Bu çizim, Büyük Patlama sırasında zamanın başlangıcında bir tekillikten ileriye doğru hızla ilerleyen maddeyi göstermektedir.
Bilim insanları, Büyük Patlamayı açıklamak ve belki de evrenin en erken anlarına dair anlayışımızı değiştirmek için kütle çekimini yeniden tanımladılar.
Bu yeni “kuantum kütle çekimi” çerçevesi, Einstein’ın çekim teorisi olan genel göreliliğin açıklayamadığı Büyük Patlamanın bazı yönlerini açıklayabilir; hatta evrenin başlangıcından önce var olan bir tekillik kavramını bile ortadan kaldırabilir.
Kuantum kütle çekim kavramını kanıtlamak, fizikçiler için adeta kutsal bir hedef niteliğindedir; çünkü bu, evrenin geniş kozmik ölçeklerdeki (genel görelilik) ve çok küçük ölçeklerdeki (kuantum fiziği) açıklamaları arasındaki boşluğu dolduracaktır.
Genel görelilik kuramının standart resmini genişletmek
Afshordi, “Büyük Patlama’nın standart modelinde bilim insanları genellikle Einstein’ın çekim teorisiyle başlar, ardından evrenin en erken anlarını açıklamak için ek unsurlar ekler, özellikle de evrenin ilk hızlı genişlemesini açıklamak için varsayımsal bir “enflasyon alanı” eklerler.”
“Yaklaşımımız, evrenin erken dönemlerindeki bu davranışların bir kısmının, kütle çekiminin son derece yüksek enerjilerde daha iyi davranacak şekilde genişletilmesi durumunda, doğrudan çekimin kendisinden kaynaklanıp kaynaklanamayacağını sorguluyor.”
“Yani, Büyük Patlamayı denklemlerimizin başarısız olduğu bir nokta olarak ele alıp ardından ek varsayımlarla bunu yamalamak yerine, kütle çekiminin bu ultra erken evreyi daha tutarlı bir şekilde tanımlamak için gerekli bileşenleri zaten içerdiği bir teoriyi inceliyoruz.”
“Fizikçilerin ultraviyole tamamlama dediği şey budur: keyfi olarak yüksek enerjilerde bile eksiksiz ve kendi içinde tutarlı kalan bir teoridir bu” dedi.
Ekibin kütle çekimi teorisinin kuantumla uyumlu uzantısı, erken kozmik enflasyon modelini yeniden ortaya çıkarırken, aynı zamanda başlangıçtaki tekillik kavramının yarattığı sıkıntıyı da potansiyel olarak ortadan kaldırıyor.
Afshordi’e göre, “Modelimiz, mevcut verilere çok iyi uyum sağlıyor, bazı durumlarda birçok standart enflasyon modelinden daha iyi.”
“Beni en çok şaşırtan şey, teori tutarlı bir yüksek enerjili veya ultraviyole ışınlarına karşı tam bir çerçevede ele alındığında enflasyon benzeri bir aşamanın ne kadar doğal bir şekilde ortaya çıkmasıydı.”
“Enflasyonu genellikle kütle çekiminin üzerine eklenmesi gereken bir şey olarak düşünürüz, bu nedenle bunun yerine kütle çekiminin kendisinden kaynaklanabileceği çarpıcıdır.”
“Daha geniş anlamda, Einstein’ın teorisinin nispeten minimal bir uzantısının, kozmik kökenlerimizin derin sorununu çözmeye doğru uzun bir yol kat edebileceğini görmek cesaret vericiydi.”
Bu çizim, Büyük Patlamadan bu yana evrenin hızlı genişlemesini tasvir ediyor.
Araştırmacı, ekibin bir sonraki adımının modelin gözlemsel tahminlerini iyileştirmek ve bunları gelecekteki verilerle dikkatlice karşılaştırmak olduğunu da sözlerine ekledi.
“İki ana yön var. Birincisi teorik: Çerçeveyi daha tam olarak anlamak ve incelediğimiz basitleştirilmiş ortamın ötesinde sonuçların ne kadar sağlam olduğunu test etmek istiyoruz” diye devam etti Afshordi.
“İkincisi gözlemsel: İlkel kütle çekim dalgaları ve evrenin erken dönemlerinden kalma diğer kalıntılar için daha net tahminler geliştirmek istiyoruz. Bu, bu fikrin enflasyonun daha geleneksel modellerinden ayırt edilip edilemeyeceğini belirlemeye yardımcı olacaktır.”
Ekibin teorisini doğrulamaya yardımcı olacak gözlemsel kanıtlar, evrendeki en eski gözlemlenebilir sinyallerden, özellikle de evrenin ilk ışığının kalıntısı olan kozmik mikrodalga arka planı (CMB) adı verilen kozmik bir fosildeki ince izlerden gelebilir.
Afshordi, “Bunlar, bize son derece erken zamanlardaki fizik hakkında doğrudan bilgi verebilecek birkaç araştırma aracından bazılarıdır.”
“Gelecekteki gözlemler, ilkel çekim dalgalarının doğru modelini veya CMB’deki diğer ayırt edici izleri tespit ederse, bu, erken evrenin bu resminin doğru olup olmadığını veya daha geleneksel bir açıklamaya ihtiyaç duyulup duyulmadığını test etmenin bir yolunu sağlayabilir” dedi.
