Galaksileri sayarak özel görelilik teorisini uygulamaya koymak

Kozmosu inceleyen bilim adamları, “sıradanlık ilkesi” olarak bilinen, özünde, evrenin geri kalanına kıyasla Dünya, güneş veya Samanyolu galaksisi hakkında gerçekten özel bir şey olmadığını öne süren favori bir felsefeye sahipler.

Şimdi, CU Boulder’ın yeni araştırması, sıradanlık durumuna bir başka kanıt daha ekliyor: Galaksiler, erken evrene göre ortalama olarak hareketsizdir. Bir CU Boulder astrofizik profesörü olan Jeremy Darling, kısa süre önce bu yeni kozmolojik bulguyu yayınladı. Astrofizik Dergi Mektupları.

Darling, “Bu araştırma bize komik bir hareketimiz olduğunu söylüyor, ancak bu komik hareket evren hakkında bildiğimiz her şeyle tutarlı – burada özel bir şey olmuyor” dedi. “Galaksi veya gözlemci olarak özel değiliz.”

Yaklaşık 35 yıl önce araştırmacılar, Big Bang sırasında evrenin oluşumundan kalan elektromanyetik radyasyon olan kozmik mikrodalga arka planını keşfettiler. Kozmik mikrodalga arka planı, hareketimiz yönünde daha sıcak ve hareketimiz yönünden daha soğuk görünür.

Bilim adamları, erken evrenin bu parıltısından, güneşin – ve onun etrafında dönen Dünya’nın – belirli bir yönde, belirli bir hızda hareket ettiğini çıkarabilirler. Araştırmacılar, çıkarsanan hızımızın ışık hızının yüzde bir kesri olduğunu buluyorlar – küçük ama sıfır değil.

Bilim adamları, Dünya’dan görülebilen galaksileri sayarak veya parlaklıklarını toplayarak bu çıkarımı bağımsız olarak test edebilirler. Bunu büyük ölçüde Albert Einstein’ın hızın zaman ve uzayı nasıl etkilediğini açıklayan 1905 özel görelilik teorisi sayesinde yapabilirler. Bu uygulamada, Dünya’daki bir kişi, evrene tek bir yönde (güneş ve Dünya’nın hareket ettiği yönde) bakan bir kişi, daha parlak, daha mavi ve daha yoğun galaksiler görmelidir. Benzer şekilde, kişi diğer yöne bakarak daha koyu, daha kırmızı ve birbirinden daha uzak olan galaksileri görmelidir.

Ancak araştırmacılar son yıllarda galaksileri saymaya çalıştıklarında -ki bu doğru bir şekilde yapılması zor bir işlemdir- güneşin önceden düşünülenden çok daha hızlı hareket ettiğini gösteren sayılar buldular ki bu standart kozmolojiyle çelişiyor.

Darling, “Tüm gökyüzündeki galaksileri saymak zor – genellikle bir yarım küre veya daha azına takılıp kalıyorsunuz” dedi. “Üstelik bizim galaksimiz de araya giriyor. Daha az galaksi bulmanızı sağlayacak ve galaksimize yaklaştıkça daha sönük görünmelerine neden olacak tozlar var.”

Darling bu kozmolojik bulmacanın ilgisini çekti ve kafası karıştı, bu yüzden kendisi araştırmaya karar verdi. Ayrıca, bir galaksi sayımının doğruluğunu artırmaya yardımcı olabilecek ve hız gizemine ışık tutabilecek yakın zamanda yayınlanan iki anket olduğunu da biliyordu: biri New Mexico’daki Çok Büyük Dizili Gökyüzü Anketi (VLASS) ve diğeri Hızlı Avustralya Avustralya’da Kilometre Kare Dizi Yol Bulucu Süreklilik Araştırması (RACS).

Birlikte, bu araştırmalar Darling’in kuzey ve güney yarımkürelerden gelen görüntüleri bir araya getirerek tüm gökyüzünü incelemesine izin verdi. Daha da önemlisi, yeni araştırmalar Samanyolu’nun tozunu “görmeyi” kolaylaştıran ve böylece evrenin görüşünü iyileştiren radyo dalgalarını da kullandı.

Darling araştırmaları analiz ettiğinde, galaksilerin sayısının ve parlaklıklarının, araştırmacıların daha önce kozmik mikrodalga arka planından çıkardıkları hızlarla mükemmel bir uyum içinde olduğunu buldu.

“Parlak bir yön ve loş bir yön buluyoruz – daha fazla galaksinin olduğu bir yön ve daha az galaksinin olduğu bir yön buluyoruz” dedi. “Büyük fark, kozmik mikrodalga arka planından erken evrenle aynı hizada olması ve doğru hıza sahip olmasıdır. Kozmolojimiz gayet iyi.”

Darling’in bulguları geçmişteki sonuçlardan farklı olduğu için, makalesi muhtemelen sonuçlarını doğrulamak veya tartışmak için çeşitli takip çalışmalarına yol açacaktır.

Ancak kozmoloji alanını ileriye taşımanın yanı sıra, bulgular Einstein’ın özel görelilik teorisinin gerçek dünyadan iyi bir örneğidir ve araştırmacıların teoriyi ünlü fizikçinin ilk önermesinden 100 yıldan fazla bir süre sonra hala nasıl uygulamaya koyduklarını göstermektedir. .

Darling, “Einstein’ın bize uzun zaman önce bahsettiği bu temel ilkenin görebileceğiniz bir şey olduğu fikrini seviyorum” dedi. “Süper tuhaf görünen gerçekten ezoterik bir şey, ama dışarı çıkıp galaksileri sayarsanız, bu düzgün etkiyi görebilirsiniz. Düşündüğünüz kadar ezoterik veya tuhaf değil.”