Evrenin madde ağırlıklı yapısının nasıl oluştuğu, bilim dünyasının en büyük gizemlerinden biri olmaya devam ediyor. Antimaddenin de var olduğu evrenin ilk anlarında, neden madde lehine bir dengesizlik yaşandığı bilinmiyordu. Ancak son yapılan araştırmalar, evrenin oluşumundan hemen sonra ortaya çıkan küçük kara deliklerin patlamalarının bu dengenin madde lehine kaymasına yol açmış olabileceğini ortaya koyuyor.
Sonuçları Amerikan Fizik Derneği’nin Küresel Fizik Zirvesi’nde açıklanan çalışma, “birincil kara delikler” olarak adlandırılan bu minik kara deliklerin, Büyük Patlama’dan hemen sonra oluştuğunu ve çok kısa sürede buharlaşıp infilak ettiğini gösteriyor. Bu patlamaların, evrenin erken dönemindeki yoğun madde-antimadde savaşında maddeye üstünlük sağlayacak koşullar yaratmış olabileceği belirtiliyor. Araştırmanın öncüsü fizikçi Alexandra Klipfel, bu enerjik patlamaların evrenin madde dolu haline geçişini tetiklemiş olabileceğini ifade ediyor.
Bilim insanları, evrenin başlangıcında madde ile antimaddenin eşit oranda var olduğunu düşünüyor. Ancak madde ve antimadde karşılaştıklarında birbirlerini yok ediyorlar. Eğer evrende madde lehine herhangi bir avantaj oluşmamış olsaydı, bugün yıldızlar, gezegenler ve galaksiler gibi yapılar olmayacaktı. Klipfel ve ekibi, bu küçük kara deliklerin patlamalarının oluşturduğu şok dalgalarının madde-antimadde arasındaki dengenin bozulmasına neden olduğunu iddia ediyor.
Bu birincil kara delikler, henüz proton ve nötronların oluşmadığı, evrenin kuark-gluon plazması evresi olarak bilinen yoğun maddenin içinde, küçük araç ağırlığında (yaklaşık bin kilogram) oluştu. Bu kara delikler, Hawking radyasyonu adı verilen bir süreçle enerji yayıp kütle kaybederek varlıklarını çok kısa süre içinde sonlandırdı. Patlamaları sırasında yaydıkları enerji, evrenin erken döneminde kuark-gluon plazmasında şok dalgaları yarattı. Ekip, bu dalgaların ortamı büyük bir sıcaklık farkıyla ikiye böldüğünü ve farklı fiziksel koşullar yarattığını ortaya koydu.
Şok dalgalarının içindeki sıcaklık o kadar yüksekti ki, parçacıklar kütle kazanmalarını sağlayan Higgs mekanizmasının işleyemediği bir ortam oluştu. Buna karşın dalganın dış kısmında parçacıklar kütleye sahipti. Parçacıkların bu sınırı geçişinde kütle değişimi yaşaması, ve erken evrende etkili olan diğer fiziksel olaylarla birlikte, maddede fazlalık yaratacak bir denge kaymasına yol açtı. Bu dengenin kızışan ve genişleyen şok dalgasıyla birlikte kilitlendiği düşünülüyor.
Bu mekanizmanın evrendeki maddenin hakimiyetini açıklaması için, Büyük Patlama’dan hemen sonra çok sayıda birincil kara deliğin oluşup patlaması gerektiği anlaşılıyor. Bu önemli keşif, evrenin oluşumuna dair birçok soruya yeni bir pencere açarken, kara deliklerin kozmolojik etkilerine ilişkin araştırmalara da ivme kazandırabilir. Henüz doğrudan gözlemlenemeyen bu kara deliklerin varlığı, onların kısa ömürlü patlama izleri sayesinde dolaylı yoldan araştırılabilir hale geliyor.
Gelecekte yapılacak çalışmalar, bu patlamaların evrenin gelişim süreci üzerindeki etkilerini daha ayrıntılı biçimde ortaya koyabilir. Ayrıca, birincil kara deliklerin evrende başka hangi roller üstlenmiş olabileceği ve madde-antimadde dengesinde oynadığı diğer potansiyel etkiler de keşfedilmeyi bekliyor. Evrenin sırlarının çözülmesinde küçük kara deliklerin büyük rolü olduğuna dair bu bulgu, fizik dünyasında yeni soruları ve araştırma alanlarını gündeme getiriyor.
📎 Kaynak: sciencenews.org
