Big Bang’e geri dönmek için yeni bir yaklaşım

Dünyanın dört bir yanında faaliyet gösteren gözlemevleri, Evrenin çok erken dönemlerinde uzayın yarı-üssel genişlemesinin gizemli aşaması olan Enflasyon sırasında üretilen Kozmolojik Yerçekimi Dalgalarının (CGW’ler) izini arayan Galaktik radyasyondan düşük kirlilik ile karakterize edilen gökyüzü bölgelerini hedefler. Kozmolojinin yorumlanmasıyla ilgili bölüm için SISSA liderliğinde POLARBEAR işbirliği tarafından yürütülen ve The Guardian’da yayınlanan yeni bir çalışma. Astrofizik Dergisiaraştırmacıların bu tür gözlemevlerinde elde edilen güvenilir veri miktarını neredeyse iki katına çıkarmasını sağlayan yeni bir düzeltme algoritması sağlar, böylece CGW’lerden üretilen sinyalin keşfedilmemiş bölgesine erişim sağlar ve bizi Big Bang’e yaklaştırır.

“Kozmolojideki mevcut anlayışa göre, Büyük Patlama’dan hemen sonra Evren çok küçük, yoğun ve sıcaktı. 10 yılında^-35 saniye, 10 kat uzadı³⁰“SISSA’daki Astrofizik ve Kozmoloji grubunun koordinatörü Carlo Baccigalupi, “Enflasyon olarak bilinen bu süreç, Kozmik Mikrodalga Arka Planının (CMB) polarizasyonu yoluyla tespit edilebilen Kozmolojik Yerçekimi Dalgaları (CGW) üretti; Big Bang’den gelen radyasyon. SISSA’nın parçası olduğu POLARBEAR deneyi, Antofagasta Bölgesi’ndeki kuzey Şili’deki Atacama Çölü’ndeki Huan Tran Teleskobu’nu kullanarak bu tür sinyalleri arıyor.”

POLARBEAR Gözlemevi tarafından elde edilen verilerin analizi, ölçümlerin güvenilirliğinin çok hassas ve kilit bir faktör olduğu karmaşık bir ardışık düzendir. SISSA araştırmacısı Nicoletta Krachmalnicoff ve daha önce aynı enstitüde çalışan Davide Poletti, “CGW’ler, daha iyi B-modları olarak bilinen CMB polarizasyon sinyalinin yalnızca küçük bir kısmını heyecanlandırıyor” diye açıklıyor. “Özellikle, yaygın Galaktik gaz emisyonlarından kaynaklanan sinyal kirliliği nedeniyle, ölçülmesi çok zordur. CGW’lerin benzersiz katkısını izole etmek için bu, mükemmel bir doğrulukla kaldırılmalıdır.”

Son iki yılda, Anto. I. Lonappan, Ph.D. SISSA öğrencisi ve Colorado’daki Boulder Üniversitesi’nden Satoru Takakura, bilinen tüm araçsal ve fiziksel belirsizlikleri ve sistematiği izleyerek POLARBEAR işbirliğinden genişletilmiş bir veri kümesinin kalitesini karakterize ediyor. “Güney Göksel Yarımküre’de yaklaşık 670 kare derece boyunca uzanan bir bölge olan ‘Büyük Yama’daki ölçümlere doğruluk atayan bir algoritma uyguladık, burada sirenimiz aynı konuma bakan diğer sondalarla uyumlu olarak verileri ortaya koyuyor, örneğin Güney Kutbu’nda bulunan BICEP2/Keck Dizisi gibi” diye açıklıyorlar. Çalışma şimdi yayınlandı Astrofizik Dergisi.

“Bu, CGW’lerin gözlemlenmesine giden uzun bir yolda bir kilometre taşıdır. Yeni yaklaşım, gökyüzünü emsalsiz bir doğrulukla araştırmamızı, güvenilir veri miktarını ve dolayısıyla erişilebilir bilgiyi iki katına çıkarmamızı sağlıyor. Artık tüm topluluk, operasyonlar için yeni teleskoplar hazırlanıyor” diye ekliyor bilim adamları.

Deneysel açıdan büyük gelişmeler yolda. Simons Dizisi olarak bilinen üç yükseltilmiş POLARBEAR Teleskop sistemi hazırlanıyor. Simons Vakfı tarafından finanse edilen yeni bir Küçük ve Büyük Açıklıklı Teleskop sistemi olan Simons Gözlemevi, 2023’te ilk ışıkla birlikte Atacama’daki yakın bir konumdan faaliyete geçecek. Bu on yıl içinde, LiteBIRD uydusu uçacak ve Atacama Çölü ve Güney Kutbu’nda bulunan ve “Aşama IV” olarak bilinen tesislerin yer aldığı genişletilmiş bir gözlemevleri ağı bu gözlemleri tamamlayacaktır.

Baccigalupi, “Bütün bu çabalar, CGW’lerin nihai ölçümüne yol açacak ve aynı zamanda Karanlık Enerji ve Madde kozmolojik bileşenleri hakkında en önemli ipuçlarını ortaya çıkaracaktır.” “SISSA’nın bir doktora okulu olarak ana misyonu, öğrencileri genç araştırmacılar olarak yetiştirmek yoluyla, Enstitümüz, Küçücük bir kısımdan Yerçekimi Dalgalarını hedef alan şu anki gibi Fizik için temel çağdaş zorluklara önemli ölçüde katkıda bulunuyor ve olacaktır. Büyük Patlama’dan bir saniye sonra.”