrende hiç madde olmasa bile, sadece uzayın kendi yapısı nedeniyle genişlemeye devam eden bir evren modeli. Bu model, genel görelilik kuramında kullanılır ve evrenin bugün gözlemlenen hızlanan genişlemesiyle uyumlu.
Yeni model, kuantum yerçekimi ile klasik genel görelilik kuramı arasında yeni bir köprü kurarak, evrenin erken dönemindeki genişlemeyi açıklamak üzere yeni bir çerçeve sunuyor.
Çalışma, uzay-zamandaki doğal kuantum dalgalanmalarının, yani kütleçekim dalgalarının galaksi, yıldız ve gezegenleri doğuran küçük yoğunluk farklarını başlatmak için yeterli olduğunu öne sürüyor. Bu dalgalanmalar doğrusal olmayan biçimde etkileşime giriyor, evriliyor ve zamanla karmaşıklaşarak gerçek verilerle test edilebilecek öngörüler sunuyor.
Araştırmacılar, evrenin erken anlarındaki madde ve enerji yoğunluğunun neden olduğu kuantum düzeydeki kütle çekimsel dalgalanmaların, kozmik şişme için gereken koşulları zaten sağladığını savunuyor.
Yeni model, fiziksel gerçekliği gözlemlenebilir verilere dayanmayan varsayımlara yaslanmadan kozmolojiyi açıklamayı hedefliyor. Özellikle teorik fiziğin sıklıkla başvurduğu ancak gözlemsel dayanağı zayıf olan süpersimetri, ekstra boyutlar ya da enlasyon benzeri kuramsal varlıklar bu modelin dışında bırakılıyor.
Jiménez “Yıllardır, evrenin ilk anlarını hiç gözlemlenmemiş öğelere dayanan modellerle anlamaya çalışıyoruz.” dedi. “Bu öneriyi heyecan verici kılan şey, sadeliği ve test edilebilir oluşu. Spekülatif unsurlar eklemiyoruz, yalnızca kütle çekimi ile kuantum mekaniğinin evrenin yapısını açıklamak için yeterli olabileceğini gösteriyoruz.”
Kütleçekim dalgaları ve kozmik yapı ölçümleri gibi gelecekteki gözlemlerle doğrulanabilecek ya da çürütülebilecek net öngörüler sunuyor.
Jiménez, çalışmanın temel hedefinin fiziksel olarak anlamlı ve deneysel olarak test edilebilir bir kozmoloji kurmak olduğunu vurguluyor. Geliştirilen yeni çerçeve, hem erken evrenin hem de günümüz evreninin büyük ölçekli yapılarının açıklanmasında tutarlı sonuçlar veriyor.
Kaynak: 2NNews
