Büyük Patlama Teorisi (Big Bang) Nedir?

2007 senesinde yayınlanmaya başlamış olan TV dizisi ile bir tek astrofizikçilerin değil artık her insanın bilmiş olduğu bir kuram haline gelen “Büyük Patlama Teorisi” yüzyıllık bir mevzu. Bilim dünyasında bilinmezlikler ve kesinleştirilemeyen teoriler daima ilgi odağı olmuştur. Kesinliğini kazanan bilgiler ise çekiciliklerini yitirirler.

Bu yazımızda, ilk kez ortaya çıkışından ortalama bir çağ sonrasında (1920’lerde ortaya çıkıyor) hala büyük bir sual işareti olan Büyük Patlama Teorisi’ne değineceğiz. “Her şeyin teorisi” ile ömrünü geçiren Stephen Hawking ve daha nicelerinin en yakın tarifiyle:

big bang
Büyük patlama görseli

Evrenin aslen ufak bir nokta halinden meydana gelip 13,8 milyar senedir şişerek büyüdüğünü ve bildiğimiz evrenin bu birbirinden uzaklaşarak dağılan parçacıkların eseri bulunduğunu korumak için çaba sarfeden fikre Büyük Patlama Teorisi diyoruz.

Ayrıca, evet halen şişmeye ve büyümeye devam ediyor.

Evren, bir tek kozmik takvim bazında ele alınırsa, hesaplanan bu şişmeyi fark edebilmek içinse milyarlarca yıl geçmesi gerekiyor. İnsan ömrü bunu gözlemlemek için elbet kafi değil. Şanslıyız ki bilimsel hesaplamalar var.

Hesaplamalar elbet matematik formüllerine dayanıyor. Gökbilimciler ve fizikçilerin bir çok için “kozmik mikrodalga arka plan” (CMB – Cosmic Microwave Background) denilen izler Büyük Patlama için kanıtlama durumunda. Özetlemek gerekirse anlatmak gerekirse, fon ışıması ismiyle de karşınıza çıkabilecek bu izler evrenin her yerine yayılmış olduğu kabul edilen bir dalga biçimi aslen.

Büyük Patlama Teorisi (Big Bang) Nedir?

Bu mevzu yazının ilerleyen kısımlarında daha anlaşılır bir hal alacak. Normal olarak evrenin oluşumuna dair teoriler Büyük Patlama ile sınırı olan değildir. Hatta bu mevzuda yüzlerce kuram var. Aralarından göze çarpanların başlangıcında ise evrenin sonsuz kez kendi kendini tekrarlamakta bulunduğunu söyleyen Einstein’ın Döngüsel Modeli gelir, fakat o başka bir yazının mevzusu.

Büyük Patlama neydi?

Big Bang Teorisi, evrenin iyi mi başladığına dair önde gelen açıklamadır . Basitçe söylemek gerekirse, bildiğimiz kadarıyla evren, önümüzdeki 13,8 milyar yıl süresince hala genişleyen kozmosa şişen ve geren sonsuz derecede sıcak ve yoğun tek bir nokta ile ilkin hayal edilemez hızlarda ve sonrasında daha ölçülebilir bir oranda başladığını söylüyor. bugün bildiğimiz.

Mevcut teknoloji hemen hemen astronomların kelimenin tam anlamıyla evrenin doğuşuna bakmalarına izin vermiyor, Büyük Patlama hakkında anladığımız şeylerin bir çok matematiksel formüllerden ve modellerden geliyor.

Sadece gökbilimciler, kozmik mikrodalga arka planı olarak malum bir fenomen vesilesiyle genişlemenin “yankısını” görebilirler .

 Büyük Patlama Başlangıç Ve Işığın Doğuşu

Mevzumuza geri dönecek olursak, patlamanın ilk anlarında ısı ortalama 5 buçuk milyar dereceydi (5,500,000,000 °C). Ve inanılmaz yoğun miktarlarda nötron, elektron ve proton şeklinde temel parçacıklarla kaplıydı.

Zaman içinde, evren soğudukça bu elementler ya birleştiler ya da yok oldular. Bilim adamlarına gore bu ilk evrelere gözle bakabilmenin yolu yoktu. İnanılmaz kuvvetli olan bu ışıltı NASA’ya gore Büyük Patlamanın başladığı ilk andan sonraki 380 bin yıl süresince parlamaya ve ışımaya devam etti. Hemen sonra kararmış olsa da bu ilk ışımanın izleri hala var. Bazı kaynaklarda “afterglow” doğrusu kalıcı iz olarak bahsedilse de bu izler aslen azca ilkin bahsettiğimiz “kozmik mikrodalga arka planın” ta kendisi.

CMB diyerek kısaltacağımız bu izler, ilk kez 1948 senesinde Ralph Alpher ve arkadaşları tarafınca bir tek varsayım halinde öne sürülürken, gerçek keşfi 1965 senesinde tamamen kaza eseri gerçekleşmiş. Günümüzde varlığını devam ettiren Bell şirketinin New Jersey’deki telefon geliştirme laboratuvarlarında çalışan Arno Penzias ve Robert Wilson adlı mühendislerin 1965 senesinde geliştirdikleri radyo alıcısı tahminlerinin ötesinde frekansları algılayabilmişti.

NASA kaynaklarına gore ilk başta güvercinlerin pisliğinden ortaya çıkan bir mesele bulunduğunu düşünen mühendisler ortalığı temizledikten (antenlere giren güvercinleri öldürüp anteni iyice temizlemişler) sonrasında probleminin hala devam ettiğini görmüşler. Bu 2 mühendisin ayaklarına takılan şey aslen CMB sinyallerinden başka bir şey değilmiş.

İkili, frekanslarla ilgili bir rapor yayınladılar. Aynı yıl Princeton Üniversitesi’ndeki Robert Dicke önderliğindeki bir ekip CMB’nin varlığını ispatlamaya çalışıyordu. Neticede iki tarafın da emek harcamaları ortak bir noktada buluştu. Ve 1965 senesinde makaleler gösterildi, CMB kanıtlama edilmişti. Sonrasında Büyük Patlama Teorisi büyük oranda bilim dünyasınca kabul edilir oldu.

büyükpatlamateorisi2
Big Bang çoğu zaman bir “patlama” olarak tanımlansa da, bu yanıltıcı bir görüntüdür. Bir patlamada, parçalar merkezi bir noktadan evvel mevcud bir alana fırlatılır.

Peki evren kaç yaşlarında?

Keşfinin arkasından ilk CMB gözlemleri gerçek anlamda çeyrek çağ sonrasında başladı. NASA, 1990 senesinde sema haritasını çıkartmak için kullandığı COBE (Cosmic Background Explorer) “kozmik arka plan ışıması kâşifi” tasarımıyla CMB’yi resmen uzayda arayıp anlamaya çalıştı. 18 Kasım 1989’da fırlatılan COBE’nin o yıllardaki maliyeti ise 160 milyon dolardı. COBE’nin arkasından çeşitli deneyler ve çalışmalarla CMB iyice ehemmiyet kazanmıştır.

4 senenin arkasından 2013 senesinde gözlemleri paylaşılan Planck uydusu aralarındaki en mühim ve güncel verileri ile bazı saptamaları güncelledi. Örnek olarak, evrenin yaşlarının 13,7 milyar yıl değil 13,82 milyar yıl bulunduğunu hesapladı. Normal olarak bu emekler halen devam ediyor ve tertipli aralıklarla güncelleniyor olsa da bazı çelişkiler halen çözülmüş değil.

Mesela, Büyük Patlama Teorisi CMB için ne yana bakarsak bakalım değişmez ve aynı kalır derken, Cenup Yarımkürenin Şimal Yarımküreye gore niçin daha kırmızı bulunduğunu açıklamaya yetmiyor. Bu şeklinde bazı çelişkiler hala gizemini korumakta. Bu çelişkilerin bir diğeri de evreni oluşturan materyallerle ilgili.

CMB evrendeki maddelere dair fazlaca fazla ipucu sunsa da bizim göremediğimiz, algılayamadığımız ve hemen hemen teknolojimizin yetmediği fazlaca daha çok enerji ve maddenin (karanlık enerji, karanlık madde) varlığına da işaret ediyor.

Şimdilik eldeki veriler, evrendeki somut maddeden oluşan gezegenlerin, yıldızların ve galaksilerin evrenin yalnızca yüzde %5’ini oluşturduğunu gösteriyor. Geri kalan karanlık bölümde nelerin gizlendiği ise halen gizemini koruyor. Çelişkiler, kaçınılmaz olarak bununla beraber tartışmaları da getiriyor.

büyük patlama teorisi
“Big Bang Theory” adı, on senelerdir astrofizikçiler içinde bu kavram hakkında konuşmanın popüler bir yoluydu, sadece 2007’de aynı adı taşıyan bir güldürü TV şovunun CBS’de gösterime girmesiyle ana akıma çarptı.

Kütle çekimsel dalga tartışması

Gökbilimcilere gore evren patlamanın ilk saniyesinde ışık hızından daha süratli bir halde şişmeye doğrusu dağılmaya başladı. Einstein’ın, evrendeki en yüksek hızın ışık hızı bulunduğunu ve limitin ışık hızından öteye geçemeyeceğini söylediğini düşünürsek (bu durum evrenin içindeki nesneler için geçerlidir) patlamanın kendisi için geçerli değildi diyebiliriz.

Gene de gökbilimciler bu mevzuyu da ispatlamak için halen uğraşmaktalar. Doğal olarak burada küteleçekimsel dalgaların varlığını ispata en fazlaca yaklaşmış olan BICEP2 Antarktik teleskopuyla (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) meydana getirilen emekler öne çıkıyor.

Galaksiler arası kozmik kutuplaşmayı inceleyen teleskopla emekler meydana getiren ekibin lideri astrofizikçi John Kovac, 2014 Mart ayında “bulduğumuz sinyal kati olarak gerçek ve bu sinyaller gökyüzünde” şeklinde izahat yapmıştı. Haziran ayında ise elde edilmiş sonuçların teleskopun açısına giren kozmik toz yüzünden yanıltıcı olabileceğini söylemişti.

New York Times’a verdiği demeçte “gene de elde ettikleri verilere güvendiklerini” belirtmişti. Kovac, “Planck uydusundan önceki verilere gore tahmin edilen toz oranının güncellenen verilerdeki toz oranına gore fazlaca daha düşük bulunduğunu” da sözlerine eklemişti. Esasen fazlaca geçmeden 2015 Ocak ayında gösterilen bira araştırmada iki ekibin ortak emek harcamaları sonucu Bicep sinyallerinin neredeyse tamamen yıldız tozundan ibaret olduğu açıklanmıştı.

2016 yılından beri çalışmalarını yürüten LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) kütleçekimsel dalga gözlemleriyle, güneşin onlarca katı büyüklüğe haiz kara deliklerin hareketi ve çarpışmasında bahsi geçen kütleçekimsel dalgaların varlığı doğrulandı. LIGO halen çalışmalarına devam ediyor ve yakın tarihte daha çok kara delik kaynaklı dalganın keşfedileceği tahmin ediliyor.

Büyük Patlama Teorisi (Big Bang) Nedir?

Çoklu evren ve büyük patlamanın şu anki durumu

13,8 milyar senedir şişmeye ve dağılmaya devam eden evren, kabaca düşündüğümüzde gittikçe soğur. Yavaşlar şeklinde gelse de aslen şişmesi arttıkça hızı da artıyor. Bu da kozmik takvimde milyarlarca yıl sonrasında Dünya’dan bakıldığında hiçbir gezegen yada yıldızın görünemeyecek olması anlamına geliyor. Şu sebeple hepsi birbirinden uzaklaşmış olacak.

Harvard Üniversitesi gökbilimcilerinden Avi Loeb, 2014 Mart ayında yazıya döktüğü yazısında “Uzak gezegenlerin bizlerden uzaklaştığını gözlemleyeceğiz. Bu uzaklaşmanın hızı zaman içinde artacak. Şu demek oluyor ki, eğer yeterince beklersek (milyarlarca yıl), zaman içinde, uzaklardaki bir galaksinin ışık hızına ulaştığını göreceğiz. Bu da ışık hızında bile ilerlesek uzaklaşan galaksilere ulaşabilmemiz asla mümkün olmayacak demek oluyor. Dünya dışı varlıkların keşfi, onlarla kontakt şeklinde mevzular söz mevzusu olmayacak” diyerek bu durumu örneklendirmişti.

Bazı fizikçilere gore ise içinde bulunduğumuz bu evren onlarcasından bir tek birisi. Yan yana duran balonlar şeklinde birçok evren yan yana duruyor olabilir diyen bu fizikçilerin savunduğu model ise “Çoklu Evren” modeli. Buna gore patlamayla beraber değişik uzay vakit parçaları değişik hızlarda meydana geldiler. Bu da değişik kısımlar değişik evrenler ve potansiyel olarak değişik fizik kurallarına sebep olmuş olabilir.

2014 yılındaki kütleçekimsel dalgaların konuşulmuş olduğu bir konferansta konuşan MIT kuramsal fizikçisi Alan Guth: “Çoklu evrenlere tasarlayamayacağımız gelişme ve genişleme modelleri düşünebilmek çok da fazla mümkün değil. Çoklu evren imkânsız diyemeyiz, araştırmalara devam etmek gerekiyor. Bir çok model esasen çoklu evrenlere çıkıyor. Ve büyümenin kanıtları keşfedildikçe çoklu evren teorilerini ciddiye almak zorunda kalacağız” diyerek çoklu evrenlerin gerçek dışı olmadığından bahsetmişti.

Evrenin meydana gelişini anlamaya çalıştığımız en geçerli kuram olan Büyük Patlama, bazılarına göre evrenin başına gelen tek gelişme (şişme) yada daralma (sönme) vakası değil. Bazı bilim adamlarına gore evren çeşitli gelişme yada daralma evrelerinden fazlaca kereler geçti. Ve biz bu evrelerden bir tek birisine denk geldik. Neticede milyarlarca yıl devam eden süreçlerden bahsediyoruz.

Kim bilir kim bilir evren insan bedeni şeklinde fazlaca daha büyük bir yapının içinde kalp şeklinde büyüyüp küçülen bir yapıdır…

Ceyhun Tokmak

Yorum yapın