EVRENİN OLUŞUMU, GELECEĞİ VE BİG BANG KRONOLOJİSİ ÜZERİNE

Evrenimiz gözlemleyebildiğimiz bütün maddesel yapıları, uzayı ve enerjiyi içerisinde barındıran fiziksel yasalara tabi devasa bir sistemdir. Evrenimizin yolculuğu günümüzden yaklaşık olarak 13,8 milyar yıl önce “yokluğun içerisindeki minicik bir varlık” olarak başlamıştır. Tahminlerimize göre evrende gözlemleyebildiğimiz tüm madde ve diğer içerikler 13,8 milyar yıl kadar önce cümle sonunda kullanılan nokta (.) işaretinin trilyonda birinden daha küçük bir hacme sıkışmış durumdaydı. Bu minik “noktacık” tahmin edilebileceği gibi aşırı düzeyde sıcak ve yoğundu. Bu aşırı sıcaklık ve basınç yüzünden noktacık içerisinde bildiğimiz anlamda maddesel bir ortamdan söz etmek mümkün değildi. Çünkü ortam, atom altı parçacıkların birleşerek atomları oluşturmasına ve hatta enerjinin yoğunlaşarak atom altı parçacıkları oluşturmasına bile izin vermeyecek kadar sıcaktı.

Aslında günümüzde sahip olduğumuz klasik fizik yasaları bu düzeyde ekstrem koşullar altındaki bir ortamı açıklamakta yetersiz kalmaktadır. Çünkü bahsedilen koşullar altında günümüzde bilinen ve fiziğin adeta temelini oluşturan dört temel kuvvet (kütle çekim, elektromanyetizma, zayıf nükleer ve güçlü nükleer) birleşerek tek bir “süper güç” oluşturmaktadır. Ancak elbette gelecekte keşfedilebilecek potansiyel fizik yasaları bu “süper gücü” tanımlayabilir ve bizler de evrenimizin doğmadan önceki hallerini daha iyi anlayabiliriz.

Söz konusu evrenimizin doğuşu olduğunda insanların aklına “peki ya evren doğmadan önce ne vardı?” sorusu takılabilir. Fakat bu soru bir kavram yanılgısını da beraberinde getirir. Eğer bir şeyin “öncesinden” bahsediyorsak orada zaman kavramından söz etmek zorundayız demektir. Zaman kavramının fizik bilimlerinde kabul gören tanımı (farklı fizik türlerine göre değişmekle beraber) “bir olayın veya olayların varoluş ve devam etme ölçüsü” şeklinde genellenebilir. Evrenin oluşumu öncesinde bildiğimiz anlamda bir “olay” olmadığından ve klasik fizik yasaları evrenin doğumu ile beraber işlemeye başladığından evrenin doğumu öncesinde zaman kavramından söz etmek mümkün değildir. Kuantum fiziği gibi ileri düzeyde teoriler her ne kadar evrenin doğumu öncesinde zamanın bildiğimizden farklı bir biçimde (kuantum baloncuk teorisi) var olduğunu ve aktığını savunsa da henüz kesin ispatı yapılamadığı için evrenin doğumunun bildiğimiz anlamda bir “öncesinin” olamayacağı söylenebilir. Sonuç olarak “evren doğmadan önce ne vardı?” sorusu zamanın doğasından ötürü evren doğmadan öncesi yoktu şeklinde cevaplanabilir.

Klasik fizik yaslarıyla tam olarak tanımlayamadığımız ve hâlâ “noktacık” halindeki evrenimiz, henüz sebebini bilemediğimiz bir şekilde birden genişlemeye başladı. Günümüzde bu olaya Büyük Patlama (Big Bang) diyoruz. Yani aslında tam olarak bir patlama değil onun yerine çok yüksek hızda bir genişleme söz konusu. Bu genişlemenin günümüzden yaklaşık olarak 13,8 milyar yıl önce gerçekleştiğini hatırlatmakta yarar var. Çünkü ondan öncesi daha önceleri açıklanan sebeplerden ötürü aslında yoktu. Noktacık halindeki evrenimiz Büyük Patlama adı verilen olayla genişlemeye başladıktan sonra nispeten daha “incelenebilir” bir duruma geliyor. Büyük patlama anına zamanın başladığı t=0 noktası dersek evrenimizin günümüze kadar olan evrimini farklı dönemsel başlıklar adı altında inceleyebiliriz.

Planck dönemi (büyük patlama anından t=〖10〗^(-43). saniyeye kadar):

Evrenimiz bu dönem esnasında hâlâ çok sıcak ve yoğun olduğundan sahip olduğumuz fizik yasaları ile tam olarak açıklanamayacak durumdaydı. Dolayısıyla bu dönem hakkında kesin önermelerde bulunmak bizler için doğru olmaz.

Büyük birleşim dönemi (t=〖10〗^(-43). saniyeden t=〖10〗^(-36). saniyeye kadar):

Bu dönem aralığı içerisinde bilinen dört temel kuvvet birbirinden ayrıldı (ilk ayrılan kuvvetler: zayıf nükleer, güçlü nükleer ve elektromanyetik kuvvetlerdi). Bu sayede klasik fizik yasaları artık sahneye çıkabilecekti. Evren genişledikçe bu kuvvetlerin ayrılabilmesinin sebebi genişleyen hacim ile beraber yoğunluğun azalması ve aynı sebepten sıcaklığın da düşmesidir.

Enflasyon dönemi (t=〖10〗^(-36). saniyeden t=〖10〗^(-32). saniyeye kadar):

Enflasyon dönemi sırasında evrenimizin üstel ve muazzam bir hızla genişlediği düşünülmektedir. Bu genişleme sayesinde evren düz, homojen ve izotropik bir yapıya sahip olmuştur. Enflasyon dönemi sona erdiğinde evrenin enerjisi radyasyona ve bazı “parçacıklara” dönüşmüştür.

Kuark dönemi (t=〖10〗^(-32). saniyeden t=〖10〗^(-6). saniyeye kadar):

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Bu dönemde evren hâlâ bildiğimiz anlamda maddenin oluşması için fazlasıyla sıcaktı. Atom altı parçacıklar kuark-gluon plazması halinde bulunuyordu. Bu dönemin son anlarında genişleme sebebiyle sıcaklığı ve yoğunluğu azalan evrende kuarklar ve gluonlar daha büyük atom altı parçacıkları oluşturmak üzere harekete geçmeye başladı. *Günümüz bilim insanları CERN gibi laboratuvarlarda kuark-gluon plazmasını elde etmek için çalışmalar yürütmektedir.

Hadron dönemi (t=〖10〗^(-6). saniyeden t=1. Saniyeye kadar):

Evrenimizin sıcaklığının ve yoğunluğunun daha da düşmesiyle beraber kuarklar birleşerek proton ve nötron gibi hadronları oluşturmaya başladı. Oluşan proton ve nötronlar gibi parçacıkların ilk hafif atom çekirdeklerini oluşturması içinse sıcaklığın biraz daha düşmesi gerekiyordu. *Bu dönemin bitişi ile beraber evrenimiz Büyük Patlama’dan sonraki ilk saniyesini doldurmuş durumdadır.

Lepton dönemi (t=1. saniyeden t=10. saniyeye kadar):

Evrenin gitgide soğumasıyla beraber lepton adı verilen parçacıklar (elektron, müon, nötrino vb.) hâkim duruma geldi

Nükleosentez dönemi (t=3. dakikadan t=20. dakikaya kadar):

Evrenin sıcaklığının yaklaşık bir milyar Kelvin’e düşmesi ile beraber protonlar ve nötronlar birleşerek ilk hafif atom çekirdeklerini (hidrojen, helyum vb.) oluşturmaya başladı. Tahminlere göre bu dönemde evrende yaklaşık %75 oranında hidrojen ve %25 oranında helyum atomları bulunmaktaydı. *Tahminlere göre evrenimizde madde ve antimadde (madde ile aynı özellikleri gösteren ama yükü farklı olan madde) beraberce oluşmuştur ve normal koşullarda madde ve anti maddenin eşit miktarda üretilmesi gereklidir. Madde ve antimadde karşılaştığında birbirini yok eder ve enerjiye dönüşür. Ancak gördüğümüz kadarı ile evrenimiz büyük çoğunlukla maddeden oluşuyor (oluşum süresince her 1 milyar anti maddeye karşılık 1 milyar 1 madde oranında parçacık oluştuğu düşünülüyor). Çünkü diğer türlü enerjiye dönüşeceğimizden burada olmazdık. Madde ve antimadde arasında gözlemlediğimiz bu eşitsizliğin sebebi günümüzde hâlâ bir muamma. Bilim insanları nötrino gibi parçacıklar üzerine sürdürdükleri araştırmalarla bu eşitsizliğin sebebini bulmaya çalışmaktadır.

Işık dönemi (tahmini t=300.000-380.000’inci yıl):

Görüldüğü gibi nükleosentez döneminden sonra yaklaşık 300.000-380.000 yıl boyunca evrende kayda değer bir değişiklik gözlemlenmemiştir. Aslında dışarıdan bakıldığında ortada insan gözüyle gözlenecek bir evren de yoktur. Çünkü ortamdaki aşırı sıcaklık yüzünden elektronlar atom çekirdekleri ile bağlantı kuramamıştır ve bu durum sonucunda ışığın iletimini sağlayan fotonlar elektronlar arasından kaçamamış ve evrenin dışına ışık sızmamıştır. Ancak ışık dönemi ile birlikte (evrenin genişlemesi suretiyle sıcaklık uygun düzeye düşünce) elektronlar nihayet çekirdekleriyle bağ kurmuş ve fotonlar özgürce hareket edebilmiştir. Bizler bugün hâlâ yayılan bu “ilk” ışığı bize evrenin her yerinden gelen kozmik mikrodalga arka alan ışınımı olarak görebilmekteyiz.

Karanlık dönem (t=380.000’inci yıldan t=150 milyonuncu yıla kadar):

Evren ışık döneminde ilk ışığını serbest bıraktıktan sonra çoğunlukla nötr atomlardan oluşuyordu. Kısacası daha yıldızlar evrimleşmemişti. Bu durum sonucunda evrene ışık yayabilecek kaynak bulunmamasından ötürü evren uzun bir süre karanlık hakimiyeti altında kaldı.

Reiyonizasyon dönemi (t=150 milyonuncu yıldan t=1 milyarıncı yıla kadar):

Evren ilk yıldızlarını bu dönemle birlikte elde etmeye başladı. Kütle çekim ve diğer kuvvetler etkisiyle toplanan yoğun miktarda hidrojen atomları iyonize olarak ilk yıldızları oluşturur. Bu sürecin evren 1 milyar yıl yaşına gelene kadar devam ettiği tahmin edilmektedir.

Agora Bilim Pazarı

Olduğum Yer

Bir kadın, kendi şehrinde, kendi başına yürüyor. Hayat yolculuğunun ortasında yolunu kaybettiğinin farkında. Her bir gününün fonunda yer alan bu şehir, olduğu yer, hikâyesinin gizli kahramanı. Sokakları, parkları, müzeleri, mağazaları, kafeleriyle kadının tek gerçek sırdaşı.
Pulitzer Ödüllü Jhumpa Lahiri’nin yeni romanı Olduğum Yer, hiçbir zamana, mekâna ya da insana ait olamamış, endişe ile coşku, köklenme ile yabancılaşma arasında gidip gelen bir kadının hikâyesi. Engelleri aşma dürtüsüyle dolup taşarken tarzı, üslubu ve hassasiyetleriyle de yazarın cesur dönüşümünü ortaya koyuyor. Lahiri, edebiyat yolculuğuna yeni bir dilde devam ederek İtalyanca yazdığı ilk romanında sanatsal başarısını da yeni bir seviyeye taşıyor.

YILIN EN ÇOK BEKLENEN KİTAPLARI SEÇKİSİNDE
TIME • VOGUE • VULTURE • LITHUB • OPRAH MAGAZINE BUZZFEED • HARPER’S BAZAAR

“Hipnotize eden bir ‘sırra kadem basma’ numarası.” –OBSERVER
“Zarafetle yazılmış… Baharın ilk sıcak akşamında, güneş batarken çıkılan bir gezintiye benziyor. Mücevher gibi bir kitap.” –BOOKPAGE
“Lahiri’nin dili ince bir elekten geçmiş gibi, her sözcüğü ışıldayan birer değerli taş.” –BOOKLIST

Devamını Göster

₺245.00

Satın Al Tüm Ürünler

Galaksi ve küme oluşumu dönemi (t=1 milyarıncı yıldan t=10 milyarıncı yıla kadar):

Evrende yıldız oluşumu sürdükçe kütle çekim kuvveti etkisiyle yıldızlar bir araya toplanmaya başlar ve galaksileri oluşturur. Galaksiler (ve kendi içlerinde yıldızlar) kütle çekim gibi kuvvetler etkisi altında birleşerek galaksi kümelerini oluşturur ve evren düzen almaya başlar.

Güncel dönem (t=10 milyarıncı yıldan 13,8 milyarıncı yıla kadar):

Evrenimiz günümüzde hâlâ aktiftir. Büyük Patlama ile başlayan bu destansı genişleme süreci evrenin uçlarına doğru hızlanarak devam etmekte olup yıldız oluşumu gibi göksel olaylar da günümüzde halen sürmektedir.

Görüldüğü üzere yaklaşık 13,8 milyar yıl yaşında olan evrenimiz destansı bir evrim süreci geçirmiş ve bugünlere kadar gelmiştir.

Peki ya evrenimizin gelecekte neler bekliyor?

Bu sorunun cevabı evrendeki madde miktarıyla doğrudan ilişkilidir. Çünkü evrendeki madde miktarı kütle çekim kuvvetinin gücünü belirler ve bu kuvvet evrenin genişlemesine (evren karanlık enerji sebebiyle nedeni tam olarak anlaşılamamış bir biçimde genişler) karşı savaşır. Evrende bulunan madde miktarı ve yoğunluğu Ω (Omega) harfi ile gösterilir. Eğer Ω’nın değeri 1’den büyük olursa evrendeki madde miktarı çok fazla olacak ve bu sayede kütle çekim kuvveti genişlemeyi yenerek evrenin çökmesine neden olacaktır. Dolayısıyla evren, tıpkı evrenin ilk hali olan “noktacık” evresine geri dönene kadar kendi içinde çökecektir. Eğer Ω’nın değeri 1’e eşit olursa evrendeki madde miktarı “kritik eşik” olarak adlandırılan değere eşit olacak ve kütle çekim kuvveti evrenin genişlemesi ile bir çekişmeye girerek yarışı kaybedecektir. Bu yüzden genişleme sonsuza dek sürecek ve evren yoğunluğunun ve sıcaklığının git gide azalmasıyla donarak veya tüm atomların birbirinden ayrılmasıyla son bulacaktır. Eğer Ω’nın değeri 1’den küçükse evrendeki kütle çekim kuvveti genişlemeyi yenemeyecek ve genişleme artan bir hızla devam edecektir. Bu durumda evrenin nihai kaderi yine büyük bir donma veya atomların birbirinden ayrılması yönünde olacaktır. Ω evrenin sonunu belirlemek dışında evrenin şekli hakkında da biz insanlara bir fikir verir. Eğer Ω’nın değeri 1’den büyük olursa evrenin şekli fazla madde miktarı ve kütle çekim kuvveti dolayısıyla tıpkı bir küre gibi kapalı olacaktır. Eğer Ω’nın değeri 1’e eşit olursa evrendeki madde miktarı “kritik eşikte” olduğundan dolayı evrenin şekli düz bir tepsiye benzeyecektir. Eğer Ω’nın değeri 1’den küçük olursa evrendeki yetersiz madde miktarından dolayı evrenimizin şekli hiperbolik (eğer biçiminde) olacaktır. Açıklandığı üzere Ω’nın değeri evrenimizin geleceğinin belirlenmesi ve güncel şeklinin tespit edilmesi için çok önemlidir. Bu sebepten ötürü bilim insanları Ω’nın değerini ölçmek için çalışmalar yürütmüş ve günümüzde bir sonuca ulaşmıştır. Ulaşılan bu değere göre Ω’nın değeri 1 dir. Dolayısıyla evrenimizin şeklinin düz olduğunu ve evrenimizin sonsuza kadar genişleyeceğini söyleyebiliriz. Bu genişlemenin hızı kütle çekim kuvveti etkisiyle uzun süreler sonunda yavaşlayabilir ancak tamamen durmaz. Bu sebepten ötürü evrenimizin nihai sonunun büyük bir donma ile geleceğini söyleyebiliriz.

Bütün bunları nereden biliyoruz?

Evrenimizin geçmişi ve geleceği söz konusu olduğunda ortaya atılan teorileri güçlü kanıtlarla desteklemek gerekmektedir. Neyse ki günümüzde gözlemleyebildiğimiz pek çok doğal fenomen bizlere teorilerimizin doğruluğunu göstermektedir. Evrenimiz hakkında ortaya attığımız teorilerin temelini Edwin Hubble’ın varlığını kanıtladığı evrenin genişlemesi fenomeni oluşturur. Hubble yaptığı gökyüzü gözlemleri esnasında gözlemlediği cisimlerin dünyadan uzaklaştığını hatta cisim ne kadar uzaktaysa uzaklaşma hızının da o kadar arttığını buldu. Bunu kanıtlamak için fizikte iyi bilinen bir etki olan Doppler Yasası’nı kullandı. Doppler Yasasına göre bir cisim size yaklaşıyorsa ondan gelen ışık maviye, eğer cisim sizden uzaklaşıyorsa gelen ışık kırmızıya doğru kayar. Bu olay sadece ışıkta da gerçekleşmez örneğin sireni olan bir aracın size yaklaşırken siren sesinin yükselmesi uzaklaşırken ise alçalması bu etki ile açıklanır. Çünkü yaklaşma esnasında araç (veya cisim) dalgaya bir baskı uygular ve dalga boyunu kısaltır kısalan dalga boyu gözlemci tarafından ışık spektrumunun mavi tarafında yorumlanır (mavi ışık kısa dalga boyuna sahiptir). Aynı prensipte uzaklaşma esnasında araçtan (cisimden) çıkan ışığın dalga boyunda bir artış gözlenir çünkü iki dalga arasında araç dalganın tersi yönünde ilerlemekte ve arayı açmaktadır. Bu durumda gözlemci gelen ışığı kırmızıya kaymış olarak yorumlar (kırmızı ışık uzun dalga boyuna sahiptir). Hubble yaptığı gözlemlerde gözlemlediği cisimlerin ışığının kırmızıya kaydığını fark etti (ışığın spektrumdaki yerini belirten özel aletler bulunmaktadır) ve cisimlerin dünyamızdan uzaklaştığı sonucuna vardı. Öyle ki bir cisim dünyadan ne kadar uzaktaysa ışığı da o kadar hızla kırmızıya kayıyordu. Bu keşif sonucuna evrenimizin genişlediği ortaya çıkmış oldu. Eğer herhangi bir şey genişliyorsa onun genişlemeye başladığı ve en küçük halinde bulunduğu bir başlangıç noktası da bulunuyor olmalıdır. Evrenimizin yaşını bulmak için galaksilerin birbirlerinden uzaklaşma hızlarını kullanabiliriz. Bahsedilen hızı teleskoplarla yapılan gözlemler sonucunda belirleyebiliyoruz. Aynı yöntemi kullanarak galaksiler arasındaki mesafeleri de ölçebiliriz. Galaksilerin uzaklaşma hızının evrenin başından beri sabit olduğuna dair bir varsayım ortaya atalım. Bu durum elbette hesabımıza bir miktar hata payı ekleyecektir ancak matematiksel olarak bu hata payı düşük olacağından bu düzeyde önemsiz kabul edilebilir. Galaksilerin arasındaki uzaklığı ve genişleme hızını bildiğimize göre evrenimizin yaklaşık yaşını hesaplayabiliriz. Örneğin iki galaksi arasındaki mesafe “x” kadar ve uzaklaşma hızları da “v” kadar olsun. Uzaklaşma hızını sabit olarak kabul ettiğimize göre t=x/v eşitliği bize galaksilerin ne kadar süre önce birbirlerinden uzaklaşmaya başladığını söyleyecektir (teoride galaksiler uzaklaşmaya başlamadan önce tıpkı Büyük Patlama teorisinde olduğu gibi iç içe olarak kabul edilir). Hubble yaptığı gözlemler sonucunda galaksilerin uzaklaşma hızlarının belirli bir sabite ve aralarındaki mesafeye göre değişeceğini bulmuştur. Bu sabite Hubble sabiti ismi verilir ve H_0 ile gösterilir. Galaksilerin uzaklaşma hızı yasaya göre “v=H_0*x” olarak hesaplanır. Bu durumda eşitliği yeniden yazdığımızda t=1/H_0 ifadesini elde ederiz (x’ler sadeleşmiştir). Hubble sabitinin değeri yerine yazıldığında ve eşitlik çözüldüğünde evrenimizin yaşı yaklaşık olarak 14,6 milyar yıl çıkar. Ancak daha demin bahsettiğimiz hata payı durumu yüzünden sonuca bazı düzeltmelerin eklenmesi gerekmektedir. Düzeltmelerin yapılabilmesi için yine Ω’yı kullanacağız. Farklı Ω değerlerinde evrenin yaşının nasıl değişeceğini öngören bir grafik bilim insanlarınca hesaplanmıştır. Planck uydusu ile yapılan ölçümler sonucunda uygun yoğunluk değerindeki Hubble sabitinin ölçümüyle evrenin yaşı 13,8 milyar yıl olarak bulunur. Ayrıca ilk başta yaptığımız hızın sabitliği varsayımını göz ardı ederek hızın değiştiğini kabul edip hesaplarımızı derinleştirirsek yine karşımıza çıkacak olan değer 13,8 milyar yıl olacaktır. Evrenin yaşını hesapladıktan sonra yapmamız gereken Büyük Patlama teorimizi destekleyecek kanıtlar bulmaktır. Neyse ki elimizde pek çok kanıt var. İlk olarak evrenimizin genişlemesi Büyük Patlama teorisiyle tamamen uyumludur. Buna ek olarak büyük patlamadan yaklaşık 300.000-380.000 yıl sonra gerçekleşen fotonların serbest kalması olayının etkilerini günümüzde evrenin her yerinden gelen bir ışık olarak gözleyebilmekteyiz. Ayrıca yapılan gözlemler ve matematiksel hesaplamalar da büyük patlama teorisiyle çelişmemektedir. Dolayısıyla günümüzde pek çok bilim insanınca kabul gören ve evreni oluşturan olay olarak düşünülen teori budur. Evrenin geleceği hakkındaki bilgilerimiz ise fizik yasalarımızın matematiksel bir temele iyice oturtulduktan sonra gözlemlerimizle birleştirilmesi sonucunda oluşmuş tahminlerdir.