Evrenin ölçeğine ilişkin anlayışımız gelişmeye devam ediyor. Boyutu ve kökenine ilişkin sorular, fiziğin temel yasalarına dayanan kozmolojinin temel ilkeleriyle ilgilidir. Günümüzde kozmolojinin standart modeli bilim camiası tarafından geniş çapta kabul edilmektedir. Ancak karanlık madde ve karanlık enerjinin doğasına ilişkin temel soruları hâlâ açıklayamıyor.
2020’de kozmik çift kırılma adı verilen yeni bir fenomen duyuruldu. Kozmik mikrodalga arka planından (CMB) gelen polarizasyon verilerine dayanmaktadır. Polarizasyon, ışık dalgalarının yönlerine dik bir düzlemde titreşme özelliğidir. Genellikle polarizasyon düzlemi aynı kalır ancak belirli koşullar altında dönebilir. CMB verilerinin analizi, CMB ışığının polarizasyon düzleminin, erken Evren’deki emisyonu ile şimdiki zaman arasında değişmiş olabileceğini gösterdi.
Kozmik çift kırılmayı mevcut fiziksel yasalarla açıklamak zor olduğundan, eksen benzeri parçacıklara (ALP) dayanması ihtimali var. Kozmik çift kırılmanın keşfi, karanlık madde ve karanlık enerjinin doğasını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir, bu nedenle gelecekteki görevler CMB’nin daha kesin gözlemlerini yapmayı amaçlıyor.
Bu, şu ana kadar kütleçekimsel merceklenmenin etkisini hesaba katmayan mevcut teorik hesaplamaların doğruluğunun arttırılmasını gerektirir.
Tokyo Üniversitesi Fizik Bölümü yüksek lisans öğrencisi Fumihiro Naokawa ve Evrenin Fizik ve Matematik Merkezi’nde araştırmacı Doçent Toshiya Namikawa liderliğindeki bir çift bilim insanının liderliğindeki yeni çalışma, teorik bilgiler içeriyordu. kütleçekimsel merceklenmeyi hesaba katan kozmik negatiflik hesaplamaları. Ayrıca kozmik çift kırılmanın analizi için, kütleçekimsel merceklenmenin etkilerini hesaba katacak ve gelecekteki araştırmaların ayrılmaz bir bileşeni olacak sayısal bir kod geliştirdiler.
İlk olarak araştırmacılar, kütleçekimsel merceklenmenin kozmik negatiflik sinyalini nasıl etkilediğini açıklayan analitik bir denklem elde ettiler. Bu denkleme dayanarak, yerçekimsel merceklenme düzeltmesini hesaplamak için mevcut kodda uygun ayarlamalar yaptılar. Daha sonra sinyalleri düzeltmeli ve düzeltmesiz olarak karşılaştırdılar.
Çalışma sonucunda bilim insanları, yerçekimsel merceklenme dikkate alınmazsa gözlemlenen sinyalin teorik tahminle pek tutarlı olamayacağını buldu.
Ek olarak araştırmacılar, ALP aramalarında yerçekimsel merceklenmenin etkisini incelemek için gelecekteki gözlemlerden elde edilebilecek simüle edilmiş gözlem verileri ürettiler. Yerçekimi merceklemesinin etkisi dikkate alınmazsa, gözlemsel verilerden elde edilen ALP parametrelerinin önemli ölçüde kaydığını ve ALP modeliyle tutarlı olmadığını buldular.
Bu çalışmada geliştirilen yerçekimsel merceklenme düzeltme aracı halihazırda devam eden gözlemsel çalışmalarda kullanılıyor ve Naokawa ve Namikawa bunu gelecekteki görevlerden elde edilen verileri analiz etmek için kullanmaya devam edecek.