Uzay Penceresinden - Prof.Dr.Halil KIRBIYIK - E. ODTÜ Dekanı
Köşe Yazarı
Uzay Penceresinden - Prof.Dr.Halil KIRBIYIK - E. ODTÜ Dekanı
 

EVREN BİLİM -5 Büyük Patlama

Şimdiye kadar verilen deneysel ve gözlemsel bilgilerle, içinde yaşadığımız evreni, en iyi Büyük Patlama modelinin açıkladığını anlattık. Şimdi sıra sıfır zamanda (tekil noktada) BP’nın başlangıcının anlaşılmasında. Ancak öncesinde başka bir noktaya daha değinmek yerinde olacaktır. Büyük Patlama evren modeli üzerinde çalışmalar ve evrenin başlangıcı, şu anki durumu ve gelecekte nasıl olacak tartışmaları sürerken 1998 yılına gelinir. O yıl önemli bir keşif daha yapılır. İşte o yıl Brian Greene’in (Saklı Gerçeklik kitabındaki) ifadesiyle, Einstein’ın kozmolojik sabiti “Lamda (Λ) ” geri dönüş yapar.           1990’larda Saul Perlmutter’in başkanlığında Süpernova (üst dev veya patlayarak evrene büyük miktarda enerji yayan yıldızlar) Kozmoloji Projesi ve Brian Schmidt’in başkanlığında Yüksek z- (kırmızıya kayma ölçüsü- genişleme ölçüsü) Süpernova Araştırma Ekibi kurulur. Bu ekiplerin amacı Einstein’ın 1918 yılında, genel görelilik denklemlerini çözerken matematiksel olarak ortaya attığı Lamda sabitinin sıfır olup olmadığını bulmaya yönelik bir çalışma yapmaktır. Hatırlarsak söz edilen sabit, matematik denklemlerinin çözümü durgun hal evren modeline uysun diye konulmuştu. Hatta Einstein, evrenin genişlediği gözlemsel olarak ispatlandıktan sonra bunun hayatının en büyük gafı olduğunu söylemişti. Yapılan gözlemlerle, Tip I olarak adlandırılan süpernovaların tayflarının incelenmesi sonucu, söz konusu Lamda sabitinin sıfır olmadığı bulunur. Başka bir deyişle, bu çalışma sonucunda ivmeli olarak genişleyen evren ve kozmolojik sabit Lamda için gözlemsel kanıt elde ediliyordu. Evren, Hubble’ın 1929’da keşfettiği gibi sadece genişlemiyor, fakat ivmelenerek (hızını artırarak) genişliyordu. Bulgulara göre evrenin genişlemesi 7 milyar yıl öncesine kadar yavaşlıyor, ancak ondan sonra ivmelenerek genişlemeye başlıyor ve halen ivmelenme devam ediyor.  20 yy’ın sonunda ve 21 yy’ın başında gelen bu keşfin yorumu; sıfırdan farklı kozmolojik sabitin karanlık enerji olarak adlandırılan bir enerjiye tekabül ettiğidir. Brian Greene “Saklı Gerçeklik” kitabında “ Kozmolojik sabit uzaya yayılan enerjiden başka bir şey değildir.” demektedir. Bunu da kuantum belirsizliği ve tüm kuantum alanlarında gözlenen titremeler yaratmaktadır.                 Karanlık enerji çekim kuvvetine karşı itme yaratmakta ve dışa doğru ivmelenme olmaktadır. Demek ki ilk 7 milyar yılda çekim kuvveti karanlık enerjiyi bir noktaya kadar dengelemiş ve yavaşlama yaratmıştır, ancak o andan sonra çekim kuvveti, Lamda karanlık enerjisi itme gücünü dengeleyememiş ve ivmeli genişleme hız kazanmıştır. Şimdilik, içeriye doğru yeterli çekim yaratacak karanlık maddeyi henüz gözleyemediğimize göre evren ya sonsuza kadar bu şekilde genişleyecek ve sonsuzda duracak ya da sonsuzda da durmayacak. Yapılan gözlemsel çalışmalar bugünkü evrenin yaklaşık  %70-73’ünü Lamda enerjisinin (karanlık enerji) oluşturduğu düşünülmektedir.  Atom ve diğer parçacıklardan oluşan; bildiğimiz normal madde evrenin sadece %4’ünü oluşturmaktadır. Geriye kalan içerik ise göremediğimiz ve karanlık madde (ışık yaymayan- ölen yıldızlar vb) olarak tanımladığımız maddeden oluşmaktadır (%23 gibi). Bu maddeyi ışık yaymadığı ve etkileşime girmediği için göremiyoruz. Büyük Patlama ile Evrenin Yaratılması Büyük Patlamaya göre evren büyük bir patlama ile başladı; uzay ve zaman yaratıldı. Büyük Patlamanın başlangıcını Alan Guth’un (1980) şişme (inflation) teorisi açıklamaktadır. Buna göre evren boşluk (vacum) enerjisinden oluşan bir baloncuğun hızla genişlemesiyle oluşmuştur. Bu aşamada ne madde ne de radyasyon (ışınım) vardır. Sanki hiçbir şeyden evren yaratılıyordu. Ancak burada hiçbir şeyden, olmayan bir şey anlaşılmamalı. Zira Heisenberg belirsizlik prensibine göre; uzaydaki belirsizlik sıfır olduğunda momentum veya enerji sonsuz olmaktadır. Guth’un söz ettiği şişme (inflation) uzay - zamanın yaratılmasından 10⁻ᶟ⁶ saniye sonra başlar ve 10⁻ᶟᶟ -10⁻ᶟ² saniyeye kadar devam eder. O anda evren Λ boşluk enerjisi ile doludur. Müthiş bir itme gücü vardır. Bu süreçte evren uzaysal olarak 10⁵⁰ kat büyür. Arkasından hızlı bir soğuma gelir. Şişmeden böyle bir şey kastedilmektedir. Sıcaklık 100 bin kat düşüş gösterir. Tipik olarak yaklaşık 10²⁷ den 10²² Kelvin dereceye düşer. Bu aşamada boşluk enerji potansiyeli, parçacık fiziği süreçleri ile madde ve radyasyonun kinetik enerjisine dönüşür. Sonrasında standart Büyük Patlama modeli devreye girer. Temel parçacıklar ve elektromanyetik radyasyon oluşmuş ve radyasyonun hakim olduğu bir dönem başlamıştır. Radyasyonun hakim olduğu evre, 380 000 yıl yaşına gelinceye kadar devam eder. Burada söz edilmesi gereken husus boşluk enerjisi ile başlayan evrende madde parçacıkları nasıl oluşmuştur veya parçacıklar nasıl kütle kazanmıştır?  Bunu da bir sonraki yazımızda açıklayacağız.
Ekleme Tarihi: 31 Ekim 2025 -Cuma

EVREN BİLİM -5 Büyük Patlama

Şimdiye kadar verilen deneysel ve gözlemsel bilgilerle, içinde yaşadığımız evreni, en iyi Büyük Patlama modelinin açıkladığını anlattık. Şimdi sıra sıfır zamanda (tekil noktada) BP’nın başlangıcının anlaşılmasında. Ancak öncesinde başka bir noktaya daha değinmek yerinde olacaktır.

Büyük Patlama evren modeli üzerinde çalışmalar ve evrenin başlangıcı, şu anki durumu ve gelecekte nasıl olacak tartışmaları sürerken 1998 yılına gelinir. O yıl önemli bir keşif daha yapılır. İşte o yıl Brian Greene’in (Saklı Gerçeklik kitabındaki) ifadesiyle, Einstein’ın kozmolojik sabiti “Lamda (Λ) ” geri dönüş yapar.

          1990’larda Saul Perlmutter’in başkanlığında Süpernova (üst dev veya patlayarak evrene büyük miktarda enerji yayan yıldızlar) Kozmoloji Projesi ve Brian Schmidt’in başkanlığında Yüksek z- (kırmızıya kayma ölçüsü- genişleme ölçüsü) Süpernova Araştırma Ekibi kurulur. Bu ekiplerin amacı Einstein’ın 1918 yılında, genel görelilik denklemlerini çözerken matematiksel olarak ortaya attığı Lamda sabitinin sıfır olup olmadığını bulmaya yönelik bir çalışma yapmaktır. Hatırlarsak söz edilen sabit, matematik denklemlerinin çözümü durgun hal evren modeline uysun diye konulmuştu. Hatta Einstein, evrenin genişlediği gözlemsel olarak ispatlandıktan sonra bunun hayatının en büyük gafı olduğunu söylemişti. Yapılan gözlemlerle, Tip I olarak adlandırılan süpernovaların tayflarının incelenmesi sonucu, söz konusu Lamda sabitinin sıfır olmadığı bulunur. Başka bir deyişle, bu çalışma sonucunda ivmeli olarak genişleyen evren ve kozmolojik sabit Lamda için gözlemsel kanıt elde ediliyordu. Evren, Hubble’ın 1929’da keşfettiği gibi sadece genişlemiyor, fakat ivmelenerek (hızını artırarak) genişliyordu. Bulgulara göre evrenin genişlemesi 7 milyar yıl öncesine kadar yavaşlıyor, ancak ondan sonra ivmelenerek genişlemeye başlıyor ve halen ivmelenme devam ediyor. 

20 yy’ın sonunda ve 21 yy’ın başında gelen bu keşfin yorumu; sıfırdan farklı kozmolojik sabitin karanlık enerji olarak adlandırılan bir enerjiye tekabül ettiğidir. Brian Greene “Saklı Gerçeklik” kitabında “ Kozmolojik sabit uzaya yayılan enerjiden başka bir şey değildir.” demektedir. Bunu da kuantum belirsizliği ve tüm kuantum alanlarında gözlenen titremeler yaratmaktadır.

                Karanlık enerji çekim kuvvetine karşı itme yaratmakta ve dışa doğru ivmelenme olmaktadır. Demek ki ilk 7 milyar yılda çekim kuvveti karanlık enerjiyi bir noktaya kadar dengelemiş ve yavaşlama yaratmıştır, ancak o andan sonra çekim kuvveti, Lamda karanlık enerjisi itme gücünü dengeleyememiş ve ivmeli genişleme hız kazanmıştır. Şimdilik, içeriye doğru yeterli çekim yaratacak karanlık maddeyi henüz gözleyemediğimize göre evren ya sonsuza kadar bu şekilde genişleyecek ve sonsuzda duracak ya da sonsuzda da durmayacak. Yapılan gözlemsel çalışmalar bugünkü evrenin yaklaşık  %70-73’ünü Lamda enerjisinin (karanlık enerji) oluşturduğu düşünülmektedir.  Atom ve diğer parçacıklardan oluşan; bildiğimiz normal madde evrenin sadece %4’ünü oluşturmaktadır. Geriye kalan içerik ise göremediğimiz ve karanlık madde (ışık yaymayan- ölen yıldızlar vb) olarak tanımladığımız maddeden oluşmaktadır (%23 gibi). Bu maddeyi ışık yaymadığı ve etkileşime girmediği için göremiyoruz.

Büyük Patlama ile Evrenin Yaratılması

Büyük Patlamaya göre evren büyük bir patlama ile başladı; uzay ve zaman yaratıldı. Büyük Patlamanın başlangıcını Alan Guth’un (1980) şişme (inflation) teorisi açıklamaktadır. Buna göre evren boşluk (vacum) enerjisinden oluşan bir baloncuğun hızla genişlemesiyle oluşmuştur. Bu aşamada ne madde ne de radyasyon (ışınım) vardır. Sanki hiçbir şeyden evren yaratılıyordu. Ancak burada hiçbir şeyden, olmayan bir şey anlaşılmamalı. Zira Heisenberg belirsizlik prensibine göre; uzaydaki belirsizlik sıfır olduğunda momentum veya enerji sonsuz olmaktadır. Guth’un söz ettiği şişme (inflation) uzay - zamanın yaratılmasından 10⁻ᶟ⁶ saniye sonra başlar ve 10⁻ᶟᶟ -10⁻ᶟ² saniyeye kadar devam eder. O anda evren Λ boşluk enerjisi ile doludur. Müthiş bir itme gücü vardır. Bu süreçte evren uzaysal olarak 10⁵⁰ kat büyür. Arkasından hızlı bir soğuma gelir. Şişmeden böyle bir şey kastedilmektedir. Sıcaklık 100 bin kat düşüş gösterir. Tipik olarak yaklaşık 10²⁷ den 10²² Kelvin dereceye düşer. Bu aşamada boşluk enerji potansiyeli, parçacık fiziği süreçleri ile madde ve radyasyonun kinetik enerjisine dönüşür. Sonrasında standart Büyük Patlama modeli devreye girer. Temel parçacıklar ve elektromanyetik radyasyon oluşmuş ve radyasyonun hakim olduğu bir dönem başlamıştır. Radyasyonun hakim olduğu evre, 380 000 yıl yaşına gelinceye kadar devam eder.

Burada söz edilmesi gereken husus boşluk enerjisi ile başlayan evrende madde parçacıkları nasıl oluşmuştur veya parçacıklar nasıl kütle kazanmıştır?  Bunu da bir sonraki yazımızda açıklayacağız.

Yazıya ifade bırak !
Okuyucu Yorumları (0)

Yorumunuz başarıyla alındı, inceleme ardından en kısa sürede yayına alınacaktır.

Yorum yazarak Topluluk Kuralları’nı kabul etmiş bulunuyor ve ulusgazetesi.com sitesine yaptığınız yorumunuzla ilgili doğrudan veya dolaylı tüm sorumluluğu tek başınıza üstleniyorsunuz. Yazılan tüm yorumlardan site yönetimi hiçbir şekilde sorumlu tutulamaz.
Sitemizden en iyi şekilde faydalanabilmeniz için çerezler kullanılmaktadır, sitemizi kullanarak çerezleri kabul etmiş saylırsınız.