• Japon bilim insanlarından oluşan ekip, evrenin yedi milyar yıl önceki sıcaklığını ölçmek için kozmik mikrodalga arka plan (KMAB) radyasyonunu kullandı.
• Ölçüm, o dönem için Mutlak Sıfır'ın $5.13 \pm 0.06$ Kelvin ($\text{K}$) üzerinde, yani bugünkü $2.7 \text{K}$ sıcaklığının yaklaşık iki katı olduğunu gösterdi.
• Araştırma, bu orta mesafedeki evren tarihinde elde edilen en hassas sıcaklık ölçümü oldu ve Büyük Patlama modelinin öngörüsüyle mükemmel uyum sağladı.
• Şili'deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre altı Dizisi (ALMA) arşiv verileri kullanılarak yapılan bu doğrulama, evrenin kökeni ve evrimi hakkındaki standart modelin güvenilirliğini artırdı.

Evrenin soğuma süreci matematiksel kesinlik kazandı

Keio Üniversitesi'nden doktora öğrencisi Tatsuya Kotani ve Profesör Tomoharu Oka liderliğindeki araştırma ekibi, evrenin geçmişteki sıcaklığını ölçerek kozmoloji alanında çığır açan bir başarıya imza attı. Araştırmacılar, Büyük Patlama'nın tüm uzaya yayılan zayıf art parıltısı olan kozmik mikrodalga arka plan (KMAB) radyasyonunun sıcaklığını ölçtü.

Bugünkü radyasyon yerine, bize ulaşmak için tam yedi milyar yıl yol kat eden ışığı inceleyen bilim insanları, evrenin uzak geçmişteki sıcaklığını belirledi. Ölçümlerine göre evrenin sıcaklığı, o dönemde Mutlak Sıfır'ın $5.13$ Kelvin ($\text{K}$) üstünde ($\pm 0.06 \text{K}$) çıktı. Bu sıcaklık, evrenin bugünkü $2.7 \text{K}$ olan sıcaklığının neredeyse iki katına karşılık geliyor.

ALMA verileri ile elde edilen rekor hassasiyet

Bu ölçümü özel kılan unsur, elde edilen yüksek hassasiyettir. Japon ekip, bu amaca ulaşmak için Şili'deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre altı Dizisi'nden (ALMA) arşivlenmiş verileri kullandı. Uzak bir kuasardan gelen ışığı analiz eden ekip, bu ışık uzayda ilerlerken kozmik arka plan radyasyonuyla etkileşime girdiğini tespit etti.

Bu etkileşim, araştırmacıların sıcaklığı benzeri görülmemiş bir doğrulukla belirlemelerini sağlayan belirleyici işaretler bıraktı. Daha önce evrenin çok erken dönemleri ve günümüz için ölçümler mevcut olsa da, bu başarı, evren tarihinde bu orta mesafede elde edilen en hassas sıcaklık ölçümü olma özelliğini taşıyor. Bu kritik ölçüm, evrenin tarihsel hikayesindeki önemli bir boşluğu doldurdu.

Standart kozmoloji modeli en güçlü testini geçti

Evrenin kökeni ve evrimi üzerine yapılan çalışmalar, kozmolojik standart model adı verilen bir çerçeveye dayanır. Bu model, evrenin nasıl davranması gerektiği konusunda spesifik ve test edilebilir tahminlerde bulunur; bunlardan biri de evrenin genişledikçe soğuması ve geçmişte daha sıcak olması gerekliliğidir.

Kotani'nin ekibinin yüksek hassasiyetli sıcaklık ölçümü, bu tahminlerle neredeyse mükemmel bir şekilde örtüşerek, standart modelin sağlam bir temele dayandığına dair güveni pekiştiriyor. Araştırmanın önemi, bir hava durumu tahminine benzetilerek açıklanabilir: Tahmin yağmur öngörürse ve yağmur yağarsa, tahmine olan güven artar; benzer şekilde, kozmologlar yedi milyar yıl önce belirli bir sıcaklık öngördüğünde ve gözlemler bunu doğruladığında, modellere olan güven artmaktadır.