Kozmolojik modellerde tedirgeme ve foton jeodeziği

Kozmologlar bugüne değin modern kozmolojide iki nokta üzerinde durmuşlardır. İlki Evrenin geçirdiği tüm evrelerin açıklanması, ikincisi ise Evrenin geçmişinin ne olduğu, bugünü ve geleceğinde yapısının ne olacağıdır. Kozmolojinin son 30 yılda yaşadığı hızlı değişim her iki noktada daha detaylı cevapların ve soruların bulunmasına neden olurken, kozmolojinin ilk dönemlerinde oluşturduğu külliyatın ürünü olarak ortaya çıkmıştır. Einstein'ın pek çok noktada yeni kulvarlar yarattığı öncü çalışması olan Genel Görelilik teorisinin ortaya çıkışının üzerinden bir yüzyıl geçmesinin ardından kozmoloji geniş ölçekteki olgulardan, yüksek enerji fiziğinin ilgilendiği noktalara kadar pek çok farklı alana değinmiş durumda. Özellikle A.Guth'un 1981'de yayınladığı çalışma yüksek enerji fiziği ile kozmoloji arasında yeni bir bağ kurarken, geliştirdiği enflasyon mekanizması ile Evrenin ilk dönemlerinde ortaya çıkan ve kozmologların uzunca bir süredir ilgilendiği ufuk problemi, ilksel tedirgeme vb... gibi sorunlara yenilikçi bir çözüm getiriyordu. Bu yenilikçi çözümle birlikte astrofizikçilerin ortaya koyduğu Kozmik Mikrodalga Ard alan Işıması (CMBR) olarak bilinen olgunun önemi daha çok arttı. Sachs-Wolfe'un 1967 yılında ortaya koyduğu çözümde CMBR'ın metrikte yaşanan ilksel tedirgemelerin ve Son Saçılma Yüzeyinden (LSS) gelen fotonların bilgisi ile yakından ilgili olduğunu ifade edilmişti. Sachs-Wolfe'un çalışmalarında ortaya koyduğu ve onun bir parçası olan Integrated Sachs Wolfe (ISW) etkisi olarak bilinen fiziksel etki, gözlemlerle de uyumlu olarak modern kozmolojik modellerin sınanmasında ve hangilerinin geçerli olup, hangilerinin geçerli olmadığı konusunda önemli bir araç olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte ISW, modern kozmolojinin ortaya attığı ve bazı mekanizmaları ile olguları açıklamakta kullanılan alternatif gravite teorileri, karanlık enerjinin doğası vb.. gibi olgular için de önemli bir kıstas sunmaktadır. Çalışmamızda odaklandığımız alternatif gravite modellerinden olan f(R) teorisi, GR'da oluşturulan teorinin altyapısına dayanmakla birlikte ondan önemli farkı GR'da Lagrangeyeni oluşturan Ricci skalerinin rastgele bir fonskiyon olarak tanıtılmasıdır. Bununla birlikte, f(R) teorisi ivmelenerek genişleyen Evreni ve Evrenin yapısını ortaya koymak için önemli bir kaynak sağlarken, geniş ölçekteki yapılarda zayıf gravitasyonel mercekleme ya da geç zaman ISW etkilerinde gözlemlenebilmektedir. ISW etkisi f(R) teorisini de sınırlandırmak açısından da önemli kaynaklar sağlamaktadır. Çalışmamızın ikinci bölümde genel kozmolojinin tarihsel gelişimine uygun bir sunum yapılırken, üçüncü bölümde metrik tedirgemelere bir giriş üzerinde duruldu. Dördüncü bölümde bu tedirgemelerin fiziksel sonucu olan Sachs-Wolfe etkisi üzerinde durulurken, beşinci bölümde f(R) teorisine bir giriş yapıldı. Çalışmamızda foton jeodeziği, metrik tedirgeme ve bunların fiziksel gözlemlerine ait sonuçlar üzerinde literatür taraması gerçekleştirildi. Alternatif gravite modellerinin Sachs-Wolfe ve Integrated Sachs Wolfe gibi etkilerin fotonların izi olduğu kanısı üzerinde durduk. İleriki çalışmalarımızda yakın bir gelecekte bu alternatif modellerin etkileri üzerinin sayısal analizleri üzerinde duracağız.