Videonun ötesi
Video, Büyük Patlama'nın bir başlangıç değil, kozmik enflasyon adı verilen daha önceki bir aşamanın sonu olabileceği fikrini anlatıyor ve enflasyonun Evren'in homojenliği, düzlüğü ve manyetik monopoller gibi problemlere nasıl çözüm getirdiğini, kanıtlarını ve eleştirilerini açıklıyor. Ayrıca enflasyonun mekanizması (inflaton alanı, sahte vakum → gerçek vakum dönüşümü, yeniden ısıtma), zaman ölçekleri (10^-36–10^-32 s) ve çoklu evren (multiverse) olasılığına dair çıkarımlar tartışılıyor.
İnsanlar çoğunlukla aksini düşünse de, Büyük Patlama aslında bir başlangıç değil. (Videoda anlatıldığı şekliyle) Büyük Patlama, bizim "Büyük Patlama" dediğimiz uzay-zaman dokusunun genişleme ve soğuma evresinin başlangıcı için ve buna bağlı olarak maddenin ortaya çıkması için gereken şartları oluşturabiliyor. Tekillik öngören Büyük Patlama Teorisi, gerçeğin sadece bir yakınsamasından ibaret; uç vakalara gittiğinizde modeliniz artık işlevini yitiriyor. Ayrıca 10⁻³² saniyeden itibaren de Büyük Patlama olarak tabir ettiğimiz genişleme dönemi başlıyor; yani devasa bir genişlemenin durduğu noktada başlayan daha yavaş bir genişleme olarak hayal edebilirsiniz.
Buradaki enflasyon, para enflasyonu değil; kozmik ölçekte yaşanan akıl almaz bir şişme. Enflasyon dediğim bu şişme, Büyük Patlama'nın hiçbir noktasında yaşanmamış türden bir genişleme. Evren'i oluşturacak dokuyu da barındıran yapı, 10⁻³6 ila 10⁻³2 saniye arası kısacık bir zaman diliminde her 3 uzay boyutunda da 10²6 kat, yani hacim olarak 10⁷8 kat genişledi. Bu genişleme, Evren'in her noktasında aynı başlangıç koşullarının oluşmasına neden oluyor, herhangi bir topolojik kırışıklığı öylesine düzleştiriyor ki Evren'i dümdüz görmemiz kaçınılmaz oluyor, ve Evren'in erişebileceği maksimum sıcaklığı kısıtlıyor; böylece Standart Model'in öngördüğü manyetik monopollerin neden oluşmadığını izah etmemizi sağlıyor. Kozmik Enflasyon Teorisi, Büyük Patlama'nın izah edebildiği her şeyi açıklayabilen bir teori olarak anlatılıyor ve eğer doğruysa zamanın geçmişe doğru sonsuza kadar gittiği bir model elde ediyoruz.
Bizim Evren'imizi oluşturan uzay-zaman dokusu, kendisinden önce gelen, inflaton adı verilen bir alana Evren'de uzay-zamanı oluşturacak dokunun da bulunduğu bir yapı hayal edin. Bu yapının doğasını henüz tam olarak bilemiyoruz.
Bizim Evren'imizi oluşturan uzay-zaman dokusu, Evren'i oluşturan yapı; enflasyon evresinde bu dokunun her 3 uzay boyutunda çok büyük oranlarda genişlediği ve uzay-zaman dokusunun kendi iç enerjisinin (sahte vakum/karanlık enerji) olabildiği anlatılıyor. Ayrıca enflasyon başlangıçta uzay-zaman dokumuzda var olabilecek herhangi bir topolojik kırışıklığı öylesine düzleştiriyor ki şimdi baktığımızda Evren'i dümdüz görmemiz kaçınılmaz oluyor.
10⁻³⁵ saniyeler mertebesindeki zaman aralıklarında, daha ortada madde veya enerji yoktu. Sadece, uzay-zaman dokusunun kendi iç enerjisi vardı. Bu enerjiye 'sahte vakum' da diyoruz. Enflasyon evresinde bu enerji türü baskın olduğu için uzay-zaman dokusu muazzam bir hızla genişleyebildi; ve sahte vakum, negatif bir basınç gibi davranan bir enerji formu.
Karanlık Enerji, uzay-zaman dokusunun kendine içkin bir enerji. Şu anda Evren'de halen çok fazla madde ve enerji olduğu için, o enerjinin etkilerini çok az hissediyoruz; ama Enflasyon Evresi'nde uzay-zaman dokusunun kendi iç enerjisi (sahte vakum) baskındı. Karanlık Enerji veya sahte vakum, negatif bir basınç gibi davranan bir enerji formu; yani Evren'i genişletmek istiyor. Evren'in ivmelenerek genişlemesinden bildiğimiz gibi bugün de bu etkiyi görebiliyoruz.
Büyük Patlama'nın 'sıfır anı' denen şeyi Planck Zamanı seviyesine, yani 10⁻⁴³ saniyeye çekebilirsiniz; çünkü o noktada artık kuantum, göreliliğe baskın hale geliyor ama elimizde bir kuantum kütleçekimi teorisi olmadığı için Evren'in o noktada nasıl davrandığını bilemiyoruz.
Kozmik Enflasyon'da zamanı geriye sardıkça madde ve enerjinin olmadığı, sadece uzay-zaman dokusuna içkin radyasyonun bulunduğu ama bunun da asla sıfıra ulaşamadığı yerlere ulaşıyorsunuz. Dolayısıyla tekillik de kayboluyor. Tekillik öngören Büyük Patlama Teorisi, gerçeğin sadece bir yakınsamasından ibaret.
Metinde Standart Model'e dair kısa bir atıf var: Enflasyon, Evren'in erişebileceği maksimum sıcaklığı kısıtlayarak Standart Model'in öngördüğü manyetik monopollerin neden oluşmadığını izah etmemizi sağlıyor. (Metinde Standart Model'in kendisi detaylı tanımlanmıyor, sadece manyetik monopoller ile ilgili öngörülerine vurgu yapılıyor.)
Standart Model'in öngördüğü manyetik monopollerin neden oluşmadığını izah etmemizi sağlayan bir sorun; Enflasyon, Evren'in erişebileceği maksimum sıcaklığı kısıtladığı için bu tür manyetik monopollerin oluşmamasını açıklayabiliyor.
Kozmik mikrodalga artalan ışıması verileri, Evren'in maksimum sıcaklığının 10¹6 gigaelektronvolt olabileceğini gösteriyor; ki bu, Enflasyon Teorisi'nin Evren'in başlangıç sıcaklığına koyduğu üst limitle harika bir uyum içinde. WMAP hem Planck uydularından gelen veriler, Kozmik Enflasyon'un öngördüğü süperufuk dalgalanmalarına işaret ediyor.
WMAP ve Planck uydularından gelen veriler, Kozmik Enflasyon'un öngördüğü süperufuk dalgalanmalarına işaret ediyor. (Videoda bu iki uydu, Kozmik mikrodalga artalan ışıması verilerini sağlayan gözlem araçları olarak anılıyor.)
Kuantum dalgalanmaların doğası, Enflasyon Teorisi'nin öngördüğüne birebir uyuyor. (Metinde, enflasyon sırasında kuantum dalgalanmaların süperufuk ölçeklerde büyütülerek Evren'deki yapıların tohumlarını oluşturduğu ima ediliyor.)
Kozmik Enflasyon'un öngördüğü süperufuk dalgalanmalarına WMAP ve Planck verilerinin işaret ettiği söyleniyor; (videoda bu terim, enflasyonun ürettiği ve daha sonra gözlemlenebilen büyük ölçekli dalgalanmalar için kullanılıyor).
Enflasyon, başlangıçta uzay-zaman dokumuzda var olabilecek herhangi bir topolojik kırışıklığı öylesine düzleştiriyor ki, şimdi baktığımızda Evren'i dümdüz görmemiz kaçınılmaz oluyor. (Yani enflasyon, olası topolojik düzensizlikleri gideriyor.)
Alan Guth'un yazdığı ifadede geçen 'süpersoğuma': "Olağanüstü Bir Farkındalık: Bu türden bir süpersoğuma, Evren'in neden inanılmaz derecede düz olduğunu açıklayabilir..." (Videoda 'süpersoğuma' ifadesi enflasyon sürecine dair bir durum ya da etki olarak alıntılanıyor, detaylı teknik tanımı videoda verilmemiş.)
Hassas ayardan kastı, videoda belirtildiği gibi Evren'in fiziksel parametrelerinin tam da olması gerektiği gibi ayarlanmış gibi gözükmesine verilen bir isim. Alan Guth'un sözünde, süpersoğuma bu paradoksu çözebilir.
Enflasyonu durduran şeyin ne olduğu tam olarak bilinmiyor; 'belki simetri-kırılması gibi bir şey olabilir' diye metinde belirtiliyor. (Yani enflasyonun sona ermesinde rol oynayabilecek olası fiziksel mekanizmalardan biri olarak anılıyor.)
Enflasyonu kesin olarak ispatlayacak testlerden biri, enflasyon döneminden arta kalan 100 GHz seviyesindeki kütleçekim dalgalarını tespit etmek; bu, gözlenmesi öngörülen enflasyon kalıntılarından biri olarak belirtiliyor.
Enflasyonu kesin olarak ispatlayacak testlerden biri olarak önerilen şeylerden biri de 'Kozmik Graviton Arkaplan Işıması' olarak bilinen bir ışıma türünü keşfetmek. (Videoda bu terim, enflasyonun öngördüğü bir arkaplan ışıması türü olarak anılıyor; detaylı tanımı verilmemiştir.)
Stephen Hawking'ın Genel Görelilik ile Kuantumu kısmen birleştirdiğinde keşfettiği; kara deliklerin şimdi Hawking Işıması dediğimiz yolla buharlaştıklarını keşfetmiştik. (Videoda iki teoriyi birleştirmenin önemini vurgulamak için örnek olarak anılıyor.)
Videoda Genel Görelilik, kuantumla birleştirildiğinde (kuantum mekaniği ile birleşme çabalarında) Evren'in başlangıcına yönelik gizem perdesini aralayabilecek önemli bir teori olarak anılıyor; ayrıca 'o noktada kuantum, göreliliğe baskın hale geliyor' ifadesinde geçti.
Videoda kuantum terimi, özellikle Planck Zamanı gibi çok erken zamanlarda Göreliliğe baskın hale gelen ve Enflasyon'un kuantum dalgalanmalarla ilişkilendirildiği bağlamda anılıyor; Kozmik Enflasyon'un kısmen de olsa kuantum mekaniğini Genel Görelilik ile buluşturabildiği belirtiliyor.
Elimizde bir kuantum kütleçekimi teorisi olmadığı için Evren'in Planck Zamanı seviyesindeki davranışını bilemiyoruz. (Videoda, Genel Görelilik ile Kuantumu nihai olarak birleştirecek ve kütleçekimini kuantumla izah edebilen bir 'Her Şeyin Teorisi'ne ulaşmanın öneminden bahsediliyor.)
Videoda iki referans veriliyor: Enflasyon, Evren'in erişebileceği maksimum sıcaklığı 10¹9 gigaelektronvolt mertebesinin 1000 ila 10 milyar kat altına kadar kısıtlıyor. Ayrıca Kozmik mikrodalga artalan ışıması verileri, Evren'in maksimum sıcaklığının 10¹6 gigaelektronvolt olabileceğini gösteriyor; bu iki değer arasında Enflasyon Teorisi ile gözlemsel veriler arasında uyum olduğu vurgulanıyor.
Enflasyonun bir dokunun bir parçasında durduğunu ve orada Büyük Patlama olarak tarif ettiğimiz olayın yaşandığını, ama aynı dokunun farklı parçalarının da olabileceği; modelin öngördüğüne göre onlar için de bizimle aynı zamanda veya farklı zamanlarda enflasyon süreci durmuş olabilir. Bu, birden fazla evrene yönelik olağanüstü bir ihtimali doğuruyor. (Videoda bunun çok yakın bir diğer videonun konusu olacağı belirtiliyor.)
Kozmik Enflasyon çerçevesinde Büyük Patlama mutlak başlangıç olmayabilir; enflasyon öncesi bir sahte vakum ve uzay-zaman dokusu var olabilir, dolayısıyla tekillik ortadan kalkar ve zaman daha geriye uzanabilir.
Enflasyon doğrudan gözlemlenemez; ancak CMB ve büyük ölçekli yapıdaki izler gibi dolaylı kanıtlar ve gelecekte primordial gravitasyon dalgalarının keşfiyle test edilebilir öngörüleri vardır.
Enflasyon birçok farklı model içeren bir çerçevedir ve fizik camiasında tam uzlaşı yoktur; bazı eleştiriler teorinin kolayca yeni modellerle uyarlanabilmesi nedeniyle yanlışlanamaz sayılabileceği yönündedir.
Büyük Patlama teorisi büyük ölçeklerde başarılıdır ancak Planck çağı gibi çok küçük ölçeklerde kuantum kütleçekimi etkileri nedeniyle yetersiz kalır; enflasyon bu sınırlamaları aşmaya yönelik bir genişlemedir.
Büyük Patlama tek başına monopollerin yokluğunu açıklamayabilir, ancak enflasyon monopolleri inanılmaz derecede seyreltip görünmez hale getirebilecek bir mekanizma sağlar.
Kozmik Enflasyon çerçevesinde, Büyük Patlama'dan önce madde ve enerjinin olmadığı ama uzay-zaman dokusuna içkin bir 'sahte vakum' ve radyasyonun bulunduğu bir durum söz konusudur; tekillik ortadan kalkar ve zaman geriye doğru uzanabilir.
Enflasyon, Evren'in çok erken döneminde (yaklaşık 10^-36 ile 10^-32 saniye arası) uzay-zamanın üstel olarak genişlemesi olayıdır.
Doğrudan gözlemlenemese de, CMB verileri (WMAP, Planck), Evren'in düzlüğü ve süperufuk dalgalanmaları enflasyonun öngörülerini destekliyor; kesin kanıt için primordial gravitasyon dalgalarının tespiti bekleniyor.
Enflasyon, Evren'in homojenliği, düzlüğü, sıcaklık eşitliği ve manyetik monopoller gibi problemlere doğal açıklamalar sunar ve Büyük Patlama modelinin limitlerini genişletir.
Enflasyon büyük olasılıkla sahte vakumun kararlı gerçek vakuma geçmesi (simetri kırılması vb.) ile sona erdi; açığa çıkan enerji 'reheating' sürecinde kısa sürede maddenin oluşmasına dönüştü.
Enflasyon, Büyük Patlama Teorisi'nin açıklayabildiği olayların çoğunu daha geniş bir çerçevede açıklar ve Büyük Patlama evresini (daha yavaş genişleme ve soğuma) enflasyonun sonrasında başlatır; bazı koşullarda Büyük Patlama fikrini revize eder.
Hayır; 'enflasyon' başlığı altında birçok model vardır ve fizik camiasında tam fikir birliği yok, ayrıca bazı eleştiriler teorinin yanlışlanamaz olabileceği yönünde.
Önerilen testler arasında primordial (kozmik) gravitasyon dalgalarının veya Kozmik Graviton Arkaplan Işıması'nın keşfi yer alır; bu sinyaller mevcut teknolojilerle henüz ulaşılabilir değil.
Her ikisi de uzay-zamanın içkin enerjisi (vakum enerjisi) ile ilişkilendirilebilir; bugünkü karanlık enerji ivmeli genişleme gösterirken, enflasyon döneminde benzer bir 'sahte vakum' etkisi muazzam genişlemeye neden olmuştur.
Eğer enflasyon doğruysa, klasik Büyük Patlama tekilliği ortadan kalkar ve zamanın geçmişe doğru uzandığı modeller mümkün hale gelir; tekillik, teorinin geçerlilik sınırının bir işareti olarak kalır.
1970'lerin sonunda kozmik enflasyon fikrini ortaya koyan ve enflasyonun Evren'in düzlüğünü ve homojenliğini açıklayabileceğini fark eden araştırmacı; videoda defterine yazdığı nottan alıntılanarak anıldı.
Einstein Günü dersinde bahsettiği 'hassas ayar' paradoksu ile anıldı; Alan Guth'un notunda bu paradoksun çözümüne atıf yapıldı.
Görelilik ve genel görelilik bağlamında referans verildi; teorilerle ilgili karşılaştırmalarda ve 'Einstein Günü' bağlamında bahsedildi.
Newton fiziği örneği olarak kullanıldı; Newton'un sınırlılıkları ve görelilik ile karşılaştırılması amacıyla anıldı.
Genel görelilik ile kuantum mekaniğini kısmen birleştirebilenlerden biri olarak anıldı; Hawking'in kara deliklerin buharlaşmasını gösteren Hawking Işıması çalışmasına referans verildi.
Planck Zamanı kavramı bağlamında dolaylı olarak anıldı (Planck adıyla ilişkilendirilen zaman ölçeği).
Söz takipçisi
Ve bu, birden fazla evrene yönelik olağanüstü bir ihtimali doğuruyor. İşte bu da çok yakındaki bir diğer videomuzun konusu olacak. O zamana dek, hoşçakalın.
İnsanlar çoğunlukla aksini düşünse de, Büyük Patlama aslında bir başlangıç değil. Çok ilginç bir şekilde Büyük Patlama, aslında bu videoda öğreneceğimiz çok önemli bir kozmik olayın sonu... Ve bunu kavramak, Evren'e bakış açınızı tamamen değiştirecek.
İşte 1970'lerin sonunda bunu fark eden Alan Guth, defterine bunu şöyle yazdı: "Olağanüstü Bir Farkındalık: Bu türden bir süpersoğuma, Evren'in neden inanılmaz derecede düz olduğunu açıklayabilir ve böylece Bob Dicke'in Einstein Günü dersinde bahsettiği hassas ayar paradoksunu çözebilir." Hassas ayardan kastı, ilerleyen videolarda göreceğimiz gibi Evren'in fiziksel parametrelerinin tam da olması gerektiği gibi ayarlanmış gibi gözükmesine verilen bir isim. Bu videoları kaçırmak istemezseniz, kanal bildirimlerini şimdi açmayı unutmayın.
Bu genişleme hızının çok acayip bir doğası da var: Evren, Büyük Patlama'dan 1 yıl sonra 1 ışık yılı, 10 yıl sonra 10 ışık yılı büyüklüğe ulaşmadı. Büyük Patlama'dan sonraki (veya önceki, burası biraz tartışmalı, bir başka videoda anlatacağım) 10 üzeri -32 saniyede, yani 1 saniyenin 100 katrilyon kere katrilyonda biri kadar ufacık bir süre içinde Evren, her 3 uzay boyutunda birden 10 üzeri 26 kat, yani 100 milyar kere katrilyon kat büyüdü. Yani hücrelerinizdeki DNA'nın genişliği olan 1 nanometrelik bir mesafenin, akıl almaz kısa bir süre içinde ışığın 20 yılda kat edebileceği mesafe olan 100 trilyon kilometreye genişlediğini düşünün.
İşte 1970'lerde büyük fizikçi Alan Guth ile başlayan bir ekol, bu ikinci seçeneği seçerek, yeni bir teori üzerinde çalışıyorlar. Ve bu teori, bu konudaki bir sonraki videomuzun konusu olacak. Eğer bu videoları faydalı buluyorsanız ve daha fazlasını yapmamıza katkı sağlamak isterseniz, Patreon, Kreosus veya aşağıdaki YouTube Katıl tuşunu kullanarak destekçilerimiz arasına katılabilirsiniz.
Daha ziyade uzmanlar, Büyük Patlama Kozmolojisi içerisinde ortaya çıkan daha spesifik modellere, mesela ilerleyen videolarda göreceğimiz Kozmik Enflasyon Teorisi veya Lambda-CDM modeli gibi terimleri kullanıyorlar.
1 Planck Zamanı kulağa az bir süre gibi gelse de, Evren'in onunla kıyaslanabilecek kadar kısa bir süre olan 10 üzeri -32 saniyede, hacimce 10 üzeri 78 kat genişlediğine dair çok güçlü bulgular var. Büyük Patlama'nın bir başlangıç değil, sadece bildiğimiz anlamıyla Evren'in genişlemeye başladığı nokta olduğunu ileri süren Kozmik Enflasyon Teorisi denen bu teoriye bir başka videoda bakacağız, eğer kaçırmak istemezseniz kanal bildirimlerini şimdi açmayı unutmayın. İkincisi, Büyük Patlama (veya modern kozmoloji), Evren'in başlangıçta şu ankinden çok ama çok küçük olsa da, hatta hesaplara göre bir basketbol topu veya bir insan büyüklüğünde olacak kadar küçük olsa da, Evren'in tekillikten, yani sonsuz küçüklükte bir noktadan başladığını artık söylemiyor.
Ve Evrenin genişledikçe soğuduğunu ve bu sayede hafif elementleri mümkün kılan ilk kararlı nükleer reaksiyonların mümkün olduğunu biliyoruz; dolayısıyla zamanı daha da geri sararsak, atom çekirdeğinin bile bir arada kalamayacağı kadar sıcak olduğunu görmeliyiz. Daha da geriye gidersek... Ona geleceğim; ama anlamanızı istediğim şey şu: Büyük Patlama Teorisi, işte bu yalın ve karşı konulamaz akıl yürütmenin bir sonucu olarak ortaya çıktı. Ve buraya kadar olan kısımda, bugüne kadar çürütülebilmiş ve açık konuşmak gerekirse gelecekte de çürütülebilecek gibi gözüken hiçbir nokta yok.
Büyük Patlama'nın bir başlangıç değil, sadece bildiğimiz anlamıyla Evren'in genişlemeye başladığı nokta olduğunu ileri süren Kozmik Enflasyon Teorisi denen bu teoriye bir başka videoda bakacağız, eğer kaçırmak istemezseniz kanal bildirimlerini şimdi açmayı unutmayın.
İsminin yanıltıcı doğası nedeniyle günümüzde fizikçiler modern kozmolojiden bahsederken genelde artık "Büyük Patlama" demiyorlar. Daha ziyade uzmanlar, Büyük Patlama Kozmolojisi içerisinde ortaya çıkan daha spesifik modellere, mesela ilerleyen videolarda göreceğimiz Kozmik Enflasyon Teorisi veya Lambda-CDM modeli gibi terimleri kullanıyorlar. Ve tabii ki bugüne kadar Büyük Patlama'ya alternatif olan onlarca farklı model geliştirildi.
OpenAI, Navier-Stokes Milenyum Problemi'ni Çözdü mü, Çaldı mı?
Özel Görelilik Ne Ayak?
Muhalefet Partileri Neden Kazan(a)mıyor?
Diğer Hayvanların da Evcil Hayvanı Olabilir mi?
Zaman Hakkında Ne Biliyoruz?
Yapay Zekada Durum Ne?