Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Evrenin Toplam Entropisini Ölçebilir miyiz? Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Kadar Evren'in Entropisi Ne Kadar Değişecek?

Evrenin Toplam Entropisini Ölçebilir miyiz? Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Kadar Evren'in Entropisi Ne Kadar Değişecek?
5 dakika
5,046
Evrim Ağacı Akademi: Kozmoloji (Evrenbilim) Yazı Dizisi

Bu yazı, Kozmoloji (Evrenbilim) yazı dizisinin 10. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Kozmoloji Nedir? Evrenbilim Neleri Araştırır?" başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
Tüm Reklamları Kapat

Termodinamiğin ikinci yasası, daha temel kurallardan basitçe ortaya çıkan o şaşırtıcı doğa yasalarından biridir. Bu yasa, Evren'deki "düzensizliğin bir ölçüsü" olan entropinin, herhangi bir kapalı sistemde daima artması gerektiğini söyler. Ancak birçokları için yıldız sistemleri, galaksiler ve karmaşık kozmik yapıyı barındıran bugünkü Evren'imizin oldukça organize ve düzenlidir. Eğer Evren'de bunca düzen varsa, nasıl oluyor da Evren'imiz, Büyük Patlama anında olduğundan daha yüksek entropi durumunda (yani daha yüksek düzensizlikte) olabiliyor?

Eh, öyle olsa iyi olur; çünkü zamanın termodinamik oku, "zaman" dediğimiz şeyin entropinin arttığı yönde aktığını söyler. Eğer entropi artmıyorsa, zaman da ileri doğru akmıyor demektir. Ama zamanın ileri aktığını düşünüyorsak, bugün var olan entropi de geçmişte olduğundan daha büyük olmalıdır.

Tüm Reklamları Kapat

Ama yine de Evren'in en erken safhalarını düşünecek olursanız, kesinlikle yüksek entropili (yüksek düzensizlikte) bir duruma benzediğini görürsünüz! Bir hayal edin: Her biri, bugün Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda bugün elde edebileceğimiz enerjiden milyarlarca kat daha yüksek enerjilerde dolaşan; madde, antimadde, gluonlar, nötrinolar ve fotonlardan oluşan bir parçacık denizi... Bu parçacıkların sayısı inanılmaz fazlaydı, bazı tahminlere göre toplamda 1090 adet olabileceği düşünülüyor; ancak hepsi, bir futbol topu kadar küçük bir hacme sıkışmış hâldeydi.[1] Son derece sıcak olan Büyük Patlama anında, bu muazzam enerjik parçacıklara sahip bu küçücük bölge, sonraki 13,8 milyar yıl içinde Gözlenebilir Evren'imizin tamamına dönüştü.

Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Evren'in Entropisinin Değişimi

Oldukça açık bir şekilde, bugün Evren çok daha soğuk, çok daha büyük ve çok daha "dolu" bir yapıya sahiptir ve tekdüzedir. Eğer bir karşılaştırma yapmak istiyorsak, Evren'in entropisini her iki zamanda da (yani hem Büyük Patlama hem de günümüzde) sayısal olarak ölçmemiz gerekir - ki bunu, Boltzmann sabiti (kBk_B) cinsinden yapabiliriz:

Tüm Reklamları Kapat

  • Büyük Patlama anında Evren'in toplam entropisi S=1088kBS = 10^{88} k_B düzeyindeydi ve bu entropinin neredeyse tamamı radyasyondan kaynaklanıyordu.
  • Günümüzde Evren'in entropisi S=10103kBS = 10^{103} k_B civarındadır. Yani başlangıçtakinin yaklaşık 1 katrilyon katına çıkmış haldedir.
  • Evren'in sonuna geldiğimizde ve ısıl ölümü gerçekleştiğinde, entropisi S=10123kBS = 10^{123} k_B civarında olacaktır.

Bu sayıların hepsi çok büyük gözükse de mesela ilk sayı (Evren'in başlangıçtaki entropisi), ikinci sayıya (Evren'in bugünkü entropisine) kıyasla kesinlikle çok daha küçüktür: Hatta bir sayı vermek gerekirse ilk sayı, ikincisinin yalnızca %0.000000000000001 kadarıdır!

Entropiyi Düzgün Anlayın!

Yine de bu sayılardan bahsederken akılda tutulması gereken önemli bir şey var: Entropi yaygın olarak "düzensizlik ölçüsü" şeklinde tanımlansa da bu, entropinin gerçekte ne olduğunun çok zayıf ve yanıltıcı bir tanımıdır.

Daha iyisini yapabiliriz: Bunun yerine, herhangi bir sisteme sahip olduğunuzu hayal edin: madde, radyasyon, her neyse... Bu sistemin doğal olarak kinetik, potansiyel, alan enerjisi veya başka bir enerjisi olacaktır. Entropinin gerçekte ölçtüğü şey, sisteminizin durumunun olası düzenlemelerinin sayısıdır.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Solda başlangıç koşullarında kurulan ve evrimleşmesine izin verilen bir sistem. Süreç içinde entropi kazanarak, kendiliğinden sağdaki sistem haline gelecektir.
Solda başlangıç koşullarında kurulan ve evrimleşmesine izin verilen bir sistem. Süreç içinde entropi kazanarak, kendiliğinden sağdaki sistem haline gelecektir.
Forbes

Örneğin, bir kısmı soğuk bir kısmı sıcak olan bir sistemi, her tarafı aynı sıcaklıkta olan bir sisteme göre çok daha az sayıda farklı şekilde düzenleyebilirsiniz. Yukarıdaki görselde soldaki sistem, sağdakinden daha düşük entropili bir sistemdir; çünkü o kombinasyonu sağlayabileceğimiz daha az sayıda molekül düzeni vardır. Sağ taraftaki düzeni ise çok daha farklı kombinasyonlarla elde edebiliriz.

Galaksi, Yıldız ve Gezegenlerin Düzenliliğini Abartmayın!

Kozmik mikrodalga arka planındaki fotonlar, Evren'in ilk doğduğu zamankiyle hemen hemen aynı entropiye sahiptir. Bu yüzden Evren'in adiyabatik olarak genişlediği söylenir - ki bu da sabit entropi anlamına gelir. Galaksilere, yıldızlara, gezegenlere vb. bakıp ne kadar düzenli veya düzensiz göründüklerine hayret etsek de bunların entropisi ihmal edilebilir düzeydedir. Peki o zaman bu muazzam entropi artışına ne sebep oldu?

Cevap, kara deliklerdir. Bir kara deliği oluşturan parçacıkların sayısını düşünürseniz bu, muazzam bir sayıdır. Bir kara deliğe düştüğünüzde, kaçınılmaz olarak bir tekilliğe ulaşırsınız. Kara delikteki durumların sayısı, karadelikteki parçacıkların kütleleriyle doğru orantılıdır; bu nedenle ne kadar çok kara delik oluşturursanız (veya kara delikleriniz ne kadar büyük olursa), Evren'de o kadar fazla entropi elde edersiniz.

Samanyolu Galaksisi'nin süper kütleli kara deliği, tek başına, S=1091kBS = 10^{91} k_B olan bir entropiye sahiptir ve bu sayı, Büyük Patlama anındaki Evren'in toplam entropisinden tek başına yaklaşık 1000 kat daha fazladır. Genel olarak galaksilerin sayısı ve kara deliklerin kütleleri göz önüne alındığında, bugün toplam entropi az önce bahsettiğimiz S=10103kBS = 10^{103} k_B değerine ulaşmıştır.

Ve bu, daha da kötüye gidecek! Uzak gelecekte, daha fazla kara delik oluşacak ve bugün var olan büyük kara delikler, önümüzdeki 1020 yıl boyunca büyümeye devam edecek. Tüm Evren'i bir kara deliğe çevirecek olsaydınız, yaklaşık olarak S=10123kBS = 10^{123} k_B'lik bir maksimum entropiye veya bugünkü entropiden 100 kentilyon daha büyük bir faktöre ulaşırdık (yukarıdaki sayı da buradan geliyor). Bu kara delikler daha da büyük zaman ölçeklerinde (yaklaşık 10100 yıla kadar) bozunduğunda, çürüyen kara delikler tarafından üretilen kara cisim (Hawking) radyasyonu, önceden var olan kara deliğin kendisi ile aynı sayıda olası durum düzenlemesine sahip olacağından, bu entropi neredeyse sabit kalacaktır.

Tüm Reklamları Kapat

Evren'in Entropisi Başta Neden Düşüktü?

Öyleyse erken evren neden bu kadar düşük entropiye sahipti? Çünkü kara delik yoktu.

S=1088kBS = 10^{88} k_B düzeyindeki bir entropi hâlâ muazzam derecede büyük bir değerdir; ancak unutmayın: Bu, Evren'in tamamının entropisidir. Bu entropinin neredeyse tamamı, Büyük Patlama'dan arta kalan radyasyonda (ve nispeten daha az ölçüde nötrinolarda) bulunmaktadır.

Yıldızlar, galaksiler vb. gibi evrene baktığımızda gördüğümüz "şeyler"in entropisi, Büyük Patlama'dan arta kalan arka plan (bazal) entropiye kıyasla ihmal edilebilir olduğundan, düzenli yapılar oluşurken entropinin önemli ölçüde değiştiğini düşünerek kendimizi kandırmak kolaydır. Ama eğer "kara delik" diye bir şey olmasaydı, Evren'in entropisi son 13,8 milyar yıl boyunca neredeyse sabit kalacaktı!

Yani Evren'in erken dönemlerinde önemli miktarda entropi vardı, evet. Ama kara deliklerin tek başlarına entropisinin bundan çok daha yüksek olduğu ve kozmik bir perspektiften bakıldığında kara delik üretmenin çok daha kolay olduğu unutulmamalı.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
Evrim Ağacı Akademi: Kozmoloji (Evrenbilim) Yazı Dizisi

Bu yazı, Kozmoloji (Evrenbilim) yazı dizisinin 10. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Kozmoloji Nedir? Evrenbilim Neleri Araştırır?" başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
24
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 22
  • Bilim Budur! 12
  • İnanılmaz 7
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 6
  • Merak Uyandırıcı! 5
  • Muhteşem! 4
  • Umut Verici! 2
  • Korkutucu! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Forbes | Arşiv Bağlantısı
  • ^ E. Siegel. How Big Was The Universe At The Moment Of Its Creation?. (24 Mart 2017). Alındığı Tarih: 24 Mart 2017. Alındığı Yer: Forbes | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 02/03/2024 17:05:14 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11108

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Madde
Görüş
Toplumsal Cinsiyet
Uzay Görevleri
Argüman
Plastik
Element
Akademi
Boyut
Çeviri
Video
Ağız
Moleküler Biyoloji
Elektron
Uzaylı
Hasta
Diş Hekimi
Kertenkele
Anksiyete
Meteor
Normal Doğum
Beslenme Davranışı
Ateş
Hastalık
Fotoğraf
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Kafana takılan neler var?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Youtube
OceanGate Faciasının Ses Kayıtları Yayınlandı!
OceanGate Faciasının Ses Kayıtları Yayınlandı!
Milyon Dolarlık Bahis: Yapay Zeka, Matematikte Liselileri Yenebilir mi?
Milyon Dolarlık Bahis: Yapay Zeka, Matematikte Liselileri Yenebilir mi?
Gerçek Bir Pokemon: Aksolot!
Gerçek Bir Pokemon: Aksolot!
"Domates Gribi" Hastalığı Neyin Nesi?
Bir Odaya Neden Girdiğinizi Neden Unutuyorsunuz?
Bir Odaya Neden Girdiğinizi Neden Unutuyorsunuz?
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
E. Siegel, et al. Evrenin Toplam Entropisini Ölçebilir miyiz? Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Kadar Evren'in Entropisi Ne Kadar Değişecek?. (27 Ekim 2021). Alındığı Tarih: 2 Mart 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/11108
Siegel, E., Demiralp, İ. I., Bakırcı, Ç. M. (2021, October 27). Evrenin Toplam Entropisini Ölçebilir miyiz? Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Kadar Evren'in Entropisi Ne Kadar Değişecek?. Evrim Ağacı. Retrieved March 02, 2024. from https://evrimagaci.org/s/11108
E. Siegel, et al. “Evrenin Toplam Entropisini Ölçebilir miyiz? Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Kadar Evren'in Entropisi Ne Kadar Değişecek?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 27 Oct. 2021, https://evrimagaci.org/s/11108.
Siegel, Ethan. Demiralp, İdil Itır. Bakırcı, Çağrı Mert. “Evrenin Toplam Entropisini Ölçebilir miyiz? Büyük Patlama'dan Büyük Donma'ya Kadar Evren'in Entropisi Ne Kadar Değişecek?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, October 27, 2021. https://evrimagaci.org/s/11108.
ve seni takip ediyor
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close