Kozmik enflasyon, Evrenin evriminin en erken aşaması için popüler bir senaryodur. Kredi: A. Ijjas, PJ Steinhardt ve A. Loeb (Scientific American, Şubat 2017)
Astrofizikçilere göre, kozmik enflasyon – Evren’in emekleme döneminde uzay-zamanın katlanarak genişlediği bir nokta ve fizikçilerin “”Büyük patlama‘ – prensipte varsayımsız bir şekilde göz ardı edilebilir.
“Kozmik şişmeyi modelden bağımsız bir şekilde test etmek prensipte mümkün mü?” – Güneşli Vagnozzi
Cambridge Üniversitesi, Trento Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi’nden bir grup astrofizikçi, evrende enflasyonu bir olasılık olarak ortadan kaldırabilecek açık ve net bir sinyal olduğunu söylüyor. 3 Kasım’da yayınlandı Astrofizik Dergi Mektuplarımakaleleri, kozmik graviton arka planı (CGB) olarak bilinen bu sinyalin, büyük bir teknik ve bilimsel zorluk olmasına rağmen, uygulanabilir bir şekilde tespit edilebileceğini savunuyor.
Gazetenin ilk yazarı Cambridge Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden ve şu anda Trento Üniversitesi’nde görev yapan Dr. Sunny Vagnozzi, “Enflasyon, sözde sıcak Big Bang modelinin çeşitli ince ayar zorluklarını açıklamak için teorileştirildi” dedi. “Ayrıca, kuantum dalgalanmalarının bir sonucu olarak Evrenimizdeki yapının kökenini de açıklıyor.
“Ancak, sınırsız bir kozmolojik sonuç manzarasını kapsayan olası kozmik şişme modelleri tarafından sergilenen büyük esneklik, endişeler Bireysel enflasyonist modeller göz ardı edilebilse bile, kozmik enflasyonun yanlışlanabilir olmadığı. Prensipte kozmik şişmeyi modelden bağımsız bir şekilde test etmek mümkün müdür?”
2013 yılında, Planck uydusu, evrenin en eski ışığı olan kozmik mikrodalga arka planın (CMB) ilk ölçümlerini yayınladığında, bazı bilim adamları kozmik enflasyonla ilgili endişelerini dile getirdiler.
Vagnozzi’nin mevcut makalenin ortak yazarı Harvard Üniversitesi’nden Profesör Avi Loeb, “Planck uydusundan elde edilen sonuçlar açıklandığında, kozmik enflasyonun bir teyidi olarak tutuldu” dedi. “Ancak, bazılarımız sonuçların tam tersini gösterebileceğini savundu.”
Anna Ijjas ve Paul Steinhardt ile birlikte Loeb, Planck’tan elde edilen sonuçların enflasyonun çözdüğünden daha fazla bulmaca oluşturduğunu gösterdiğini savunanlardan biriydi. Ayrıca, evrenin başlangıcı hakkında yeni fikirlerin düşünülmesinin zamanının geldiğini de öne sürdüler. bir patlama ile değil, daha önce büzülen bir kozmostan bir sıçrama ile.
Planck tarafından yayınlanan SPK haritaları, ilk yıldızların oluşumundan 100 milyon yıl önce, evrende ‘görebildiğimiz’ en erken zamanı temsil ediyor. Daha uzağı göremiyoruz.
Loeb, “Gözlemlenebilir evrenin gerçek sınırı, Evrenin doğuşundan bu yana geçen 13,8 milyar yıl boyunca herhangi bir sinyalin ışık hızı sınırında kat edebileceği mesafedir” dedi. “Evrenin genişlemesinin bir sonucu olarak, şu anda bu kenar yer almaktadır. 46,5 milyar ışık yılı uzak. Bu sınır içindeki küresel hacim, bizi merkeze alan bir arkeolojik kazı gibidir: Ne kadar derine inersek, nihai ufkumuzu temsil eden Büyük Patlama’ya kadar uzanan kozmik tarihin katmanı o kadar erken ortaya çıkar. ne yalanlar ufkun ötesinde bilinmeyen.”
Evrende kütleye sahip en bol parçacıklar olan nötrinolar olarak bilinen neredeyse ağırlıksız parçacıkları inceleyerek, evrenin başlangıcını daha da derinlere inmek mümkün olabilir. Evren, sıcaklığın on milyar derece olduğu Büyük Patlama’dan yaklaşık bir saniye sonra nötrinoların dağılmadan serbestçe dolaşmasına izin verir. Vagnozzi, “Günümüz evreni o zamandan kalma kalıntı nötrinolarla dolu olmalı” dedi.
Vagnozzi ve Loeb, yerçekimi kuvvetine aracılık eden parçacıklar olan gravitonları izleyerek daha da geriye gidebileceğimizi söylüyorlar.
“Evren, bilinen fizik tarafından izlenen en eski ana kadar gravitonlara karşı şeffaftı. Planck zamanı: 10 üzeri -43 saniyenin kuvveti, sıcaklığın akla gelebilecek en yüksek olduğu zaman: 10 üzeri 32 derece,” dedi Loeb. “Bundan önce gelenin doğru bir şekilde anlaşılması, sahip olmadığımız bir kuantum yerçekimi teorisini gerektirir.”
Vagnozzi ve Loeb, Evrenin gravitonların dağılmadan özgürce seyahat etmesine izin verdiğinde, termal yerçekimi radyasyonu bir dereceden biraz daha az bir sıcaklıkta tamamen sıfır oluşturulmalıydı: kozmik graviton arka planı (CGB).
Bununla birlikte, Big Bang teorisi, CGB’nin varlığına izin vermez, çünkü yeni doğan evrenin üstel şişmesinin CGB gibi kalıntıları tespit edilemez bir noktaya kadar seyrelttiğini öne sürer. Bu bir teste dönüştürülebilir: Eğer CGB tespit edilirse, bu açıkça onun varlığına izin vermeyen kozmik enflasyonu ortadan kaldıracaktır.
Vagnozzi ve Loeb, böyle bir testin mümkün olduğunu ve CGB’nin prensipte gelecekte tespit edilebileceğini savunuyorlar. CGB, aksi takdirde mikrodalga ve nötrino arka planlarını içeren kozmik radyasyon bütçesine katkıda bulunur. Bu nedenle, erken Evrenin kozmik genişleme hızını, CGB’nin ilk dolaylı tespitini sağlayabilecek yeni nesil kozmolojik sondalar tarafından tespit edilebilecek bir seviyede etkiler.
Bununla birlikte, CGB’nin kesin bir tespitini talep etmek için, ‘duman tabancası’, yüksek frekanslı bir arka planın tespiti olacaktır. yerçekimi dalgaları 100 GHz civarında frekanslarda zirve yapıyor. Bunu tespit etmek çok zor olacak ve gyrotron ve süper iletken mıknatıs teknolojisinde muazzam teknolojik ilerlemeler gerektirecektir. Yine de araştırmacılar, bu sinyalin gelecekte ulaşabileceğimiz bir yerde olabileceğini söylüyorlar.
Referans: Sunny Vagnozzi ve Abraham Loeb, 3 Kasım 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b0e
uzay-2