Büyük Patlama Nedir? Büyük Patlama Teorisi Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey!

Patlama nedir? Büyük patlama sırasında neler yaşandı?

Büyük patlama modern kozmolojik teoriler ışığında maddenin aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan genişleme sonucu evrenimizin oluşmasını mümkün kılan ana verilen isimdir.

Yani tıpkı kara deliklerin merkezinde bulunan tekillik gibi evrenin başlangıcında da bir tekillik bulunur.

Evren bu tekil noktadan başlamış ve bugünkü haline doğru evrimleşmiştir.

Evrenin şu andaki büyüklüğünü tam olarak bilemiyoruz ancak evrenin gözleyebildiğimiz kadarının 93 milyar aşık yılı çapa sahip bir küre olduğunu biliyoruz.

Patlama nasıl keşfedildi?

Albert Einstein 1915 yılında uzay ve zaman algımızı kökünden değiştiren genel görevlilik teorisini ortaya attığı zaman deklemlerin statik olmayan bir evreni gösterdiğini fark etti.

O zamanlarda evrenin genişlediğine veya daraldığına dair bir gözlem olmadığı için Einstein dekleme kozmolojik sabit adaya bilinen parametre koydu.

Bu parametre boş uzayın enerjisini temsil ediyordu ve kütle çekimin etkisini yok ederek evrenin statik bir biçimde kalmasını sağlıyordu.

Edwin Hubble, 1929 yılında hemen her yönde galaksilerin ışığının kırmızıya kaydığını keşfettiği zaman durum değişti.

Doppler etkisi olarak bilinen fenomene göre bir nesne uzaklaştığı zaman ondan yığılan ışığın dalga boyu artar.

Kırmızı görünen ışık en uzun dalga boyuna sahip olduğu için bu nesnelerin daha çok kırmızı görünmesi demektir.

Aynı şekilde nesne yakınlaştığı zaman ışığın dalga boyu azalır ve nesne daha çok mavi gibi görünür.

Hubble galaksilerin bizden uzaklaştığını keşfederek evrenin genişlediğini ilk gözlemleyen kişi oldu.

Belçikalı papaz olan George Lemaitre ise 1927'de zamanı geriye alırsak evrenin tek noktada buluşacağını söyledi.

Büyük patlama teorisine karşı sabit durum teorisi ortaya atılmıştı.

Herman Bondi, Thomas Gold ve Fred Hoyle'un 1948'de ortaya attığı bu teoriye göre nesneler birbirinden uzaklaştıkça yeni nesler oluşuyor ve böylece evrenin enerji yoğunluğu sabit kalıyordu.

Ve yine aynı teoriye göre evrenin başlangıcı ve sonu yoktu.

1965 yılında gözlemlenen kozmik mikrodalga arka plan aşıması büyük patlama teorisi için çok güçlü bir kanıt oluşturdu.

Bunun yanısında evrendeki madde dağılımı da büyük patlama teorisi için...

Çok büyük bir dayanak sağlıyordu. Bugün ilk kez tip 1a süpernovası ile yapılan gözlem ve diğer gözlemleriyle biliyoruz ki evren hızlanarak gelişiyor.

Bunun ne kadar tuhaf bir şey olduğunu anlamak için elinizdeki bir topu yukarı attığınızı hayal edin.

Bu durumda top gittikçe yavaşlayarak yükselecek ve belli bir noktada durduktan sonra hızla yere düşecektir.

Veya topu çok hızlı atarsanız top gittikçe yavaşlayacak ancak sonunda sabit bir hızla uzaklaşmaya devam edecektir.

Bizim evrenimiz ise atıldıktan sonra yukarıya doğru gittikçe hızlanan bir topa benzer.

Halen kozmolojide en çok kabul gören model olmasına rağmen büyük patlama teorisi kusursuz bir teori değildir.

Teorinin en büyük zayıflığı evrenin başlangıcında bir tekillik içermesi.

Bilim insanları bunun sebebinin teorinin klasik olmasından yani kuantum mekani dayanmamasından ileri geldiğini ve bir kuantum kütle çekim teorisinin bu sorunu halledeceğini düşünmektedir.

Bunun yanı sıra büyük patlama teorisi, ufuk problemi, düzlük problemi, monopol problemleri gibi problemleri çözmek için yeterli değildir.

Büyük patlamayla ilgili yaygın hatalar.

Patlama ismi nereden geliyor? Büyük patlama denince akla kocaman bir bombanın patlaması gibi bir görüntü gelir.

Ne var ki büyük patlama ne büyüktü ne de patlamaydı.

Aslına bakarsanız büyük patlama lafı, büyük patlama teorisini eleştirmek ve yermek amacıyla teorinin karşılıklarından Fred Hoyle tarafından alaycı bir şekilde bir radyo programında ilk defa kurulmuş ve sonradan dille yer etmiştir.

Büyük patlama teorisinden önce bilim insanları arası Evrenin başlangıcına ve varlığına yönelik farklı teori, hipotez ve görüşler görülüyordu.

Bunlardan en yaygın olarak kabul göreni ise Fred Hoyle'un dengeli durum teorisiydi.

Bu teori Einstein'dan Hubble'a kadar herkes için kabul görmekteydi.

Bu teoriye göre evren içindeki maddenin yoğunluğu zaman içinde hep sabitti.

Çünkü yaratılış olayı durmak için devam etmekteydi.

Kendisini ateist olarak tanımlasa da oldukça mistik ve bilimsel gerçeklerle uyumlusu bir dünya görüşüne sahip olan ve birçok konuda tartışmalı pozisyonları savunan Hoyle için bu yaklaşım bir nevi inanç ile bilim ve bütünleşimi başarmaktaydı.

Ancak 1920'lerden itibaren keşfedilen yeni bulgular o zamana kadar geliştirilen hipotez ve teorilerin altına olmaya başlamıştı.

Hoyle'un teorisi de bunların nasibini almaktaydı.

Hoyle, 20 Mart 1949'da BBC'nin canlı yayın radyo programına katıldı ve programda kendisinin ki alternatif olan teorileri eleştirdi.

Örneğin dönemin Katolik papazı George S.

Lemaitre tarafından ileri sürülmüş, oldukça yaygın bir görüş olan İlker Atom hipotezini eleştirdi.

Ancak konu evrenin sürekli bir yaratım halinde değil de tekil bir başlangıçtan geliyor olabileceğini söyleyen dolayısıyla kendi inanış biçimini ve teorisini tehdit eden yeni teoriyi anlatırken teoriyi küçümsemek için ondan bu büyük patlama

fikri diyerek bahsetmişti.

Terim ilk etapta kulağa...

hoş ve dile kolayca yerleşebilecek gibi gelse de 70'lere kadar akademik literatürde hiçbir şekilde kullanılmadı.

Bunun yerine birkaç defa Science Newsletter ve Popular Science gibi popüler bilim dergilerine terime yer verildi.

Yayınlanan bir akademik çalışma da...

65 senesinden önce terimin geçtiği 34 kaynak tespit edildi ve bunlardan 23 tanesi genel popüler bilim dergileri, 7 tanesi bilimsel katkı yapan çalışmalar, 4 tanesi ise felsefe literatürüne geçmekteydi.

Terimin halk arasına yayılması 21 Mayıs 65 tarihli New York Times gazetesi manşetinin ''Sinyaller büyük patlama evrenine işaret diyor'' şeklinde atılmasıyla oldu.

Times'in sözünü ettiği sinyaller bugün kozmik mikrodalga artı alan aşıması olarak bildiğimiz radyasyonuyla ilişkildir.

Buna birazdan döneceğiz. Burası için önemli olan şudur.

Bu manşetten sonra ilk olarak halk arasında yayılan, sonrasındaysa yavaş yavaş akademik literatüre makale başlıkları yoluyla giren terim, sonrasında ders taplarında da kendine yer bularak bilim camiasına yer etmiş oldu.

60 ve 70 yılları arasında 11 makalenin, 70 ve 80 yılları arasında ise 23 makalenin başlığında büyük patlama terimine yer verilmekteydi.

59'da evrenin bu modelini kabul eden Amerika'da astronomların oranı 133 iken 80'lerde bu oran 169'a fırlamıştı.

Bilim insanlarının birçoğu terimden zaten hoşlanmamıştı çünkü büyük patlama terimi sanki evrenimiz bir kozluk bombaymış da patlamış gibi izlenim vermekteydi.

Halbuki büyük patlamanın gerçekte bir patlamayla hiçbir alakası yoktur ve bu benzetme tamamen hatalıdır.

Büyük patlama bir patlama değil bir genişleme.

Bu noktada büyük patlamanın da başlangıçta çok sıcak olması ve etrafı sıcırmasından ötürü uygun bir isim olduğunu düşünebilirsiniz.

Evet bir bomba patladığında merkezden dışarıya doğru çok miktarda şarapnel gibi metal parçaları ve patlamanın kendisinden yelen enerji saçılır.

Ve evet her ne kadar büyük patlama sırasında da yüksek sıcaklıktaki madde bir merkezden dışarıya doğru saçıldıysa da bu olayın bir bombanın patlamasında olan gibi kimyasal bir doğası bulunmamaktaydı.

Çünkü büyük patlama sırasında etrafa herhangi bir şey saçılmadı.

Zaten etraf olarak adlandırabileceğimiz uzay zaman düzeni oluşmaya başladı.

Yani büyük patlama bir yerdeki varoluş olayı değildir.

İlken olarak tanımlayabileceğimiz uzay-zaman dokusunun oluşmaya başladığı andır.

Büyük patlama bir yer değildir, bir andır.

Zamansal bir olaydır. Bunu şöyle düşünebilirsiniz.

Patlama uzay içinde yaşanmadı.

Zaten büyük patlama olayı sırasında üretilmeye başlanan şey uzayın kendisiydi.

Dolayısıyla evren uzay içinde genişlemeye de başlamadı.

Uzay tüm yönlerde genişleyerek oluşmaya başladı ve bizler şu anda da o genişleyen dokunun içinde bulunan ürünleriz.

Patlama evrenin başlangıcı ile ilgilenmez.

Büyük patlama teorisi aslında evrenin başlangıcı ile ilgilenmez.

Sadece evrenin başladıktan itibaren...

Planck zamanı ve sonrasında evrenin evrimi ile ilgilenir.

Evrim teorisinin canlılığın başlangıcı ile ilgilenmeyip, canlılığın günümüzü halinde nasıl evrimleştiği ile ilgilenmesi gibi.

Uzay ve zamanın yapısını günümüzde en iyi açıklayan genel görevlilik teorisi, t eşittir sıfır halindeyken çöker.

Bu yüzden genel görevlilik teorisi tek başına evrenin başlangıcı hakkında pek bir şey söyleyemez.

Evrenin büyük patlama anını ve öncesini anlamamız için, klasik büyük patlama modelinden fazlasına ihtiyacımız vardır.

Bu teori için en güçlü aday şu anda konumuz olmayan kozmik enflasyon teorisidir.

Balon analojisi ve sorunları Örneğin büyük patlamayı anlatmak için genellikle balon analojisi kullanılır.

Bu analoji de içine hava filan bir balonun her yöne genişlemesi örnek verilir.

Evrendeki galaksiler arasında mesafe de her yönde artar ve bunun nedeninin galaksilerin birbirine uzaklaşması değil, galaksilerin içinde bulunduğu yüzeyin genişlemesi olduğu söylenir.

Analoji temel düzeyde verilmek istenen mesajı verir.

Gerçekten de evren durmaksızın genişlemektedir ve evrenin içindeki galaksi hükümeleri de bu genişlemeye bağlı olarak birbirinden uzaklaşmaktadır.

Öyle ki 10 milyarlarca yıl sonra ne yöne bakarsak bakalım kendi hükümemizdeki galaksiler haricinde hiçbir galaksiyi göremeyeceğiz.

Çünkü hepsi gözlenebilir evrenimizin dışında kalacak.

Balon analojisi genel olarak genişlemenin her yönde olduğunu ve uzay zaman dokusu içindeki galaksi hükümelerinin nasıl birbirinden uzaklaştığını anlamak için faydalı benzetim olsa da...

Belli başlı hataları bulunur.

Bu hataları bilmek, büyük patlama ile ilgili benzetimlerin neden gerçeği yansıtmakta güçlük çektiğini anlamamızı sağlayacaktır.

1. Evrenin içine üflenen herhangi bir şey yoktur.

Balon üflediğinizde ona madde katarsınız.

Genişlemede balonun geçirgen olmayan dokusu içinde birikerek basıncıya artan gaza bağlı olarak olur.

Halbuki evrenin genişlemesi için içine ek bir madde katılmamaktadır.

Benzer şekilde balon etrafını saran havanın veya odanın içine genişlemektedir.

Evrenin dışını saran hava gibi bir madde ise bulunmamaktadır.

Şu anda evrenin dışında ne olduğunu bilmiyoruz.

Hatta teknik olarak evrenin dışı diye bir şeyden söz edemiyoruz.

Evren zaten bütün mekan ve zamanların toplamı.

Dolayısıyla onun dışında bir şey varsa zaten o da evrenin içine dair olmak zorunda.

Ancak evrenin dışında herhangi bir şekilde bir şey varsa bile bunun bildiğimiz anlamıyla madde olmadığından neredeyse eminiz.

3. Balonun yüzeyi iki boyutludur.

Dolayısıyla balon yüzeyini çizeceğiniz noktaların birbirine uzaklaşması iki boyutlu bir olaydır.

Halbuki evrenin kendisi uzamsal olarak üç boyutludur.

Genişlemede bu üç boyutta da olmaktadır.

Patlama nerede yaşandı?

Evrenin merkezi nerede?

İnsanlar asırlar boyunca kendilerini evrenin merkezi sanmışlardır.

Halbuki evrenin merkezi diye bir lokasyonuna söz etmemiz mümkün değildir.

Bunu anlayabilmek için konuya tersine yaklaşmamız gerekiyor.

Evrenin merkezinde olsaydık ne olurdu?

Bizden uzakta bulunup evrenin genişlemesi nedeniyle bizden uzaklaşan galaksilere baktığımızda bizden daha uzakta olan galaksilerin daha hızlı uzaklaştığını görürüz.

Yani bir galaksi diğerine göre bizden iki kat uzaktaysa bizden uzaklaşma hızı da iki kat olur.

Buraya kadar sıkıntı yok ancak bu durumda bir problem doğar.

Eğer biz evrenin merkezindeysek bizden yeterince uzaktaki galaksilerin bizden ışık hızından daha hızlı uzaklaşması gerekirdi.

Halbuki Einstein'ın görevlilik teorisi bir şeyin ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceğini gösterir.

Bu sorunu çözmenin bilinen tek bir yolu var.

Evren her noktada eşit miktarda genişlemektedir.

Yani uzay zamanın dünya civarındaki genişleme miktarı ile Andromeda galaksisindeki bir gezegendeki genişleme miktarı eştir.

Dolayısıyla dünya veya herhangi bir nokta evrenin merkezi olamaz.

Evren tek bir merkezden dışa doğru değil her noktada eşit miktarda genişlemektedir.

Bu da hangi noktadan bakarsanız bakın evrenin merkezindeymişsiniz gibi zannetmeyizi yol açar.

Aşağıdaki grafikle bunu açıklayalım.

Grafikte A karesi evrenin belli bir zamandaki durumunu gösterir.

Altyazı M.K.

Ancak yukarı aşağı bakmak sizin için söz konusu değil.

Çünkü siz sadece iki boyut olan bir uzayda yani sayfada yaşıyorsunuz.

Buna daha yakından bakalım. Eğer uzay yani sayfa zaman içerisine genişliyor ise çevrenizde gördüğünüz noktaların birbirine uzaklaştığını görürsünüz.

Noktalar uzaklaştıktan sonra bu defa onları yeşil değil pembe renkli olarak hayal edin.

B karesi işte bu durumu göstermektedir.

İşte büyük patlama teorisinin söylediği budur.

Uzayda herhangi bir asker iki noktayı seçer ve uzun bir süre beklerseniz iki nokta arasındaki uzaklığın arttığını gözlemlersiniz.

Şimdi büyük patlamanın merkezi konusuna bakalım.

C karesinde X ile işaretlenmiş bir galaksinin etrafı gözleyen bir gözlemcinin kendisini evrenin merkezinde sanmasına sebep olacak konumlanma gösterilmektedir.

Tüm noktalar kendisinin etrafında uzaklaşıyor gibi gözükür.

Ama dikkat edin aynı his D karesinde X ile işaretlenmiş bambaşka bir galakiste bulunan gözlemcinin da aynı olacaktır.

Çünkü C veya D karesindeki gözlemciyi özel kılan bir durum yoktur.

Evren her noktada eşit miktarda genişlemektedir.

Bu durum evrende genel olarak gördüğümüz eş dağılım özelliğini izah edebilir.

Evrenin neresine bakarsak bakalım benzer yoğunluğu, benzer sıcaklığı, benzer garaks sayılarını görmekteyiz.

Bir bölge diğer bir bölgeye göre daha özel ya da öncül değil.

Büyük patlama bugün evren dediğimiz yapının her noktasında aynı anda meydana geldi ve o noktaların her biri birbirinden uzaklaşarak genişledi.

Bu yüzden şu veya bu nokta evrenin merkezidir diyemiyoruz.

Evrenin gerçekten bir merkezi varsa da şu anda elimizdeki bilgilerden buna ulaşmamız mümkün gözükmüyor.

Evren bir şeyin içine genişlemiyor.

Büyük patlama ve evrenle ilgili en yaygın sorulan soru evren neyin içine genişliyor sorusudur.

Cevap hiçbir şeyin içerisinde.

Genişleyen şey evrenin içindeki bir madde değil evrenin ta kendisidir.

Bu cevap insanlara yeterli ve sezgililere uygun gelmez.

Çünkü günlük hayata da alıştığımız üzere bir şeyin genişlemesi o şeyin genişlemesi için bir alan dolayısıyla uzay olmasını gerektirir.

Ancak uzayın kendisi için böyle bir şey geçerli değildir.

Evrenin hiçbir şeyin içerisinde olmadığı halde genişlemesinin sezgilerimize ters gelmesinin sebebi evrenin kendisini günlük hayata...

gördüğümüz herhangi bir nesne gibi dışarıdan bakarak düşünmemizdir.

Halbuki evrenin içerisinden bakarak düşünürsek, sezgilerimize ters gelen hiçbir şey yoktur.

Kendinizi az önce bahsettiğimiz sayfa analogisindeki iki boyutlu sayfa içerisinde yaşayan bir canlı olarak düşünürseniz, evrenin genişlemesi sezgilerinize ters gelmeyecektir.

Ne zaman kendinizi sayfanın dışından bakan bir gözlemci gibi düşünürseniz, o zaman sezgileriniz ile evrenin genişlemesi arasında anlaşmazlık olacaktır.

Buradaki sorun evrene dışarıdan bakma kısmıdır.

Çünkü evrene dışarıdan bakabilmek için, Öncelikle dışarısı olması gerekir.

Ancak yoktur çünkü evren bütün uzayı kapsar.

Evrenin dışarısı olmadığı için evrene dışarıdan baktığımızda onun nasıl gözükeceği sorusu anlamsız kalır ve evren dışarıdan değil de onun içerisinde yaşayan biri olarak genişlemeyi anlamaya çalışırsanız sezgisel olarak hiçbir güçlükle

karşılaşmazsınız. Patlamadan öncesi diye bir şey yok ama ya varsa bu anlaması en güçlü gerçeklerden birisidir.

Ama uzay zamanının var olmaya başladığı bir an olduğu için büyük patlamadan öncesi diye bir kavramından söz etmemiz mümkün değildir.

Bizler rakam bir zaman algısına sahip olduğumuz için zamanın bir noktasında başlaması ve Öncesinden söz edememek zihnimizi fazlasıyla zorlar.

Ancak görellilik teorisi çerçevesinde zamanın bizim alışıla geldiğimiz gibi düzenli akan bir olgu olmadığını anladığımız zaman büyük patlama anına yaklaştıkça zamanın anlamını neden yitirdiğini anlamamız da mümkün olabilir.

Bir cismin kütlesi bir hızı onun deneyimlediği zaman algısını etkilemektedir.

Örneğin dünya etrafına dönen uyduların düzenli olarak iç tadıların düzenlemeleri gerekir.

Çünkü bu yüksek yetifada dönen uyduların deneyimlediği zaman algısı dünyada bizlerin deneyimlediği zaman algısından farklıdır.

Bu fark dünyanın kütle çekiminin gezegenin yüzeyi ile uyduların döndüğü yüksekliğidir.

teknikte farklı olmasıdır. Bizim için zaman uydularınkine göre daha yavaştır.

Bu fark çok küçüktür ancak yeterince uzun süre geçince bu fark birikerek anlamlı bir boyuta ulaşır.

Benzer şekilde devasa kara delikten ola yufkuna yaklaşan bir gözlemcinin zaman algısı değişecektir.

Bu durumda evrendeki bütün malzemenin tekil bir noktaya sıkıştırıldığı büyük patlama anında bildiğimiz anlamıyla zamanla söz etmemiz imkansızlaşır.

Öyle ki bu an içerisinde bildiğimiz fizik kuvvetleri de anlamının tamamıyla yitirmektedir.

Hatta temel fizik kuvvetlerinin ne zaman birbirinden ayrışıp anlamlı birer doğa yazısı haline geldiklerini bile tespit edebilmekteyiz.

Yani fizik kuralları büyük patlama anına yaklaştıkça değişmektedir.

Bu yüzden büyük patlama anından önce ne olduğunu sor...

Sormak, kuzey kutbunun daha kuzeyinde veya güney kutbunun daha güneyinde ne olduğunu veya doğmadan önce ne, nerede olduğunu sormaya benzer.

Kutup noktaları gezegenimizin yapısal varlığının uç noktalarıdır.

Kuzey-güney kavramları bu varlığın yapısına göre belirlenir.

Sizin varlığınız babanızın spermi ve annenizin yumurtasının birleşmesiyle başlar.

Onunla tanımlanır. Bundan önce siz diye bir kavram bulunmuyordu.

Bazı her şekilde büyük patlama anından önce de evren veya zaman gibi kavramlar bulunmuyordu.

Dolayısıyla olmayan bir şeyin öncesini sormak anlamsız olur.

Ancak bu sizi tatmin etmiyorsa alternatif bazı hipotezlerden de bahsedebiliriz.

Tabi ki her bir teoriyi veya modeli detaylı olarak işlemek çok uzun olacağı için her birinden kısaca bahsedeceğiz.

Yine de cevapların istenmesiz bir şekilde bazı yerlerde teknik detayı girdiğini belirtmemize fayda var.

Daha önce bahsettiğimiz gibi çoğu fizikçi artık uzay ve zamanın başlangıcının büyük patlama olduğunu düşünmemektedir.

Günümüzde pek çok fizikçi en iyi kozmolojik model olarak enflasyon teorisini kabul etmektedir.

Enflasyon teorisi, klasik büyük patlama teorisinde çıkan ufuk problemi, düzlük problemi, monopol problemleri gibi problemlere çözüm getirmesinin yanı sıra evrenin başlangıç koşulları neden hassas ayarlanmış gibi gözüktüğünü de

açıklamaktadır. Enflasyon teorisinden bahsetmemiz çok uzun süreceği için bu teori üzerinde belli başlı bir yazı yazmamız gerekir.

O yüzden şimdilik sadece şunu söyleyelim.

Enflasyon teorisi ilk ortaya atıldığında evrenin 10 üstü eksi 32 saniyelik bir süre içerisinde 10 üstü 50 misli büyüdüğünü söylüyordu.

Teorinin devamı olan ve konumuzla asıl alakası olan sonsuz enflasyon teorisi, enflasyonun sadece büyük patlamadan sonra çok kısa sürede içinde gerçekleşen bir şey değil, aynı zamanda büyük patlamaları yaratan bir mekanizma gibi davrandı.

Bir uzay düşünün.

Entropisi maksimum seviyede olsun.

Bu durum o uzayın içerisindeki maddenin maksimum düzensizlikte olduğunu gösterir.

Bu uzayın düzenli olan çok küçük bir bölgesi katlanarak genişlemeye başlayabilir.

Teoriye göre enflasyonun nerede ve ne kadar sürede gerçekleşeceği kesin değildir.

Bizim de evrenimiz böyle bir bölgeden doğmuş olabilir.

Bu da neden gözlemlenebilir evrenin entropisinin maksimum düzeyde olmadığını gösterir.

Elbette bu bir kez gerçekleşmek zorunda değildir.

Uzayın başka küçük yerleri de bu şekilde katlanarak genişleyip düzenli yapılar oluşturabilir.

Bu da hem çoklu evrenlerin varlığına hem de uzay ve zamanın büyük patlamadan yani küçük bölgenin gelişeme başlamasından önce var olduğunu inşaat eder.

Ancak BGV teoremi olarak bilinen bir diğer teoreme göre enflasyon teorisinde evren büyük patlamayla başlamadıysa bile evrenlerin zamanında gelişemesi sonsuzdan beri değildir.

Bu da hala zamanın başlangıcı probleminin çözülmemiş olabileceğini gösterir.

Üstelik bu teorem Hubble sabitinin ortalama olarak sıfırdan büyük olması dışında neredeyse hiçbir varsayımı ortaya atmaz.

Bu yüzden aslında enflasyon teorisi her ne kadar güçlü bir teorem olsa da tek başına çoklu evrenlerin başlangıcını açıklayamaz.

Fizikçiler bunun bir kuantum kütle çekimi teorisiyle giderebileceğini düşünmektedirler.

Çünkü enflasyon teorisi genel görevlilik teorisinin matematiğine dayalı bir teoridir.

Ve biliyoruz ki evreni tam anlamıyla anlamak için genel görevlilik teorisi tek başına yeterli.

Bu nedenle bir kuantum kütleçekim teorisine ihtiyacımız vardır.

Örneğin fizikçi Sean Carroll, kuantum sonsuzluk teoreminin zamanın başlangıcı olmadığını gösterdiğini söylüyor.

William Lane Craig ile yaptığı tartışmada bunu şöyle dile getiriyor.

Eğer kuantum mekaniğine uyan, sıfır enerjisi olmayan, fizik yasaları zamanla değişmeyen bir evreniniz var ise, evren zorunlu olarak sonsuzdan beri vardır.

Ancak bu teoremiyle ilgili şöyle bir sıkıntı var.

Yukarıda bahsedildiği üzere teoremin koşullarından biri evrenin sıfır enerjisi olmamasıdır.

Fakat günümüzdeki gözlem...

Evrenin enerjisinin sıfıra ya da sıfıra çok yakın olduğunu gösterir.

Mesela Wheeler-David denklemine göre eğer evrenimiz kapalı ise evrenimizin Hamilton'ı, kısaca enerjisi denilebilir, sıfıra eşittir.

Bu denklem eğer h eşittir sıfır ise evrenimizin dalga fonksiyonunda zaman için değişmeyeceğini söyler.

Bu zamanın aslında bir ilüzyon olduğunu kanıtlar mı?

Bilemiyoruz fakat bunun üzerine konuşmak konumuzun dışına çıkmak olur.

Pirotik model süpersizm teorisinden ilham almıştır ve büyük patlamadan önce ne vardı sorusuna yanıt vermesinin yanı sıra evrendeki...

homojenlik, evrenin şeklinin düz olması ve başlangıcının çok sıcak olması gibi çıkarımları WMAP ve Planck uydusu deneyleriyle de uyumludur.

En iyi avantajı çoklu evrenler üretememesidir.

Bu modelin söylediği şey şudur.

Evrenimiz 2 tane 3 boyutlu brenin 4 boyutlu uzay içerisinde çarpışması sonucu oluşmuştur.

Breni İnce bir zar olarak düşünebilirsiniz.

İki brennin çarpışmasında kinetik enerjileri, quarkları, elektronları, fotonları vs.

meydana getirmiştir. Evren homojendir çünkü çarpışma neredeyse her yerde aynı anda gerçekleşir.

Brenlerin geometrisi düz olduğu için evrenimiz de düzdür.

Kütleli manyetik monopoller, klasik büyük patlama teorisine göre ilksel evrende oluşmuştur.

Gözlemlenmediği için bize sorun yaratır fakat bu model manyetik monopoller öngörmez.

Stephen Hawking sanal zaman adı verilen bir kavram ortaya atar.

Zamanın sembolü olan t'yi eksi birin kara kökü olan i ile çarparsanız t'yi yani sanal zamanı elde edersiniz.

Sanal zaman bir uzay boyutu gibi davranır.

Üstelik istenmeyen tekellikleri de ortadan kaldırır.

Buna evrenin başlangıcındaki tekelik de dahil olur.

Hartel-Hawking modeli bir tür sınırsız kuantum kozmoloji modelidir ve bu modeli çekici kılan şey, evrenimizin başlangıç koşulları ve evrenimizin zaman içerisinde nasıl değiştiği hakkında açıklamalar sunmasıdır.

Bu modelle zaman tıpkı bir uzay boyutu gibi davrandığı için zamanın başlangıcı kavramı anlamsızdır.

Bunu bir top analojisiyle anlayabilirsiniz.

Topun üzerini seçtiğiniz rastgele bir noktanın topun başlangıcı olduğunu söylemek, ne kadar anlamsızsa zamanın başlangıcı olduğunu söylemek de o kadar anlamsızdır.

Ancak bu modelin bazı tahmin...

Döngüsel Kuantum Kütleçekim Teorisi Ayrıca

bu teori enflasyon teorisiyle tutarlı olduğundan zamanın başlangıcı hakkında bize bir şeyler söyleyebilir.

Büyük patlama teorisinin kanıtları neler?

Patlamada bilimin diğer tüm güç açıklamaları gibi bir teori ve birçok diğer güç teori gibi çok sadı bilimsel veri bulgule besleniyor.

Ve bu sayede bünyesindeki doğa yasalarının neden ve nasıl o şekilde olduğunu açıklamaya başarıyor.

Büyük patlama teorisini besleyen gözlemsel verileri şu şekilde sırlamak mümkündür.

Evren çok karanlık bir yer.

Geceleri gezegenlerde karanlığa gömülüyor.

Evren sonsuz olsaydı, sonsuz sayıda yıldız ve sonsuz miktar da ışık olması gerekirdi.

Evren karanlık olamazdı.

Dolayısıyla evren sonlu olmalıdır.

Sonlu ise başlangıcı da olmalıdır.

Evrenin daha uzak noktalarından dünyaya ulaşan ışığın spektrumu kırmızıya daha yakın frekanslara kayar.

Buna kırmızıya kayma denir.

Evrenin özel olduğunu gösteren hiçbir niteliği yoktur.

Dahası evrenin herhangi bir noktasının özel olduğunu gösteren hiçbir nitelik yoktur.

Evren her noktada homojen ve eş gibi gözükmektedir.

Evrenin ne tarafına bakarsanız bakın dibinde benzer nitelikler görürsünüz.

Yani evren izotropiktir.

Bu gözlemler evrenin ya büyük patlama ile tek bir anda başlayıp genişlediğini ya da sabit denge modelinde olduğu gibi ezelden beri bu şekilde olduğunu göstermektedir.

Bugüne kadar geliştirilen diğer bütün modelleri elemektedir.

Peki bu iki teoriden büyük patlama teorisinin daha geçerli olduğunu nereden biliyoruz?

Aşağıdaki ek gözlemler büyük patlama teorisi ile açıklanabilir.

Ancak sabit denge modeli ile açıklanamaz.

Uzayın delikliklerinden gelen radyo dalgaları ile kuasarlıların atım sayılarını bu kaynakların akısına kıyasladığımızda evrenin zaman içinde evrimleştiğini görüyoruz.

Evren sabit değildir.

Evrenin her köşesini dolduran kozmik yüklü dalga artan aşaması, evrenin çok daha yoğun ve izotermal bir durumdan bugünlere evrimleştiğini göstermektedir.

Aynı şıma yönelik gözlemlerimizdeki sıcaklık dağımlılarının kırmızıya kaymayla uyumlu olması, evrenin zaman içinde değiştiğini doğrulamaktadır.

Döterium, He, Li gibi hafif izotopların evrende bol miktarda bulunması, büyük patlama teorisinin öngördüğü ilk üç taklidiyle yaşanan olaylarla uyumludur.

Buna ek olarak, kozmik mikrodalga artalan aşımasının açısal güç spektrumunun milyonda birkaç parçacık seviyesinde olması, karanlık maddeyle dolu evren modelini öngören ve büyük patlama teorisini buzantısı olan enflasyon teorisiyle

de uyumludur. Kozmik mikrodalga artalan aşıması nedir?

Artalan aşıması, yani KMAI, patlamadan 380 bin yıl sonrasından kalan termal bir aşımadır.

Evrendeki en eski ışık olarak da geçer, bu yüzden aşımadan öncesini büyük patlama dahil gözlemleyemiyoruz.

aynı zamanda büyük patlama teorisinin en büyük kanıtlarından birisidir.

Patlamadan sonra evrenimiz inanılmaz sıcaktı.

O kadar sıcaktı ki... Protonlar, nötronlar ve elektronlar bir araya gelip atomları oluşturamayacak kadar hızlı hareket ediyorlardı.

Daha sonra evren genişledikçe madde soğudu ve proton ve elektronlar bir araya gelip en basit atomlar olan hidrojen ve helium atomlarını oluşturdu.

Işık ve madde arasındaki ilişkiyi yeni açıklayan kuantum elektrodinamiği teorisine göre elektromanyetizma aslında yüklü parçacıkların dibirlerine foton göndermesidir.

Yani fotonlar elektromanyetik alanın kuantumudur.

Hidrojen ve helium atomları oluştuktan sonra nötron oldukları için artık termal ışınla yutulmuştur.

Ve yutulmayan fotonlar evrende amaçsızca sağır oldular.

Tabi fotonların enerjisi evren genişledikçe azalacaktı.

Çünkü uzay genişledikçe dalga boyları da arttı.

O günden beri uzayda her yöne seyahat ediyorlar.

Uzayın her bir santimetre küpü kozmik mikrodalga arka planışmasının 300 fotonu ile doludur.

Diğer bir ilginç bilgi ise televizyonunuzda oluşan cizatanın %1'ine yine kozmik mikrodalga arka tanışması.

Evrenin tekillikten başladığı kesin değildir.

Zamanında evrenimizin tekillik durumunda olamadığı bilinmiyor.

Hatta o anda evrenimiz sonsuz büyüklükte bile olabilir.

Büyük patlama hakkında bir kitap veya yazı okuduysanız, evrenimiz T1 saniyede bir golf topu büyüklüğündeydi, T2 saniyede dünya büyüklüğüne ulaştığı gibi cümleler okumuş olmanız mümkün.

Ancak bu tarz cümlelerde evrenin büyüklüğünden kasıt, gözlemlenebilir evrenin büyüklüğüdür, evrenin kendisinin değil.

Patlama ağının belli koşullara uyması halinde tekillik içermesi gerektiğini gösteren bazı teoremler vardır.

Gelin onlardan ikisine göz atalım.

İlki Hawking-Penrose tekillik teoremleridir.

Bu teoremlerden birine göre güçlü enerji koşulu sağlanan uzay zaman bölgesinde fikirlik olmak zorundadır.

Güçlü enerji koşulu negatif basınçtan dolayı oluşan itici antikütle çekimin enerjiden dolayı oluşan çekici kütle çekiminden daha güçlenmesi durumudur ve Teoreme göre eğer böyle bir koşulu sağlayan uzay zaman alanı varsa o

alan tekerlik içermek zorundadır.

Bu duruma uyan iki yerin olduğu düşünülüyordu.

Karadelikler ve evrenin başlangıcı.

Ancak sonradan pek çok fizik teorisini gösterdiğine göre evrenin başlangıç koşullarının güçlü enerji koşulunun uymadığı görüldü.

Henüz doğrudan gözlemlenmeyen ancak fizikçilerin büyük çoğunluğunun doğru olduğunu inandığı enflasyon teorisinde de evrenin başlangıcı güçlü enerji koşulunun uymaz.

Bu yüzden fizikçiler artık bu teoremi ciddiye almıyorlar.

Çok daha iyi Penrose tarafından kanıtlanıyor.

Daha iyidir çünkü sadece sıfır enerji koşulu kullanılır.

Sıfır enerji koşulu eğer bir alanın çevresinden geçen ışık hüzmeleri o alanın kütle çekim merkezinden geçmek zorundaysa o alanın kütle çekim merkezinin tekirlik içermesi gerektiğini söyler.

Ancak bu teoreminde iki sorunu vardır.

Sıfır enerji koşulu kuantum mekaniği ile çelişiyor gibi gözükmektedir ve aynı zamanda uzayın herhangi bir zamanda sonsuz olduğunu varsayar.

Ki uzayın sonsuz mu sonlu mu olduğunu bilmiyoruz.

Eğer evrenimiz düz ise bu evrenimizin sonsuz olduğunu gösterir.

Fakat evrenimiz düz değil de kapalı bir evren ise bu onun sonlu olduğunu gösterir.

Evrenimizin sonlu olması biraz kafa karışıcı olabilir.

Çünkü aklı evrenin sınırına gelirsek ne göreceğiz gibi soru getirebilir.

Evrenin kapalı olduğu topolojiler sonlu ama sınırsız olarak ifade edilir.

Örneğin bir basketbol topunun yüzeyi böyle bir topoloji için güzel bir örnektir.

Basketbol topunun yüzeyi iki boyutlu ve sonlu bir yüzeydir ancak sınırı yoktur.

Bu da topun üzerinde ne kadar ilerlerseniz ilerleyin asla yüzeyin sonu gibi bir yerle karşılaşmayacaksınız demektir.

Bunun yüzeyinde bir yönde ilerlerseniz bulunduğunuz yere geri dönersiniz.

Eğer evrenimiz sonlu ise sınırsız olacaktır.

Bu yüzden evrenin sınırı gibi bir kavram anlamsızdır.

Günümüzde yapılan ölçümler evrenimizin düz veya düze fazlasıyla yakın olduğunu gösteriyor.

Ancak evrenimizin bu kadar düz olabilmesi için madde ve enerji yoğunluğu parametresinin çok hassas bir değerde olması gerekir ve bu parametrenin neden bu kadar hassas bir değere sahip olduğunun klasik büyük patlama modelini ve açıklaması yoktur.

Bu yüzden bir problemdir ve bu probleme düzgün problemler.

Enflasyon teorisi bu problemin cevabını veriyor gibi gözükür.

Evren sonsuz mu yoksa sonlu ama çok büyük mü?

Evrenin sonlu mu yoksa sonsuz mu olduğunu tespit edebilmek için şeklini bilmemiz gerekiyor.

Evrenin şekline yönelik en güçlü tahminler evrenin bir küre şeklinde olduğunu düşündürüyor.

Her ne kadar simit şeklinde olduğunu gösteren modeller olsa da küresel bir cisimle ilgili en büyük problem gözlemciler kürenin kendisinden çok ama çok küçük ise kürenin küreselliğini tespit etmenin oldukça güç olabilmesidir.

Hatta bu yüzden günümüzde halen dünyanın küreselliğini görmekte zorlandığı için dünyanın düz olduğunu inanan koplacılar bulunmaktadır.

Ancak bir şeyi tespit etmenin güç olması aklımıza gelen ilk açıklamanın gerçek olduğu anlamına gelmez.

evrenin kıvrımlarına yönelik hesaplar, kıvrım yarı çapının 70 milyar ışık yılından daha büyük olduğunu gösterir.

Bu kıvrımın pozitif veya negatif yönde olduğunu yönelik herhangi bir tedipteniz bulunmamaktadır.

Dahası bu hesaplama yöntemiyle kıvrım yarı çapının üst limitini tespit edemediğimiz için, evrenin düz olması, yani kıvrım yarı çapının sonsuz olması da ihtimaller dahilindedir.

Evrenin tamamının hacminin gözlenebilir evrenden en az 20 kat daha büyük olduğu hesaplanmaktadır.

Dolayısıyla bu kadar devasa bir yapının ufak bir kısmına bakarak düz olduğunu sanmamız olasıdır.

Evren gözlenebilir evrenden çok ama çok daha büyüktür.

Gözlenebilir evren bu yazıda daha önce sözün ettiğimiz gibi bir gözlemcinin bulunduğu noktadan her bir yöne doğru bakarak tespit edebildiği evren parçalarının tamamıdır.

Ancak bir gözlemcinin görebildiği mesafe evrenin kendi toplam boyutu değildir.

Hatta ondan çok daha ufak olması olasıdır.

Çünkü evren durmaksızın genişleyen bir yapı olduğu için ve ışığın hızlı sonlu olduğu için gözleyebildiğimiz evren ışığın bugüne kadar kat etmeye başardığı yolda kısıtlı olmaktadır.

Bu durumda evrenin kendisi bir gözlemcinin gözlenebilir evrendir.

Altyazı M.K.

10 üstü 10, üstü 10, üstü 122 katı gibi büyüklüklerde hesaplamaktadır.

Bunlardan hangisinin doğru olduğunu bilmek mümkün değildir.

Ancak evren muhtemelen sandığımızdan bile çok ama çok daha büyük bir yapıdır.

Patlama sırasında neler oldu?

Bunu modern kozmoloji çerçevesinde biliklerimiz aşığında şöyle yanıtlamamız mümkündür.

1. Büyük patlamadan sonraki bir Planck zamanı sürede yani 10 üstü eksi 43 saniyede kütle çekimi kuvvetinin etkisi altında kuantum mekaniğinin kuralları çerçevesinde parçacıklar ve alanlar evrimleşmeye başlar.

Bu an içinde evren sadece 10 üstü eksi 33 cm boyundadır.

Homojendri ve izoterapiktir.

Bu anda sıcaklığı 10 üstü 32 Kelvin civarındadır.

2 Bu noktada enflasyon başlar.

Linden'in kaotik enflasyon modelinde bu genişleme planik zamanına başlar ancak büyük birleşim kuram çerçevesinde bu genişlemenin başlayabilmesi için sıcaklığın büyük patlamadan sonraki 13-35 saniyede 13-27

ile 13-28 Kelvin dolaylarına kadar düşmesi gerekir.

3. Büyük patlamadan sonraki 13-33 saniyede enflasyon dönemi biter.

Sıcaklık bu noktada yeniden 13-27 ile 13-28 Kelvin dolaylarındadır.

Çünkü enflasyon neden olan vakum enerjisi yoğunluğu ısıya dönüşür.

Enflasyon evresi okudur hızlı yaşanmıştır ki bu evre sonunda evrenin görünen yaşı sadece 10-35 saniyedir.

Bu genişleme dolayısıyla evrenin Planck zamanındaki homojen kısımları 100 cm genişliğe ulaşmıştır ve büyüme faktörü 10-35 civarındadır.

Ancak bu dönemde kuantum dalgalanmalar nedeniyle homojen olmayan kısımlar belirlemeye başlamıştır.

Bunlar rastgele bir şekilde evrenin dokusuna dair olur ve her ölçekte eşit güce sahiptirler.

4. Baryogenez olayı yani baryo vesimli parçalıkların oluşması dönemi başlar.

Antimadde ile madde arasındaki reaksiyon sürelerinde bir kırılma yaşanır.

Her 1 milyon antiproton için 1 milyon 1 proton ve 100 milyon foton oluşmaya başlar.

5. Evren bundan sonraki 0.0001 saniye boyunca 13 su 13 kelvin dolarlarına kadar soğur.

Antiprotonlar protonlarla birleşerek enerjiye dönüşür ancak daha çok sayıda proton olduğu için geriye sadece protonlar kalır ve çok miktarda foton.

6. Evren ömrünün birinci saniyesine kadar 10 üstü 10 kelimeye soğur.

Zayıf kuvvet dolayısıyla proton bölü nötron oranı 6 dolarlarına sabitlenir.

Bu sırada evrenin homojen kısmı 10 üstü 19.5 cm genişliğe uğramıştır.

7. Evren ömrünün yüzüncü saniyesinde 1000 milyar kelimeye soğur.

Elektronlar ve pozitronlar birbirlerini yok ederek daha fazla foton üretirler.

Protonlarla nötronlar birleşerek nötronları üretirler.

Bunlar bir araya gelerek helyum üretirler.

Bu süreçler sonucunda %75 hidrojen, %25 helyum kütlesine sahip bir evren oluşur.

Dötron bölü proton oranı milyonda 30 parçaya ulaşır.

Proton veya nötronun başına 2 milyar foton vardır.

8. Büyük patlamadan bir ay kadar sonra mikrodalga art alan aşımasının yani CMB'nin bilgi taşıyabildiği sınara ulaşırız.

9. Patlamadan 56 bin yıl sonra da maddi yoğunluğu radyason yoluna eşit hale gelir.

Sıcaklık 9 bin kelvin civarındadır.

Karanlık madde heterojenlikleri çökmeye başlar.

10. Protonlar ve elektronlar bir araya gelerek nötral hidrojen oluşturmaya başlarlar.

Evren bu noktada transparan hale gelir.

Sıcaklık 3000 Kelvin civarına düşmüştür ve aradan 380 bin yıl geçmiştir.

Normal madde artık karanlık madde hükümeleri oluşturmaya başlar.

Artık bu noktada CMB'den evrenin neye benziyene dair bir görüntü almaya başlamak mümkün olur.

11. Büyük patlamadan 100-200 milyon yıl sonra ilk yıldızlar oluşmaya başlar ve evren yeniden yoğunlanmaya başlar.

12. İlk süpernova patlama sonucu karbon, nitrojen, oksijen, silikon, magnezyum, demir gibi elementler uzaya saçılır.

13. Karanlık madde kümeleri galaksilere oluşmaya başlar.

Yıldızlar ve gaz bir araya gelmeye başlar.

14. Galaksi kümeleri oluşmaya başlar.

15. Günümüzden 4.6 milyar yıl önce, büyük patlamadan 9.22 milyar yıl sonra güneş sistemi ve güneş oluşmaya başlar.

16. Evrenin ömrünün 9.28 milyarıncı yıl içerisinde dünya oluşur.

Sıcaklık artık 2725 Kelvin oluşmuştur.

Evrenin homojen kısımları 10 üstü 29 cm'ye kadar genişlemiştir.

Bu gözlenebilir evrenden daha büyüktür.

Evren bir karı delik mi?

Hayır tam olarak böyle düşünmek doğru olmaz.

Büyük patlama tüm uzay boyunca uzanan tek bir andır.

Bir karadelik ise tek bir uzay noktası içinde tüm zamanlar boyunca uzanan bir tekilliktir.

Evrenimizin uzak geleceğe buharlaşma gibi mekanizma içermezken karadelikler Hawking aşıması yolu ile katrilyonlarca kere katrilyonlarca yıl boyunca yavaş yavaş buharlaşırlar.