Fizikçiler Evrenimizin İlkel Kuantum Yapısını Simüle Ettiler

Yeterince uzun süre gökyüzüne bakın ve Evren geceleri bir şehre benzemeye başlar. Galaksiler, dağınık sokak lambalarının özelliklerini üstleniyor karanlık madde mahallelerikıyıları boyunca uzanan gaz karayolları ile bağlantılı galaksiler arası hiçlik.

Evrenin bu haritası önceden belirlenmiş, kuantum fiziğinin en ufak titremesinde ortaya konmuştu. Büyük patlama 13,8 milyar yıl önce uzay ve zamanın genişlemesine başladı.

Yine de bu dalgalanmaların tam olarak ne olduğu ve atomların bugün gördüğümüz devasa kozmik yapılarda toplanmasını sağlayacak fiziği nasıl harekete geçirdikleri hala net değil.

olarak adlandırılan bir dönemden sonraki anların yakın tarihli bir matematiksel analizi. enflasyon çağı Bebek Evreni dolduran, kaynayan kuantum fırınında bile bir tür yapının var olabileceğini ortaya koyuyor ve bugünkü düzenini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.

Almanya’daki Göttingen Üniversitesi’nden ve Yeni Zelanda’daki Auckland Üniversitesi’nden astrofizikçiler, parçacık hareketi simülasyonları ve bir tür yerçekimi/kuantum modelleme şişme meydana geldikten sonra parçacıkların yoğunlaşmasında yapıların nasıl oluşabileceğini tahmin etmek.

Bu tür modellemenin ölçeği biraz akıllara durgunluk veriyor. Bir boşluğa ancak 10 sıkıştırılmış 20 kilograma kadar olan kütlelerden bahsediyoruz.-20 metre genişliğinde, Evrenin sadece 10 yaşında olduğu bir zamanda-24 saniye eski.

“Simülasyonumuz tarafından temsil edilen fiziksel alan, milyonlarca kez tek bir protona sığar.” söz konusu Göttingen Üniversitesi’nden astrofizikçi Jens Niemeyer.

“Muhtemelen şimdiye kadar gerçekleştirilen Evrenin en küçük alanının en büyük simülasyonu.”

Evrenin varlığının bu erken aşaması hakkında bildiklerimizin çoğu, sadece bu tür matematiksel hafiyelere dayanmaktadır. Evrende titreşen hala görebildiğimiz en eski ışık, Kozmik Fon Radyasyonu (CMB) ve tüm gösteri o zamana kadar yaklaşık 300.000 yıldır yoldaydı.

Ama antik radyasyonun o zayıf yankısında neler olduğuna dair bazı ipuçları var.

SPK’nın ışığı, rekombinasyon çağı olarak bilinen dönemde, sıcak, yoğun enerji çorbasından atomlar halinde birleştirilen temel parçacıklar olarak yayıldı.

Gökyüzündeki bu arka plan radyasyonunun haritası, Evrenimizin birkaç yüz bin yıl öncesine kadar bir tür yapıya sahip olduğunu gösteriyor. Maddeyi nihayetinde yıldızların tutuştuğu, galaksilerin sarmal oluşturduğu ve kütlelerin bugün gördüğümüz kozmik şehirde toplandığı alanlara sürükleyebilecek biraz daha soğuk parçalar ve biraz daha sıcak parçalar vardı.

Bu bir soru ortaya çıkarıyor.

Evrenimizi oluşturan alan genişliyor, yani Evren bir zamanlar çok daha küçük olmalıydı. Bu nedenle, şimdi etrafımızda gördüğümüz her şeyin bir zamanlar bu kadar sıcak ve soğuk parçaların ortaya çıkamayacağı kadar sınırlı bir hacme tıkılmış olması mantıklıdır.

Fırındaki bir fincan kahve gibi, yeniden ısınmadan önce hiçbir parçanın soğuması mümkün değildi.

Enflasyon dönemi bu sorunu çözmenin bir yolu olarak önerildi. Big Bang’in saniyesinin trilyonda biri içinde, Evrenimiz çılgınca bir boyuta sıçradı, esasen kuantum ölçeğindeki tüm varyasyonları yerinde dondurdu.

Bunun göz açıp kapayıncaya kadar olduğunu söylemek yine de adaleti yerine getirmezdi. 10 gibi başlayacaktı36 Big Bang’den saniyeler sonra ve 10 ile sona erdi32 saniye. Ancak, uzayın, sıcaklıktaki küçük değişikliklerin tekrar yumuşamasını önleyen oranlara uyması için yeterince uzundu.

Araştırmacıların hesaplamaları, şişmeden sonraki bu kısa ana odaklanıyor ve o sırada kuantum dalgalanmalarının köpüğünden katılaşan temel parçacıkların, uzay-zamanın kendisini kırıştıracak kadar yoğun maddeden oluşan kısa haleler oluşturabildiğini gösteriyor.

“Bu tür yapıların oluşumu, hareketleri ve etkileşimleri, yerçekimi dalgalarının arka plan gürültüsünü oluşturmuş olmalı.” söz konusu Göttingen Üniversitesi astrofizikçisi Benedikt Eggemeier, çalışmanın ilk yazarı.

“Simülasyonlarımızın yardımıyla bunun gücünü hesaplayabiliriz. yerçekimi dalgası gelecekte ölçülebilir olabilecek bir sinyal.”

Bazı durumlarda, bu tür nesnelerin yoğun kütleleri maddeyi içine çekmiş olabilir. ilkel kara deliklernesnelerin gizemli çekimine katkıda bulunduğu varsayılır. karanlık madde.

Bu yapıların davranışının, bugün Evrenimizin büyük ölçekli kümelenmesini taklit etmesi, günümüzün yıldızların, gazların ve galaksilerin dağılımından doğrudan sorumlu olduğu anlamına gelmez.

Ancak bu taze pişmiş parçacıklar arasında ortaya çıkan karmaşık fizik, Evren dediğimiz parıldayan ışıkların ve karanlık boşlukların yuvarlanan manzarası arasında gökyüzünde hala görülebilir.

Bu araştırma yayınlandı Fiziksel İnceleme D.

Bu makalenin bir sürümü ilk olarak Mart 2021’de yayınlandı.

Leave a Reply

Your email address will not be published.