Ana sayfa 122. Sayı Büyük patlamanın yarattığı kütleçekimsel dalgalar gözlemlendi

Büyük patlamanın yarattığı kütleçekimsel dalgalar gözlemlendi

763
PAYLAŞ
Güney Kutbu’na kurulan BİCEP 2 teleskopuyla, kozmik artalan ışımasının üzerinde, kütleçekimsel dalgaların sonucu oluşan desenler gözlemlendi. Fotoğraf: Steffen Richter - Associated Press

Ertan Sinan Şahin

Mart ayının bilim gündeminin başına oturan gelişme bu oldu: Fizikçiler daha öncesinde teorik olarak öngördükleri, evrenin ilk anlarına ait kütleçekimsel dalgaları gözlemlemeyi başardılar. Yapılan bu gözlem, büyük patlamanın hemen ardından oldukça kısa bir sürede olanları açıklayan enflasyon (şişme, genişleme) teorisinin doğrudan bir kanıtı olarak görülebilir. Dahası, bu dalgaların sinyalleri beklendiğinden çok daha şiddetli.

Johns Hopkins Üniversitesi’nde fizik ve astronomi profesörü olan Marc Kamionkowski, yapılan gözlem için “Büyük bir adım” diyor. Kamionkowski, gözlem çalışmasının içerisinde yer almadı, ancak bu gözlemin sonuçlarını daha 1997’de tahmin etmişti. Kamionkowski, evrenin oldukça erken dönemine ilişkin elde edilen bu başarının Nobel ödülünü hak ettiğini düşünüyor.

Güney Kutbu’nda gerçekleştirilen “kozmik ekstragalaktik polarizasyonun artalan görüntülenmesi 2” (BICEP2) gözlemi, kökensel B-modu polarizasyonu denilen bir deseni, büyük patlamanın ardından yayılan kozmik artalan ışımasının üzerinde tespit edebildi. Bu desen basitçe, kozmik artalan ışınlarının polarizasyonu üzerinde enflasyon (şişme) döneminin oluşturduğu kütleçekimsel dalgaların sonucu olan burkulmalardır. Stanford Üniversitesi’nden Chao-Lin Kuo, yapılan bu çalışmayla, enflasyon (şişme) teorisi için çok güçlü bir kanıta ulaşıldığını düşünüyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) Alan Guth ise, bir yanlışlık olma olasılığının her zaman bulunduğunu, ancak alınan sonuçların yüksek ihtimalle doğru olduğunu düşündüğünü söylüyor. Enflasyon teorisinin kurucusu olan Guth, bu teoriyi 1980’de ortaya atmıştı.

Biliminsanları, gözlemledikleri kütleçekimsel dalga etkisinin beklenenden daha güçlü olması nedeniyle, bir yanlışa yol açmamak için, elde edilen sonuçları bir yıldan daha fazla süre yayınlamamışlar.

Kozmik artalan ışıması, büyük patlamadan 380 binyıl sonrasına ait. Bu dönemde bebek halinde olan evrenimiz çok sıcak ve çok yoğundu ve bu nedenle ışık herhangi bir maddeye çarpmadan hareket edemiyordu. Evren soğudukça atomlar oluşmaya başladı, yoğunluk azaldı; ışığın yayılmasının önündeki engeller kalktı ve bu döneme ait olan ışınlar evrene yayılmaya başladı. İşte bu ışınlara kozmik artalan ışıması diyoruz. Bu ışıma 1964’de Arno Penzias ve Robert Wilson tarafından şans eseri keşfedildi. Penzias ve Wilson gözlemledikleri bu etkinin, güvercinlerin antenlere pislemesinin bir sonucu olduğunu düşünmüşlerdi. Daha sonra gerçeği fark ettleri ve 1978 Nobel Fizik Ödülü, kozmik artalan ışımasının keşfi için Penzias ve Wilson’a verildi.

Bu keşif evrenin ilk zamanlarına (büyük patlamadan 380 binyıl sonrası) ait oldukça önemli sonuçlar veriyordu. Şimdi ise, enflasyon (şişme) döneminin sonucu olan kütleçekimsel dalganın etkisinin kozmik artalan ışımasının üzerinde gözlemlenmesiyle, büyük patlamanın hemen ardındaki bir saniyenin trilyon kere trilyon kere trilyonda birine ait bulgular elde edilmiş oldu. Yapılan gözlemin sonuçları, aynı gözlemi yapan gruplarla da kıyaslandı ve benzer sonuçlar alındığı görüldü. Biliminsanları Ocak 2010 ile Aralık 2012 arasında veri topladılar ve sonrasında bu verilerin analizini yaptılar.

Çıkan sonuç, daha öncesinde fizikçiler tarafından teorik olarak beklenen değerin üstünde. Bu, enflasyon döneminde şişmenin tahmin edilenden daha hızlı olmuş olması gibi bir sonuca ulaştırabilir. Ayrıca 2012’de keşfedilen Higgs bozonundan daha kütleli parçacıkların bu evrede var olmuş olması da olası. Higgs bozonundan çok daha kütleli bir parçacığın bugünkü parçacık hızlandırıcılarda oluşturulabilmesi ise olası görünmüyor. Kamionkowski bu gözlemin bize erken evreni, yüksek enerjisinden dolayı bir fizik laboratuvarı olarak kullanma imkânı tanıdığını, bu enerji seviyelerine insanlığın belki de hiç erişemeyebileceğini söylüyor.