Enflasyonun yankıları bugün hâlâ evreni sarsıyor olabilir

Evrenin çok erken dönemlerinde fizik tuhaftı. Evrenin sonsuz küçük bir noktadan bugün gördüğümüz her şeye doğru gittiği, enflasyon olarak bilinen süreç, bu tuhaf fiziğin örneklerinden biriydi. Şimdi, Çin Bilim Akademisi’nden bilim insanları, fiziğin neye benzediğine bazı kısıtlamalar getirmek için 15 yıllık pulsar zamanlama verilerini incelediler.

15 yıllık veriler Kuzey Amerika Nanohertz Yerçekimi Dalgaları Gözlemevi’nden veya NANOGrav’dan geliyor. NANOGrav’ın amacı, yerçekimsel dalgaları tespit etmek için pulsarlara bakarak alışılmadık bir yöntem kullanmaktır. Hızlı dönen bu nesneler genellikle astronomik anlamda “saat” olarak kullanılır.

1983 yılında, bir çift gökbilimci (Ronald Hellings ve George Downs), gökbilimcilerin yerçekimsel dalgaların neden olabileceği değişimleri kontrol etmek için bu pulsarlardan oluşan bir diziyi kullanabileceği bir yöntem geliştirdi.

Daha yeni çalışmalar, NANOGrav gibi pulsar zamanlama dizilerinin (PTA’ların), stokastik yerçekimsel dalga arka planı (SGWB) olarak bilinen yerçekimsel dalganın belirli bir çeşidini başarıyla tanımladığını gördü. SGWB, kavram olarak kozmik mikrodalga arka planına benzer; gökbilimcilerin aynı anda her yönden gelen bir dizi mikrodalga olarak görebildiği, erken evrenden gelen tutarlı bir parıltı.

SGWB durumunda, yerçekimi dalgaları mikrodalgalar yerine her yönden aynı anda geliyor. Ve eğer gökbilimciler doğru pulsarları yeterince yakından izlerlerse uzay-zamandaki bükülmeler tespit edilebilir. Bu çarpıklığın kaynaklarından bazıları evrenin şişme dönemine kadar uzanıyor.

Enflasyonun belirli bir versiyonu SGWB modeline iyi uyuyor gibi görünüyor. “Ultra yavaş yuvarlanma” (USR) şişmesi olarak bilinen bu tür şişme, erken evrende sürtünme kuvvetlerine karşı savaşmak zorundaydı ve sonuç, NANOGrav’ın SGWB sinyallerinin kaynağı olan bir dizi kümelenmiş madde oldu. ve diğer pulsar zamanlama dizisi deneylerini görüyoruz.

Ancak bu sinyal kaynağının nereden gelebileceğine dair potansiyel olarak başka açıklamalar da var. Özellikle, sarmal bir süper kütleli kara delik ikilisi fikri, PTA’ların bulguları için başka bir potansiyel kaynak olarak ileri sürülmüştür.

Bo Mu ve Çin Bilimler Akademisi’ndeki meslektaşları bir makale yayınladı ön baskı sunucusunda arXiv Bu, arka plandaki yerçekimi dalgalarının nereden geldiği sorusunu yanıtlamış gibi görünüyor.

Bunu yapmak için NANOGrav tarafından üretilen ve konsorsiyumun teleskoplarında toplanan yaklaşık 15 yıllık verileri kullandılar. Makaleye göre USR enflasyonundan beklenen dalgalar, bu uzun dönem boyunca toplanan verilere kara delik ikililerinden veya “kozmolojik faz geçişinin kabarcık çarpışması” olarak bilinen başka bir kavramdan daha iyi uyuyor.

Verileri modellere uydurmak teorik fizik camiasındaki en kritik çalışmalardan biridir. Bu makale, yerçekimi dalgalarının yeni fiziğini anlama konusunda doğru yönde atılmış bir adımdır. Hakem değerlendirme sürecinden geçtiğini varsayarsak, yeni keşfedilen yerçekimsel dalgalardan oluşan bu harika dünyanın arka planının nereden geldiğinin ayrıntılandırılması gibi çok sayıda başkasının da onu takip etmesi muhtemeldir.