Kozmoloji Nedir? Evrenbilim Neleri Araştırır?

Kozmoloji, dilimizdeki anlamıyla evren bilimdir. Türkçeye, Yunancadaki κοσμολογία (cosmologia) kelimesinden geçmiştir ve bu kelimedeki κόσμος "kozmos, düzen, bütün", λογια [logia] ise "söylev" kelimesinden gelmektedir ("kozmos/düzen hakkındaki sözlerimiz" anlamına gelmektedir). Evrenin olumuşunu, evrimini ve dinamiğini inceler. Evrenin nasıl oluştuğu, evrenin geçmişte nasıl bir halde olduğu, gelecekte nasıl olacağı, geometrisinin neye benzediği, yoğunluğunun ne olduğu ve bunun onu nasıl etkilediği, onu oluşturan baryonik madde, karanlık madde ve karanlık enerji yoğunluklarının evrende nasıl dağıldığı, nasıl bir şekilde genişlediği (ya da büzüştüğü), zaman içerisindeki değişiminin fiziğe olan etkisi, uzay ve zaman kavramı, kütle çekimi ve bunun ne anlam ifade ettiği gibi sayısız soruya cevap arayan bir bilim dalıdır.

Kozmolojinin Fizik ve Matematik ile İlişkisi

Oldukça kapsamlı ve karmaşık bir alan olduğundan dolayı, kozmoloji çalışanlar (ki bunlara "kozmolog" ya da "evren bilimci" denir), oldukça iyi matematik bilmek zorundadır. Matematikte şu kavramlarla muhtemelen karşılaşırlar:

• grup teorisi (ve aksiyonlar),
• lineer cebir,
• vektör uzayları,
• tensör analizi,
• Riemann geometrisi,
• diferansiyel denklemler,
• diferansiyel geometri,
• topoloji,
• diferansiyel denklemler,
• metrikler vb.

Fizikte de şu konulara sıklıkla ihtiyaç duyulur:

• klasik mekanik (hamiltonian ve lagrangian),
• elektromanyetik teori (elektrik alanlar, manyetik alanlar, kabaca alanlar teorisi de diyebiliriz),
• kuantum mekaniği,
• termodinamik,
• parçacık fiziği (karanlık madde arayışları, nötrino salınımları, Higgs),
• istatistiksel mekanik,
• özel ve genel görelilik
• ve tabii ki kozmolojinin kendisi.

Kozmolojiyi de diğer fizik alanlarında olduğu gibi gözlemsel/pratik ve teorik olarak ikiye ayırmak mümkündür. Gözlemsel kozmoloji iyi teknolojik imkanlar (güçlü teleskoplar ve uydular) gerektirirken, teorik bu denli yatırım gerekmemektedir. Bazen süperbilgisayarlara, çeşitli hesaplama ve simülasyonlar için ihtiyaç duyulmaktadır. Lakin iyi teorik çıkarımlar için elbette bunların gözlemsel verilerle uyum içerisinde olması, dolayısıyla birbirlerinden faydalanması gerekmektedir. Yani elbette ki her ikisi birbiri ile uyum içerisinde çalışır, dolayısıyla birbirlerine ihtiyaç duyarlar.

Günümüzde kozmolojideki en güncel konulara; karanlık madde, karanlık enerji, Hubble sabiti gibi kozmolojik parametrelerin belirlenmesi, kara delikler, erken evren, çekimsel (gravitasyonel) dalgalar, modifiye çekim (modified gravity), galaksi oluşum ve evrimleri, galaksi kümeleri ve büyük yapılar, baryon akustik salınımlar ve aktif galaksi çekirdekleri (kuazarlar, blazarlar, radyo galaksiler vb.), kozmik mikrodalga arkaplan ışımasının analizi örnek verilebilir. Bunlardan bazılarını "astrofizik" ya da "ekstragalaktik astronomi" adı altında da görebilirsiniz.

Takdir edersiniz ki bunlar birer tanımlamadır ve keskin farklar olmadığından herkes farklı tanımları tercih edebiliyor. Yani burada bir başlık altında gördüğünüz bir konuyu başka bir yerde başka bir başlık altında görebilirsiniz. Bu nedenle burada bahsettiklerimiz, genel bağlamda bilgi edinmenizi sağlamak için hazırlanmıştır.