Kozmik Enflasyon:Evren Işıktan Hızlı mı Genişledi?

İçerik Yazarı: Tuana Bakır

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Kesik

Merakınız sizi evrenin bilinmezliklerine doğru bir keşfe çıkarırken, eminim ki "Evren nasıl başladı?" ya da "Nasıl genişledi?" gibi sorularla sizi karşı karşıya bırakmıştır. Yıllar önce bilim insanları da bu büyük sorularla karşı karşıya kaldılar. 1980’lerin başında Alan Guth adlı bir bilim insanı bu soruyu anlamaya yoğunlaştı ve Kozmik Enflasyon teorisini ortaya attı.

Guth, evrenin birbirine en uzak iki ucunun neredeyse aynı sıcaklıkta olmasının bir tesadüf olamayacağını savundu. Evrenin Büyük Patlama anında (bu kısım biraz tartışmalı, çünkü enflasyonun Big Bang’den tam olarak ne kadar sonra gerçekleştiği hâlâ araştırılıyor) devasa bir şekilde genişlemiş olması gerektiğini söyledi. Bunu da "Yalancı Vakum" (False Vacuum) kavramıyla açıkladı. Nedir bu yalancı vakum derseniz; evreni bir taş gibi düşünün. Bu taşın biri küçük diğeri büyük iki çukuru varken, taşın küçük çukurda takılıp kaldığını düşünün. Fizikte,bu durum uzayın dokusunda devasa bir negatif basınç(itici kütleçekim) oluşturdu ve işte bu gizemli itiş gücü, evrenin saniyenin trilyonda birinden kısa bir sürede genişlemesini sağladı.Guth’un bu teorisi her ne kadar devrimsel olsa da, "Peki bu genişleme nasıl pürüzsüzce durdu?" gibi cevapsız sorular doğurdu.

Çünkü bu genişleme hayal edilemeyecek kadar hızlıydı. Şöyle hayal edin: Evren, saniyenin trilyonda birinden bile daha kısa bir sürede (yaklaşık 10-32 saniye), bir atom çekirdeği boyutundan bir portakal boyutuna ulaştı. Bu, bildiğimiz tüm fizik kurallarını zorlayan, ışık hızından kat kat daha büyük bir genişleme hızıdır. Işık hızı sınırı sadece uzay içindeki maddeler için geçerlidir; uzay-zamanın kendisi bu kurala tabi değildir. İşte bu "ışık hızını aşan" kritik saniye, evrenin her yerinin birbirine dokunmasını sağlayarak bugün gördüğümüz o muazzam sıcaklık dengesini kurdu. Ancak Guth, bu muazzam hızın pürüzsüz bir şekilde nasıl sona erdiğini açıklamakta zorlanıyordu.

İşte tam bu noktada Andrei Linde devreye girdi. Linde, Guth’un o takılıp kalan taşını aldı ve evrenin bir çukura hapsolmak zorunda olmadığını söyledi. Bu süreci pürüzsüz bir yokuşa benzetti. Fizik’te biz buna Inflaton Alanı diyoruz. Yani evren, bu pürüzsüz yokuştan aşağıya doğru düzenli ve sakin bir şekilde süzülerek genişleyebildi. Bu sayede genişleme aniden ve hatalı bir şekilde değil, enerjisini yavaşça kaybederek bitti.

Peki, evren bu pürüzsüz yokuştan aşağı inerken bugün bildiğimiz o devasa enerji nasıl ortaya çıktı? Linde’nin teorisinde evren yokuşun dibine ulaştığında, taşıdığı bu gizemli potansiyel enerji bir anda parçacıklara dönüşmeye başlar. Fizikte "Yeniden Isınma" (Reheating) dediğimiz bu süreçte evren, adeta küllerinden doğan bir Anka kuşu gibidir. Boşluktan, hayal edilemeyecek kadar sıcak bir madde denizi doğar. Yani enflasyon sadece evreni büyütmekle kalmamış, aynı zamanda içini dolduracak olan tüm malzemeyi de bu "yeniden doğuş" anında hazırlamıştır.

Yıllar sonra bu teoriler ortaya atıldıktan sonra, evrenin doğuş anından bu yana 13,8 milyar yıldır bize doğru yolculuk eden fotonlar, yani Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işıması, bu gizemi kanıtladı. NASA’nın WMAP ve Planck uyduları, bu ışığın içindeki çok küçük sıcaklık farklarını (anizotropileri) ayırt ederek evrenin yaşını ve düzlük problemini bu şekilde kanıtladı. Bugün gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz o kadim ışık, aslında enflasyonun evrenin dokusuna bıraktığı en büyük miras.