Yaklaşık 400.000 yıl Büyük Patlama’dan sonra, bebek evrenin ilkel plazması, ilk atomların birleşmesi için yeterince soğudu ve gömülü radyasyonun serbestçe uçması için yer açtı. Bu ışık – kozmik mikrodalga arka plan (CMB) – gökyüzünde her yöne doğru akmaya devam ederek, özel teleskoplar tarafından toplanan ve hatta eski katot ışını televizyonlarında statik olarak ortaya çıkan erken evrenin bir anlık görüntüsünü yayınlıyor.
Bilim adamları 1965’te CMB radyasyonunu keşfettikten sonra, köpüren bir plazma olduğu zamanki kozmosun tam durumunu gösteren küçük sıcaklık değişimlerini titizlikle haritaladılar. Şimdi, evren olgunlaştıkça milyarlarca yılda gelişen büyük ölçekli yapıları kataloglamak için SPK verilerini yeniden amaçlıyorlar.
SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ndan bir kozmolog olan Kimmy Wu, “Bu ışık, evrenin tarihinin büyük bir bölümünü deneyimledi ve nasıl değiştiğini görerek, farklı dönemler hakkında bilgi edinebiliriz” dedi.
Yaklaşık 14 milyar yıllık yolculuğu boyunca SPK’dan gelen ışık, önüne çıkan tüm maddeler tarafından esnetildi, sıkıştırıldı ve büküldü. Kozmologlar, CMB ışığındaki birincil dalgalanmaların ötesine, galaksiler ve diğer kozmik yapılarla etkileşimlerin bıraktığı ikincil izlere bakmaya başlıyorlar. Bu sinyallerden, hem sıradan maddenin (atomik parçalardan oluşan her şeyin) hem de gizemli karanlık maddenin dağılımı hakkında daha net bir görüş elde ediyorlar. Buna karşılık, bu içgörüler, uzun süredir devam eden bazı kozmolojik gizemleri çözmeye ve bazı yenilerini ortaya çıkarmaya yardımcı oluyor.
“SPK’nın bize sadece evrenin başlangıç koşullarından bahsetmediğini anlıyoruz. Ayrıca SLAC’ta bir kozmolog olan Emmanuel Schaan, “Aynı zamanda bize galaksilerin kendileri hakkında da bilgi veriyor” dedi. “Ve bunun gerçekten güçlü olduğu ortaya çıktı.”
Gölgeler Evreni
Yıldızların yaydığı ışığı izleyen standart optik taramalar, gökadaların altında yatan kütlelerin çoğunu gözden kaçırır. Bunun nedeni, evrenin toplam madde içeriğinin büyük çoğunluğunun teleskoplar tarafından görülmemesidir – ya karanlık madde kümeleri ya da galaksiler arasında köprü oluşturan dağılmış iyonize gaz olarak görüş alanının dışındadır. Ancak hem karanlık madde hem de saçılan gaz, gelen CMB ışığının büyütmesi ve rengi üzerinde saptanabilir izler bırakır.
Schaan, “Evren, galaksilerin başrolde olduğu ve CMB’nin arka ışık olduğu gerçekten bir gölge tiyatrosu” dedi.
Gölge oyuncuların çoğu artık rahatlıyor.
CMB’den gelen hafif parçacıklar veya fotonlar, gazdaki elektronları galaksiler arasında saçtığında, daha yüksek enerjilere çarparlar. Ek olarak, bu galaksiler genişleyen evrene göre hareket halindeyse, CMB fotonları, kümenin göreli hareketine bağlı olarak yukarı veya aşağı ikinci bir enerji kayması elde eder.
Sırasıyla termal ve kinematik Sunyaev-Zel’dovich (SZ) etkileri olarak bilinen bu etki çifti, ilk olarak 1960’ların sonunda teorileştirildi ve son on yılda artan bir hassasiyetle tespit edildi. SZ etkileri birlikte, CMB görüntülerinden çıkarılabilecek karakteristik bir imza bırakarak, bilim adamlarının evrendeki tüm sıradan maddelerin yerini ve sıcaklığını haritalandırmasına olanak tanır.
Son olarak, zayıf yerçekimsel mercekleme olarak bilinen üçüncü bir etki, büyük nesnelerin yakınından geçerken CMB ışığının yolunu bükerek, CMB’yi sanki bir şarap kadehinin tabanından görülüyormuş gibi bozar. SZ efektlerinden farklı olarak mercekleme, karanlık veya başka türlü tüm maddelere karşı hassastır.
Birlikte ele alındığında, bu etkiler kozmologların sıradan maddeyi karanlık maddeden ayırmasına olanak tanır. Daha sonra bilim adamları, kozmik mesafeleri ölçmek ve hatta yıldız oluşumunu izlemek için bu haritaları galaksi araştırmalarından elde edilen görüntülerle kaplayabilir.
