DEMET İLCE / MUHABİR
Evren büyüklüğünde bir kuantum dizisini nasıl kesersiniz? Yeni araştırmalar, Büyük Patlama kaosunun bunu nasıl yapmış olabileceğini ve bu kesintilerin nasıl dalgalanan kütleçekim dalgalarıyla dolu bir evrene yol açmış olabileceğini gösteriyor.
Kozmik sicimler, evrenin ilk anlarından kalma varsayımsal kalıntılardır. Büyük Patlama'nın ilk saniyesinde, doğa güçleri birbirinden ayrılırken, evren birçok yoğun faz geçişinden geçti. Pek çok kozmolog, bu geçişlerin mükemmel olmaktan uzak olduğuna ve her birinin arkasında uzay-zamanda kusurlar bıraktığına inanıyor.
Bu kusurlar, o ilk günlerde meydana gelen (büyük ölçüde bilinmeyen ve karmaşık) fiziğin ayrıntılarına bağlı olarak çeşitli şekil ve özelliklere sahip olabilir. Kozmik sicimler muhtemelen bu kusurların en yaygın olanlarından biridir ve eğer mevcutlarsa, gerçekten egzotik nesneler olarak ortaya çıkacaklardır. Kalınlıkları bir protondan daha geniş olmayacak, evrenin bir ucundan diğer ucuna uzanacak ve o kadar yoğun olacaklardı ki, bir mil sicim Dünya'nın tamamından daha ağır olacaktı.
Ayrıca neredeyse yok edilemez olacaklardı. Henüz hakem değerlendirmesine sunulmayan yeni araştırmadan önce bilim insanları kozmik sicimlerin kararlı olduğuna inanıyorlardı. Kozmik sicimler bir kez oluştuğunda, Büyük Patlama'nın ilk anlarından günümüze kadar basitçe var oldular. Kozmik bir sicimi azaltmanın tek yolu, bunlardan ikisinin kesişmesi veya birinin kendi üzerine dönmesi olabilir. Bu gerçekleştiğinde, ortaya çıkan titreşimler kozmik sicimin bir parçacık yağmuruna ve yüksek enerjili radyasyona dönüşmesine neden olacaktı.
Ancak kozmik sicimlerden gelen böyle bir sinyal bugüne kadar bulunamadı ve bugüne kadar gökbilimciler bunların varlığına dair hiçbir kanıt ortaya çıkaramadı. Bu, kozmoloji açısından bir zorluk teşkil ediyor, çünkü evrenin erken dönemlerine ilişkin birçok model, kozmik sicimlerin varlığını öngörüyor. Peki, eğer Büyük Patlama sırasında kuantum sicimleri bol miktarda oluştuysa bunların hepsi nereye gitti?
Japonya'daki Kavli Evrenin Fiziği ve Matematiği Enstitüsü'nden araştırmacılar tarafından yürütülen yeni araştırmaya göre, belki de kozmik sicimler bir zamanlar düşündüğümüz kadar istikrarlı değil. Dizeler kararlı olmak yerine "yarı kararlı" olabilir. Metastabilite, fiziksel dünyanın her yerinde bulunan bir olgudur ve bir sistemin kendisini kararlı bir konumda bulması ve belirsiz bir süre boyunca orada kalmasıyla ortaya çıkar, ancak bu konumdan herhangi bir değişiklik, sistemin yeni bir düzenleme bulmasına neden olacaktır.
Örnek olarak, bir tepenin kenarından aşağı yuvarlanmayı hayal edin; çok dinamik ve istikrarsız bir durum. Tepenin kenarındaki bir çukurda geçici olarak durursanız artık yarı kararlısınız demektir. Hiçbir şey seni rahatsız etmiyorsa sonsuza kadar o boşlukta kalabilirsin. Ancak birisi sizi dürterse çukurdan düşecek ve tepeden aşağı düşmeye devam edeceksiniz.
Araştırmacılar, manyetik tek kutuplar olarak bilinen diğer egzotik varlıkların kozmik sicimi istikrarsızlaştırabileceğini buldu. Manyetik tek kutuplar (saf kuzey veya saf güney manyetik parçacıkları) erken evrenin faz geçişleri sırasında da yaratılabilir. Kozmik sicimlerin yakınında, anti-tek kutuplarla tek kutuplar oluşabilir ve ardından birbirlerini anında yok edebilirler. Çalışmanın yazarlarına göre, salınan enerji kozmik sicimi ikiye bölebilir ve kozmik sicimin eninde sonunda erimesine neden olacak bir istikrarsızlaştırma sürecini tetikleyebilir.
Kozmik sicim çözüldükçe titreşir ve bu titreşim, yerçekimi dalgalarının oluşumunu tetikleyebilir. Dolayısıyla, evrende şimdiye kadar neden bulamadığımızı açıklayan çok fazla kozmik sicim kalmamış olabilir, ancak bunların kütleçekimsel sinyalleri kalabilir.
Gerçekten de araştırmacılar, bu yarı kararlı kozmik sicimlerin olası sinyali olarak yakın zamanda keşfedilen kütleçekimsel dalgaların arka planına dikkat çekti. Gökbilimcilerin, evreni kapsayan zayıf titreşimlerden kozmik sicimlerin mi yoksa çarpışan kara delikler gibi başka bir kaynağın mı sorumlu olduğunu belirlemek için arka plan dalgalarını daha ayrıntılı olarak incelemeleri gerekecek.
