Büyük Patlama Sonrası Kozmik Enflasyonun İlk Doğrudan Kanıtı Keşfedildi!
Büyük Patlamadan Arta Kalan Kütleçekim Dalgaları, Kozmik Enflasyonu Doğruluyor!
Bu haber 8 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Uyarı: Bu haberin yayınlanmasından 1 sene kadar sonra, 30 Ocak 2015'te yapılan bir açıklamada, bu habere konu olan verilerin kozmik toz parçalarından kaynaklı bir veri hatası olduğu açıklandı. Dolayısıyla bu bulguların, kozmik enflasyona dair doğrudan bir kanıt teşkil etmediği anlaşıldı.
***
Yaklaşık 14 milyar yıl önce bizlerin de içinde var olduğumuz Evren, Büyük Patlama adı verilen sıradışı bir olay sayesinde var oldu. Büyük Patlama'dan sonraki saniyenin çok çok küçük bir kısmında evren eksponansiyel (giderek hızlanan bir şekilde) genişledi; en iyi teleskoplarımızın bile göremeyeceği kadar uzaklara ulaştı.
Bu olayın detayları büyük oranda hipotezlerden ibaretti ve bu açıklamaların bazılarına doğrudan kanıtlar bulunmuyordu. Uzun yıllardır evrenin var oluşuna yönelik önemli adımlar atmış olsak da, halen keşfedemediğimiz sırlar bulunuyordu. Bunların başında ise, evrenin "kozmik enflasyon" denen, saniyenin akıl almaz derecede küçük bir kısmında meydana gelen, muhteşem hızdaki genişleme evresi geliyordu.
BICEP2 (Kozmik Galaksi Dışı Polarizasyon Artalan Görüntülemesi 2) isimli gruptan (deneyin ve gözlem aracının adı da BICEP2'dir) olan araştırmacılar bugün kozmik enflasyonun gerçekliğine dair ilk doğrudan kanıtı ortaya çıkardıklarını ilan ettiler.
Bulguları, uzay-zaman içerisindeki kütleçekimsel dalgaların ilk görüntülerini de içeriyor. Bu dalgalar, teorik düzeyde bugüne kadar hep "Büyük Patlama'nın ilk çalkantıları" olarak tanımlanmaktaydı; ancak varlıkları tespit edilememişti. Sonunda elde edilen bulgular, fizikçilerin "fiziğin kutsal kasesi" olarak da tanımladıkları bir şekilde, kuantum mekaniği ile genel görelilik arasında derin bir bağlantı olduğunu gösterdi. BICEP2 grubunun lideri, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden John Kovac şöyle diyor:
Bu sinyalleri tespit etmek günümüzde kozmolojinin en önemli hedeflerinden biriydi. Sayısız insan tarafından yapılan sayısız çalışma bizi bu noktaya taşıdı.
"Oyun değiştirici" olan bu çalışmanın verileri BICEP2 teleskobunun kozmik mikrodalga artalan ışıması (KMAI) ile ilgili gözlemlerinden geldi. KMAI, Büyük Patlama'nın geride bıraktığı soluk izlerdir. Bu patlama sonrası kalıntıları içerisinde gözlenen ufacık dalgalanmalar, erken evrenin özellikleri hakkında ipuçları edinmemizi sağladı. Örneğin, evren içerisindeki ufak sıcaklık değişimleri, evrenin daha yoğun olduğu kısımlara işaret ediyor. Bu daha yoğun kısımlar, süreç içerisinde galaksileri ve galaktik kümelenmeleri oluşturdu.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.Kreosus
Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.Patreon
Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.YouTube
YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.Diğer Platformlar
Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.Giriş yapmayı unutmayın!
Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
KMAI bir tür ışık olduğu için, ışığın özelliklerini de taşıyor. Buna ışığın kutuplanma özelliği de dahil. Dünya üzerinde Güneş ışığı atmosfer tarafından saçılarak polarize hale gelir. Zaten polarize gözlükler de bu yüzden kullanılır, bu ışıldamayı azaltmaya yardımcı olur. Uzayda ise KMAI atomlar ve elektronlar sayesinde polarize olur. Caltech'de çalışan ve BICEP2 grubunun eş lideri olan Jamie Bock şöyle diyor:
Ekibimiz B-modu adı verilen özel bir polarizasyonu yakalamaya çalıştı. Bunlar antik ışık kalıntıları içerisinde kıvrımlanmayı temsil etmektedir.
Kütleçekimsel dalgalar uzay içerisinde hareket ederken onu sıkıştırırlar ve bu sıkıştırma nedeniyle KMAI içerisinde belli desenler yaratırlar. Kütleçekimsel dalgaların, tıpkı aminoasitlerde ve ışık dalgalarında gördüğümüz gibi bir "ellilik" olayı vardır. Birbirinin ayna görüntüsüne sahip 2 yapıda karşımıza çıkabilirler: sağ-elli polarizasyon ve sol-elli polarizasyon. Stanford Üniversitesi'nden, ekip eş liderlerinden Chao-Lin Kuo bunu şöyle izah ediyor:
Kıvrımlı B-modu desenleri kütleçekimsel dalgaların eşsiz bir imzasıdır, çünkü belirli bir polarizasyon durumuna (elliliğe) sahiptirler. Yakaladığımız bu fotoğraf, ilkin evren boyunca saçılmış kütleçekimsel dalgaların ilk doğrudan görüntüsüdür.
Ekip mekana bağlı bir ölçekte gökyüzünü 1-5 derece sınırlarında, yani dolunayın genişliğinin 2-10 katı genişliğinde taradılar. Bunu yapmak için Güney Kutbu'na gittiler ve soğuk, kuru ve sabit havadan faydalandılar. Kovac şöyle izah ediyor:
Güney Kutbu yerde olmanıza rağmen uzaya en fazla yaklaşabileceğiniz noktadır. Yeryüzündeki en kuru ve en açık noktalardan biridir. Büyük Patlama'dan artakalan silik mikrodalga ışımasını gözlemek için harikadır.
Birçok kozmoloğun düşündüğünün aksine, dikkate değer miktarda bir şiddete sahip B-modu polarizasyon görmüş olduklarına şaşırdılar. Ekip 3 yıldan uzun bir sürede verileri analiz etti ve olası tüm hataları elediler. Ayrıca galaksimizdeki tozların bu desenleri görmemize neden olma ihtimali üzerinde de durdular; ancak eldeki veriler bunun son derece düşük ihtimalli olduğunu gösterdi. Minnesota Üniversitesi'nden, ekibin eş liderlerinden Clem Pryke bunu şöyle anlatıyor:
Yaptığımız iş samanlıkta iğne aramak gibiydi. Ancak şaşırtıcı bir şekilde, samanlıkta adeta bir levye bulduk!
Bu dalgaların şiddeti çok kıymetli, çünkü bugüne kadar geliştirilen genişleme modellerinin büyük bir kısmını eliyor ve geçersiz kılıyor. Böylece fizikte yeni teorilerin önünü açıyor. Bu keşifle ilgili fikirleri kendisine sorulduğunda, araştırmada yer almayan, Harvard Üniversitesi teorisyeni Avi Loeb şöyle dedi:
Bu araştırma bazı çok temel sorularımıza dair bazı bilgiler veriyor: Neden varız? Evren nasıl başladı? Sonuçlar bu hızlı genişleme dönemi için hem çok açık kanıtlar sunuyor, hem de genişlemenin ne zaman meydana geldiği ve bu sürecin ne kadar güçlü olduğunu gösteriyor.
Johns Hopkins Üniversitesi'nden, araştırmada yer almayan fizikçilerden olan ve bu kütleçekimsel dalgaların teorik olarak var olması gerektiğini ilk defa 1977'de ileri süren Marc Kamionkowski şöyle diyor:
Bu devasa bir şey! Bu herhangi bir gün uyanıp da erken evrenle ilgili duyduğunuz yeni keşiflere benzemiyor. Bana kalırsa bu, Nobel Ödülü'nü alabildiğine hak eden bir tespit.
Fizikçilere göre böylesine yeri yerinden oynatacak bir bulgunun başka deneylerle de doğrulanması gerekiyor. Ancak bulguların ele alınışı ve analizi, sahada araştırmalar yürüten birçok fizikçi tarafından takdir edildi bile. BICEP2'nin elde ettiği verilerin fazlalığı, 5-sigma gibi istatistiki testleri başarıyla geçmesini sağlayabilecek düzeyde. Bu istatistiki testler, genellikle araştırmaların doğruluğunu işaret eden testlerdir. Hatta eldeki veriler o kadar net ve isabetli ki, araştırmacılar uzun bir süre boyunca ellerindeki verilerin hatalı olmasıyla ilgili senaryolar geliştirdiler; ancak hiçbirini doğrulayamadılar. Dolayısıyla eldeki verilerin gerçeği yansıtma olasılığı ezici düzeyde yüksek. Evrenin erken ve hızlı genişlemesini ilk olarak 1980 yılında iddia eden MIT profesörü Alan Guth şöyle diyor:
Yanlış olma ihtimali var; ancak eldeki verilere bakarak söyleyebilirim ki, bu imkansıza yakın. Bana göre ekip, analiz işini inanılmaz iyi başarmışlar.
BICEP2 araştırmacıları, beklediklerinden çok daha yüksek bir kütleçekimsel dalga oranı (r) buldular. Bu dalgalar, daha önce de izah edildiği gibi KMAI'nın maddenin yoğunluğunda yarattığı düzensizliklerden dolayı oluşuyor. Daha önceden Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Probu (WMAP) aracılığıyla yapılan araştırmalara göre bu oranın değeri 0.11 olmalıydı. Ancak BICEP2'nin bulduğu değer 0.20 dolaylarında. Guth bu oranın önemini şöyle açıklıyor:
Her şey bu r değerine bağlı. Bu değerin değişmesi, çıkaracağımız sonuçları da oldukça değiştiriyor. Aslında, önceden elediğimiz bazı modeller, bu değer sayesinde şimdi yeniden desteklenmiş oluyor. Böylesine yüksek bir r değeri, evrenin erken genişleme evresinin birçok modelin tahmin ettiğinden çok daha önce başladığını gösteriyor: Büyük Patlama'dan saniyenin trilyon çarpı trilyon çarpı trilyonda biri kadar süre sonra...
Bu genişlemenin başlama zamanı da, fizikçilere evrenin genişlemeye başladığı bu dönemdeki bazı enerji ölçekleri hakkında bilgiler veriyor. BICEP2'nin r değeri, evrendeki kütleçekim kuvveti kenara koyulduğunda geriye kalan tüm kuvvetlerin enerji ölçeğini gösteriyor. Yani bu evrede elektromanyetik kuvvet, güçlü çekirdek kuvveti ve zayıf çekirdek kuvveti tek bir kuvvetti. Buna büyük birleşik teori adı veriliyor. BICEP2 sayesinde elde ettiğimiz veriler bu teorinin doğruluğunu arttırıyor ve bazı diğer genişleme modellerini eliyor. Kamionkowski şöyle sonlandırıyor:
Bir diğer deyişle, artık samanlıkta iğne aramak yerine, bir kum torbası içerisinde iğne arayacağız. Bu, işlerimizin çok daha kolaylaştığı anlamına geliyor. Büyük birleşik teori, 2012 yılında keşfedilen Higgs bozonu ile Higgs alanlarının etkileşimi gibi, keşfettiğimiz yeni alanların varlığını gösteriyor. Bu yeni alanlar da, daha ağır Higgs bozonlarının var olduğu anlamına geliyor. Ancak bu parçacıkları kütlesi o kadar fazladır ki, herhangi bir geleneksel parçacık hızlandırıcısında yaratılamaz ve gözlenemezler. Bu gözlemimiz sayesinde evrenin erken evrelerini bir laboratuvar gibi kullanabiliyoruz. Bu sayede, aksi takdirde enerji aralığına erişemeyeceğimiz yeni bir fizik sahasında çalışma fırsatına sahip oluyoruz.
Konu halen yeni açıklamalara gebe, bu sebeple önümüzdeki günlerde daha fazla bilgiler edinilmesi bekleniyor. Ancak şu anda bile bu yeni keşif sayesinde, fiziğin yeni bir döneme girdiği rahatlıkla söylenebilir.
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
İlginizi Çekebilecek Sorular
- Evrim Ağacının sosyal kısmını nasıl kullanmalıyız?
- Kitap okurken neden uykumuz gelir?
- Tek adımda galaksi değiştirebilecek kadar devasa bir varlık adım attığında ışık hızını geçmiş olur mu?
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- D. A. Aguilar, et al. First Direct Evidence Of Cosmic Inflation. (17 Mart 2014). Alındığı Tarih: 6 Kasım 2019. Alındığı Yer: Harvard University | Arşiv Bağlantısı
- BICEP2. The Bicep And Keck Array Cmb Experiments. (6 Kasım 2019). Alındığı Tarih: 6 Kasım 2019. Alındığı Yer: BICEP2 | Arşiv Bağlantısı
- S. Luntz. Scientists Detect Direct Evidence Of Big Bang’s Gravitational Waves. (17 Mart 2014). Alındığı Tarih: 6 Kasım 2019. Alındığı Yer: IFLS | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 27/05/2022 19:37:32 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/2061
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
- Bilim Ağacı> Doğa Bilimleri> Fizik> Astronomi> Astrofizik
- Bilim Ağacı> Doğa Bilimleri> Fizik> Astronomi> Astrofizik> Fiziksel Kozmoloji
- Bilim Ağacı> Doğa Bilimleri> Fizik> Astronomi> Gözlemsel Astronomi> Kütleçekim Dalgası Astronomisi
- Bilim Ağacı> Beşeri Bilimler> İletişim> Gazetecilik (Habercilik)> Bilim Haberciliği
- Bilim Haber Kozmik Enflasyon Teorisi Büyük Patlama Uzayzaman Kütleçekim Dalgası Habercilik Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işıması (Cmb)