Büyük Patlama Bir Tekillik Değildi!

Çeviren Eda Özdemir.

Editör Çağrı Mert Bakırcı.

Seslendiren Altay Kenger Hemen hemen herkes büyük patlamayı duymuştur.

Fakat sıradan bir insandan bir kozmoloğa kadar herhangi birinden başlangıçta vardı cümlesindeki boşluğu tamamlamasını isterseniz bir sürü farklı yanıt alırsınız.

En bilinen yanıtlardan biri evrendeki tüm madde ve enerjinin tek bir noktada toplandığı bir anı ifade eden tekilliktir.

Buna göre tekillik anında evrenin ısısı, yoğunluğu ve enerjisi istediğiniz ölçüde sınırsız bir büyüklükte olacaktır.

Hatta bunlar zamanın ve bizzat uzayın başlangıcına denk gelebilir.

Fakat bu yalnızca hatalı olmakla kalmaz, neredeyse 40 yıl kadar da eskide kalmış bir fikirdir.

Bizler sıcak büyük patlamayla ilişkilendirilen tekilliğin olmadığından kesinlikle eminiz ve dahası hem uzayın hem de zamanın bir başlangıcı olmayabilir.

İşte bu podcast'ta bu konuda bildiklerimiz ve bunları nasıl bildiğimizi öğreneceksiniz.

Bugün evrene baktığımızda onun çok çeşitli mesafelerde her yöne doğru galaksilerle dolu olduğunu görüyoruz.

Ortalama olarak bir galaksi ne kadar uzaksa bizden o kadar hızlı uzaklaştığını görüyoruz.

Bu uzaklaşmanın sebebi her bir galaksinin uzaydaki kendi hareketlerinden dolayı değil, uzayın dokusunun genişliği olmasından dolayıdır.

Bu ilk olarak 1922'de Alexander Friedman tarafından genel görevlilikten çıkarılan bir tahmindi ve 1920'lerde Edwin Hubble ve diğerlerinin çalışmalarıyla gözlemsel olarak doğrulandı.

Bu zaman geçtikçe evrenin hacmi arttığından içindeki maddenin yayıldığı ve yoğunluğunun azaldığı anlamına gelir.

Aynı zamanda geçmişe bakarsak evrenin daha yoğun, daha sıcak ve daha tek düze olduğu anlamına gelir.

Zamanı geriye sarıp da başlangıçla ilgili bir tahminde bulunacak olsaydınız, zamanı geri sardıkça evrende bazı büyük değişiklikler fark etmeye başlardınız.

Özellikle kütle çekiminin maddeyi yıldızlara ve galaksilere sahip olacak kadar büyük kümelere çekmek için yeterli zamana sahip olmadığı bir çağa gelirdiniz.

Evrenin nötr atomlar oluşturamayacak kadar sıcak olduğu bir yere gelirdiniz.

Ve sonra atom çekirdeklerinin bile parçalandığı yere, madde-antimadde çiftlerinin kendiliğinden oluştuğu bir yere ve bireysel protonların ve nötronların quarklara ve gluonlara ayrışacağı yere gelirdiniz.

Her adım evrenin daha genç, daha küçük, daha yoğun ve daha sıcak olduğu zamanları temsil ederdi.

Geriye doğru tahminde bulunmaya devam ederseniz, sonunda evrendeki tüm madde ve enerji tek bir noktada tutulduğundan bu yoğunlukların ve sıcaklıkların sonsuz değerleri yükseldiğini görürsünüz.

Sıcak büyük patlama, ilk tasarlandığı gibi sadece genişleyen sıcak ve yoğun bir durum değildi, aynı zamanda fizik yasalarının yıkıldığı bir anı temsil ediyordu.

Uzayın ve zamanın başlangıcıydı, tüm evrenin kendiliğinden ortaya çıkmasını sağlamanın bir yoluydu.

Bu, yaratılışın nihai eylemiydi.

Büyük patlama ile bağlantılı tekillik.

Büyük patlamadan, kozmik enflasyona.

Ancak bu fikir doğru olsaydı ve evren geçmişte rastgele yüksek sıcaklıklara ulaşmış olsaydı, bunun bugün gözlemleyebileceğimiz bir dizi açık imzası olurdu.

Büyük patlamanın artık parıltısında ki buna kozmik mikrodalga artalan ışıması diyoruz, olağanüstü düzeyde büyük genliklere sahip sıcaklık dalgalanmaları olurdu.

Gördüğümüz dalgalanmalar ışık hızıyla sınırlı olurdu.

Sadece kozmik ufkun ölçeklerinde ve daha küçük görünürlerdi.

manyetik monopoller gibi eski zamanlardan erte kalan yüksek enerjili kozmik kalıntılar olurlardı.

Buna karşılık kozmik mikrodolga artalan ışımasındaki sıcaklık dalgalanmaları tekilliğe sahip bir büyük patlamanın öngördüğünden binlerce kat daha küçüktür ve sadece 30 binde bir parça

Süper ufuk dalgalanmaları gerçektir.

Hem WMFP hem de Planck tarafından sağlam bir şekilde onaylanmıştır.

Ve manyetik monopoller ve diğer ultra yüksek enerjili kalıntılar üzerindeki kısıtlamalar inanılmaz derecede sıkıdır.

Bu eksik imzaların hepsinin çok büyük bir anlamı vardır.

Evren bir tekillikte olması gerektiği gibi rastgele yükseklikte bir sıcaklığa asla ulaşmadı.

Bunun yerine bir kesinti olmuş olmalı.

Hayal edebileceğimiz herhangi bir enerjiye ulaşan sıcak ve yoğun bir duruma rastgele bir şekilde geriye yönelik tahminde bulunamayız.

Ne kadar ileri gidebileceğimizin ve hala evrenimizi geçerli bir şekilde tanımlayabilmemizin bir sınırı vardır.

1980'lerin başlarında Evrenimizin genişleyen, soğuyan madde ve radyasyonla dolu sıcak ve yoğun bir evren olmadan önce genişlemekte olduğu teorileştirildi.

Kozmik genişlemenin bir aşaması evrenin, uzayın kendisine özgü enerjiyle dolu olduğu anlamına gelir.

Bu da hızlı eksponansiyel bir genişlemeye neden olur.

Bu evreni dümdüz uzatır, ona her yerde aynı özellikleri verir, küçük genlikli kuantum dalgalanmaları ile tüm ölçeklere, süper ufuk olanlara bile uzanır.

Ve sonra genişleme sona erer.

Bunun yaptığında daha önce uzayın kendisinde bulunan bu enerjiyi maddeye ve radyasyona dönüştürür.

Ve bu da sıcak bir büyük patlamaya yol açar.

Ancak rastgele bir biçimde değil.

Daha ziyade tekilliğin ortaya çıkabileceği ölçekten en fazla yüzlerce kez daha küçük bir maksimum sıcaklığa ulaşan bir patlamaya yol açar.

Başka bir deyişle tekillikten ziyade enflasyonist bir durumdan kaynaklanan bir büyük patlamaya yol açar.

Gözlemlenebilir evrenimizde var olan, erişebildiğimiz ve ölçebildiğimiz bilgiler yalnızca son 10 üzeri eksi 33 saniyelik genişlemeye ve sonrasında gelen şeylere karşılık gelmektedir.

Genişlemenin ne kadar sürdüğü sorusunu sorarsanız cevap hiçbir fikrimiz yok.

En azından 10 üzeri eksi 33 saniyeden biraz daha fazla sürdü.

Fakat biraz daha mı uzun, çok daha mı uzun veya sonsuza dek mi sürüp sürmediği bilinmiyor ve bilinemezdi.

Peki genişlemeyi başlatan ne oldu?

Bununla ilgili çok fazla miktarda araştırma ve spekülasyon var.

Fakat kimse bilmiyor.

Gösterebileceğimiz hiçbir kanıt yok, yapabileceğimiz hiçbir gözlem yok, yapabileceğimiz deneyler yok.

Bazı insanlar, yanlış, şuna benzer bir şey söylüyor.

Genişleme hakkında bilgi sahibi olmadan önce, sıcak, yoğun ve genişleyen evrene yol açan bir büyük patlama tekilliğine sahiptik.

Ve genişleme sadece bir ara adımı temsil ediyor.

Bu nedenle bu, tekillik, genişleme ve sonra büyük patlama olarak devam ediyor.

En iyi kozmologlar tarafından ortaya konan ve bu resmi gösteren çok ünlü bazı grafikler bile var.

Ancak bu, bunun doğru olduğu anlamına gelmez.

Tekillikten gelen evren matematiksel olarak mümkün değil.

Aslında bunun doğru olmadığına inanmak için çok iyi nedenler var.

Ve aslında matematiksel olarak gösterebileceğimiz bir şey, genişleyen bir durumun tekillikten ortaya çıkmasının imkansız olduğudur.

İşte nedeni.

Uzay, genişleme esnasında üstel bir oranda genişler.

Bir üstelin nasıl çalıştığını düşünün.

Belli bir süre geçtikten sonra evren iki katına çıkar.

İki kat daha uzun bekleyin ve evren yine iki katına çıkarak aslında dört kat daha büyük hale gelecektir.

Üç kat daha uzun bekleyin, üç kez ikiye katlanarak toplamda sekiz kat daha büyük hale gelir.

ve 10 veya 100 kat daha uzun süre beklerseniz bu ikiye katlamalar evreni 2 üzeri 10 ya da 2 üzeri 100 kat daha büyük yapar.

Yani aynı miktarda ya da 2 kez, 3 kez, 10 kez, 100 kez zamanda geriye gidersek evren daha küçük olurdu.

Ama asla sıfır boyutuna ulaşmazdı.

Sırayla orijinal boyutun yarısı, çeyreği, 8'de biri, 2 üzeri eksi 10 katı veya 2 üzeri eksi 100 katı olurdu.

Ama ne kadar geriye giderseniz gidin asla bir tekilliğe ulaşamazsınız.

Kozmologlar arasında enflasyonist durumun geçmiş zamanlardaki gibi eksik olduğunu gösteren ünlü bir teorem var.

Bunun anlamı açıkça genişleyen bir evrende herhangi bir parçacığınız varsa zamanda geriye doğru tahminde bulunduğunuzda eninde sonunda buluşacaklarıdır.

Ancak bu bir tekilliğin olması gerektiği anlamına gelmez.

Daha ziyade genişleme evren tarihinde meydana gelen her şeyi Kendi başlangıcı gibi tanımlamaz.

Örneğin genişlemenin tekil bir kaynaktan kaynaklanmayacağını da biliyoruz.

Çünkü genişleyen bölge her zaman sonlu bir boyuttan başlamalıdır.

Sonuç Ne zaman büyük patlama tekilliğinden veya genişlemeden önce var olan herhangi bir tür büyük patlama, tekillikten bahseden bir diagram, makale, hikaye görseniz, geçersiz

bir düşünce yöntemiyle karşı karşıya olduğunuzu bilin.

Büyük patlama tekilliği fikri, Büyük patlamanın ilk, sıcak ve yoğun durumundan önce gelen ve onu oluşturan farklı bir duruma kozmik genişlemeye sahip olduğumuzu fark ettiğimiz anda pencereden

uçup gitti. Ondan sonra ortaya çıkan genişlemeyle birlikte uzayın ve zamanın en başında bir tekillik olmuş olabilir.

Ama hiçbir kesinliği yok.

Bilimde sıcak bir büyük patlamaya yol açan enflasyonist bir durum gibi test edebileceğimiz, ölçebileceğimiz, tahmin edebileceğimiz ve onaylayabileceğimiz Veya çürütebileceğimiz şeyler var.

Peki ya geri kalan büyük patlama fikirleri?

Spekülasyondan başka bir şey değil.