BÜYÜK PATLAMA TEORİSİ - EVRENİ ANLAMAK

    Çok büyük ve kaotik bir evrende yaşıyoruz. Ve içerisinde bulunduğumuz evrenin nasıl oluştuğu, nasıl bir yapısı olduğu ve nasıl davrandığı gibi sorular, insanlık tarihi boyunca her zaman merak ve araştırma konusu olmuştur. Evreni, doğa yasalarını anlamak ve modellemek, modellerimizin yetersiz kaldığı yerlerde yeni modeller üretmek bilimin asıl amacıdır.

Günümüzde evreni en iyi şekilde açıklayan ve anlaşılabilmesine büyük ölçüde fayda sağlayan Büyük Patlama Teorisi, evrenin tek bir noktadan başlayıp, genişleyerek günümüze kadar geldiğini öngören önemli bir modeldir. Teoriye göre, evren çok sıcak ve yoğun bir noktadan patlayıp, ivmelenerek genişlemektedir. Buradaki patlama kelimesinin kelimenin ilk anlamındaki patlama olarak değil, bir noktadan doğma, başlama anlamında kullanıldığını belirtmekte fayda vardır. Elbette, evrenin tek bir noktadan doğmuş olabileceği fikri, değişik gözlem ve kanıtlar sonucu bir takım analizlerin ışığında ortaya atılmıştır.

EVREN GENİŞLİYOR !!!

Evrenin genişlemesi, Büyük Patlama Teorisi'nin yapı taşı niteliğindedir. 1920'li yıllarda Edwin Hubble yapmış olduğu gökyüzü gözlemlerinde bize göre çok uzak olan galaksi kümelerinin renklerinin kırmızıya kaydığını keşfetti. Peki, bu ne anlama geliyordu? Bu durum fizikçiler tarafından Doppler Etkisi olarak adlandırılır. Doppler Etkisi, sesin ve ışığın frekanslarının göreceli olarak değiştiğini söyler. Tıpkı uzaktaki arabanın sesinin kalın, yanımızdan geçen arabanın sesinin ince olması gibi. Bize yaklaşan sesler tizleşir(incelir) ve bizden uzaklaşan sesler ise pesleşir(kalınlaşır). Burada bize göre sesin frekansı değişmektedir. Ancak, gerçekte sesin frekansında herhangi bir değişiklik olmaz. Bu durum, arabanın yaklaşmasından veya uzaklaşmasından kaynaklı olarak göreli bir algı durumudur.  Aynı şekilde bizden uzaklaşan yıldızların ışıklarındaki parlaklık, bizden uzaklaştıkça azalarak kırmızıya kayar. Bu kayma, galaksi kümelerinin bizden uzaklaştığını gösterir. Hubble'ın bu büyük keşfi, evrenin genişliyor olduğu fikrinin ortaya çıkmasına neden oldu. 

Evren ile ilgili en önemli bilgi kaynağımız ışıktır. Gök cisimlerini gözlemleyebilmemiz, evrende neler olup bittiğini anlayabilmemiz adına yaptığımız en önemli şey dünyamıza gelen ışığı yorumlamak ve analiz etmektir. Az önce de bahsettiğimiz gibi gök cisimlerinden gelen ışığın kırmızıya kayması bize evrenin genişlediğini gösterdiği gibi daha bir çok bilgiyi de içermektedir. Gök cisimlerinden yayılan ışık dünyamıza gelene kadar milyarlarca ışık yılı yol kat eder ve uzayda yapmış olduğu uzun bir yolculuğun ardından dünyamıza ulaşır. Ve biz aslında gece gökyüzüne baktığımızda yıldızların milyarlarca yıl önceki halini görürüz. Mesela bir yıldızın kaydığını gördüğümüzde aslında o yıldız şuan kaymamaktadır. Milyarlarca yıl önce kayan bir yıldızın son yayımladığı ışık yeryüzüne yeni ulaştığı için biz o yıldızın kayışını şimdi görürüz. Aynı şekilde, eğer güneş birden yok olsaydı biz güneşin yok olduğunu 8 dakika sonra anlayabilirdik. Çünkü güneşten gelen bir ışık yer yüzüne 8 dakika sonra ulaşır. Peki Işık, diğer bir deyişle elektromanyetik dalga bize evrenin var oluşunun ilk dönemleri hakkında da bilgi verebilir mi? Evrenin ilk zamanlarından bu yana uzayda yolculuk yapan ve günümüze kadar gelen elektromanyetik dalgalar var mıdır?

KOZMİK MİKRO DALGA ARKA PLAN IŞIMASI BULUNDU!

Yazımın bu kısmından itibaren ışık yerine “foton” kelimesini kullanarak devam edeceğim. Çünkü ışık, foton adı verdiğimiz küçük enerji paketçiklerinden meydana gelmektedir ve ışığın frekansını ve tüm özelliklerini bu foton adı verdiğimiz parçacıkların enerjileri belirler. 

Hubble’ın evrenin genişlemesine dair bulduğu en önemli kanıtın arkasında şu gerçeklik yatıyordu. Evren hızla genişliyor ise zamanı geriye alarak düşünürsek, şu an birbirinden uzaklaşan bütün cisimler bir zamanlar bir aradaydılar ve eğer ilk başına gidersek bütün madde bir zamanlar sonsuz küçük tekil bir noktada sıkışmış durumdaydı. O halde, evren sonsuz, tekil, küçük ve yoğun bir noktadan genişlemeye başlamıştır. Buradaki genişlemeye başlama durumuna patlama adı verilse de gördüğünüz üzere bu bildiğiniz gibi bir patlama değil genişleme ifadesidir. Evren genişlemeye başladıktan 380.000 yıl sonra ilk atomlar meydana gelmiştir. Bu 380.000 yıl içerisinde evren atomların oluşmasına izin vermeyecek kadar çok sıcaktı ve sadece atom altı parçacıklar oluşabiliyordu. İlk Hidrojen atomu oluştuğunda evren 3000 Kelvin sıcaklığına kadar soğumuştu. Ancak bu sıcaklık bize göre hala çok yüksek bir sıcaklık olup, yaklaşık 2727 santigrat derecedir. Bu soğuma gerçekleştiğinden dolayı artık atomların oluşabilmesi için uygun şartlar oluşmaya başlamıştı. Evren ilk haline göre daha az yoğun ve sıcak olduğundan artık fotonlar da uzay boşluğunda hareket edebilmeye başladı. Atom veya herhangi bir parçacık ile etkileşmeden uzay boşluğunda ilerleyebildiler. 380.000 yıl önce evren homojen bir şekilde hidrojen atomlarından meydana geliyordu. Şuan ki bildiğimiz yıldızlar, galaksiler, gök adalar, samanyolları gibi,  kısaca bildiğimiz hiçbir şey yoktu. Eğer büyük patlama teorisi doğru ise bu 3000 Kelvin sıcaklığındaki hidrojen atomlarının yapmış olduğu enerji salınımları yani yaydıkları fotonlar, günümüzdeki evrende saptanabilmeliydi. Homojen olarak evrenin her köşesinden bu ışınımların gözlenebilmesi büyük patlama teorisinin en önemli ikinci kanıtı olma niteliği taşımaktaydı. Bu ışınımlar, evren genişlediğinden dolayı uzayda seyahat ederken frekansları azalacak ve bize gelene kadar radyo dalgaları mertebesinde olacaklardı ve teorinin de ön gördüğü gibi 1960 yılında kozmik mikro dalga arka plan ışımaları deneysel olarak gözlemlendi. Aynı zamanda bu durum evrenin sıcaklığının homojen bir şekilde dağıldığını ve evrendeki her noktanın sıcaklığının yaklaşık 3 Kelvin olduğunu da gösterdi. Büyük patlama teorisinin bugün geçerliliğini korunmasının ve evrenin var oluşunu en iyi açıklayan model olmasının en büyük nedeni bu iki sağlam kanıta sahip olmasıdır.

          Peki, Büyük patlamadan önce ne vardı? 

          Büyük patlamaya sebebiyet veren neydi ? 

          Evren ne oldu da birden genişlemeye başladı ?

          Büyük patlamadan önce başka evrenler var mıydı? 

          Evrenin sonu ne olacak, hep bu şekilde genişlerse bizi nasıl bir son bekliyor?

Büyük patlama teorisi bu sorulara henüz cevap verememektedir. Bu soruların cevabını arayan yeni evren modelleri üzerinde çalışmalar sürdürülse de bu soruların cevaplarını kapsayan yeni bir model ortaya çıkıp kendini ispatlayana kadar  Büyük Patlama Teorisi güçlü bir şekilde geçerliliğini koruyacaktır.

Bilimle kalın…

Profesör Hanım