Big Bang / Büyük Patlama Teorisi

Evrenimizin varoluşu üzerine ortaya atılan tezlerden bir tanesi olan Big Bang yani Büyük Patlama Teorisi, şimdiye kadar pek çok kez yeni bilimsel gelişmeler ışığında ispatlanmıştır.

Teoriyi burada ayrıntılı olarak ele almamızın sebebiyse teorinin Yüce Yaratıcıya inanan ve inanmayan herkese bu evrenin yoktan yaratıldığını söylemesidir.

Şimdi gelelim teoriyi biraz daha yakından tanımaya.

Henüz ispatlanmamışken Büyük Patlama diye dalga geçmek maksadıyla kendinden bahsedilen teorinin geçmişi 1920’li yıllara kadar gitmektedir.

Teknolojide ki yetersizliklerden dolayı gözlemlerin yeterince yapılamadığı yıllarda Newton’un ortaya attığı evrenin sonsuz olduğu fikri geniş kabul görüyor fakat pek çok soru işaretine de cevap veremiyordu. Her yeni gelişmenin ışığında bilim insanları daha çok araştırmaya ve gözlemlemeye başlamıştı.

Hubble’ın buluşu

Bilim insanlarının Büyük Patlama teorisine yoğunlaşmaları 1929 yılında Hubble’ın evrende yıldızların birbirinden uzaklaştığını keşfetmesiyle başladı.

Kornaya sürekli basan bir araç hızla yanımızdan geçer, gider ve uzaklaşırsa, araç tam yanımızdayken sesi en yüksek duyarız. Bunun sebebi kornadan yayılan ses dalgalarının araç bize doğru yaklaştığı için sıkışması yani dalga boylarının küçülmesi, araç uzaklaşırken ise dalga boylarının büyümesidir. Buna Doppler etkisi denir. Aynı ses dalgalarında olduğu gibi cisimlere de ışık spektrumunda baktığımızda yaklaşan cisimlerin renginin maviye, uzaklaşan cisimlerin ise kırmızıya dönmekte olduğunu görürüz.

Hubble yıldızların hareketini incelediğinde ışığın sürekli kırmızıya kaydığını keşfetti, peki bu ne demek oluyordu şimdi? Tüm evren şişen bir balonun içindeymiş gibi farklı yönlere mi uzaklaşıyordu?

Eğer evrendeki tüm galaksiler birbirinden uzaklaşıyorsa hatta uzaktaki galaksiler yakındakilere göre daha hızlı uzaklaşıyorsa bunun sebebi evrenin başlangıcında ki büyük bir patlama ve bunun etkisindeki savrulma hareketi olabilirdi.

Uzun yıllar akıllarda büyük bir soru işareti olan teori yeni gelişmeler ışığında ispatlanmayı bekledi.

Evrenin Genislemesi

Kozmik Işıma

Evrende beş milyar ışık yılı uzaktaki bir cisme baktığınızda aslında onun  beş milyar yıl önceki halini görürsünüz. Bu fikirden hareketle bilim insanları evrenin geçmişini araştırmaya başladılar. Bu kadar büyük bir evreni oluşturan patlama muazzam olmalıydı ve bunun da bir işareti olmalıydı.

1960 yılında Penzias ve Wilson isimli iki mühendis Samanyolu galaksisi dışından gelen radyo dalgalarını saptamaya çalışırken her yönden gelen bir radyasyona rastladılar.

Elbette bulunan bu radyasyon, büyük patlama sonucu genişleyen evrendeki maddelerin ışıması sonucunda ortaya çıkan radyasyondu. Çok yüksek sıcaklıkla tekil bir noktadan genişlemeye başlayan ışık yıllar boyunca aşırı yoğunluktan ışıyamaz, 300 bin yıl sonra evren yeterince genişlediğinde ışık yayılmaya başlar, biz bu ışımayı 1992 yılında ve 2003 yılında haritalandırdık.

Sağ tarafta gördüğünüz resim evren henüz 300 bin yaşındayken oluşan ışımanın resmidir.

Evrendeki Elementler

Evrenimiz atomdan daha küçük parçaların milyarlarca derece sıcaklıkta atomları oluşturması ardından bu atomların yine çok yüksek sıcaklıklarda çarpışıp birleşerek veya ayrılarak başka atomları oluşturması ile hayatına başlamıştır. 300 bin yıl boyunca çoğalan Hidrojen, Helyum ve Lityum atomları çok çok yoğun bir toz bulutuyken bu atomlarda oluşan kütleçekimsel etkiyle kendi üzerine çökmeye başlamış, bu süreç ilk yıldızların ve galaksilerin oluşmasına kadar bu şekilde devam etmiştir.

Biraz önce bahsettiğimiz başlangıçtaki atomlar yıldızlar gibi aşırı sıcak ortamlarda birleşip ayrılarak periyodik tablodaki bir sonraki atomu oluşturmuş ve patlamalar neticesinde evrene göndermiştir.

Eğer biraz önce saydığımız başlangıçtaki atomlar ve bunların oranları biliniyorsa yapılan gözlemler ile teorik hesapların uyuşması gerekirdi.

Nitekim yapılan teorik hesaplamalara göre Hidrojen ve Helyum oranı, Büyük Patlamadan arta kalması gereken Hidrojen ve Helyum oranıyla tam olarak uygunluk gösterdi. Eğer evrenin bir başlangıcı olmasaydı, evrendeki hidrojenin tümüyle yanarak helyuma dönüşmüş olması gerekirdi.

Evrenin Oluşumu

Elbette evrenimizin Yüce Yaratıcı tarafından tam olarak yoktan nasıl var edildiğini bilemiyoruz fakat elimizde yaratmanın sonraki aşamalarına dair bazı ipuçları bulunmaktadır.

Başlangıçtaki tekillik
Büyük Patlama’yı açıklayabildiğimiz Genel Görelilik teorisine dayanan diğer teoriler kozmik zamanın başlangıcında bir tekilliğin varlığını zorunlu kılmaktadır. Yani evrenimiz bundan 13,8 milyar yıl önce boyutsuz ve sonsuz yoğunluklu bir tekillikte başlamıştır.

Plank Çağı
Yaratmanın başlarında ve adlandırabildiğimiz ilk kısımdır. Sıcaklığın desilyon derecenin (1032 yani 10’un yanında 32 sıfır) üzerinde olduğu ve fizik kuramlarının geçerli olmadığı bir safhadır. Bu safhada evren 10-43 saniyede sonsuz yoğunluklu boyutsuz bir yapıdan üzüm büyüklüğüne ulaşmıştır.

Kozmik Şişme
İlk yaratmadan sonra, evrenin muazzam bir hızla adeta bir balonun şişirilmesi gibi hızlıca büyüdüğü evredir. Sıcaklık biraz düşmüş 1027 ile 1032 arasındadır. Henüz atomlar oluşmamış sadece yandaki şekilde görebileceğiniz, atomları oluşturan elektron, quark, gluon, foton ve nötrino gibi atom-altı parçacıklar oluşmuştur. Bu safha yaklaşık 10-23 saniye sürmüştür yani yaklaşık saniyenin septilyonda biri kadar.

Quark

Nötrinoların ayrılması
Sıcaklık 10 milyar derecenin altına indiğinde elektronlar ve fotonlar etkileşime girmeye başlarken nötrinolar bulutu terk etmeye başlar. Evren giderek soğuduğu için kuarklara proton ve nötronları oluşturması için ortam oluşuyor. Sıcaklık hala atomların oluşması için çok sıcak olduğundan evren sıcak bir toz bulutuna benziyor.

İlk 3 dakika
Şimdiye kadar olanlar sadece bir kaç saniye sürdü ve sıcaklık çok yüksek olduğundan atom çekirdeklerinin oluşması mümkün değildi. Bundan sonra başlayan ve yaklaşık 3 dakika süren bu evrede sıcaklık 1 milyar derecenin altına inmiştir. Bu dönemde sadece periyodik tabloda en hafif elementler olan Hidrojen, Helyum ve Lityum çekirdekleri oluşmuştur.

İlk 300 bin yıl
300 bin yıl boyunca sıcaklık giderek azalmaya, sıcaklıktan dolayı çok hızlı bir şekilde sağa sola hareket eden elektronlarda atom çekirdeklerinde bir araya gelmeye başlamıştır. 300 bin yıl sonunda serbest elektronlar bir araya toplanmaya başladığından daha önce yayılmaya yer bulamayan ışıkta yavaş yavaş aradan sızmaya başlamıştır. Biraz önce kozmik ışıma diye bahsettiğimiz ilk ışıklar tam olarak bu tarihte ortaya çıkmıştır. WMAP uydusununun verilerine göre büyük patlamadan  380 bin yıl sonra evrenin %12’si atomlardan,%15’i fotonlardan,%10’u nötronlardan ve %63’ü ise karanlık maddeden oluşmuştur.

Buraya kadar okuduklarımızı kısaca özetlersek evrenin yaratılışı bir kaç saniyede, ilk atomların oluşması 300 bin yılda ve evrenin %12 ‘sinin atomlardan oluşması  80 bin yılda gerçekleşmiştir.

Bildiğimiz Evren
Buradan sonra günümüze kadar yaklaşık 13,5 milyar yıl geçmiştir. Kütleçekimi sayesinde elektron, quark ve gluon gibi atom altı parçacıklar atomları, atomlar elementleri, elementlerde gezegenleri veya yıldızları dolayısıyla evrenimizi oluşturmuştur.

Dünyamız kendisi gibi sekiz gezegeni kütle çekim etkisi altında tutan Güneş adını verdiğimiz bir yıldızın sistemine dahildir, bu yıldız tüm bu gezegenleri ayrıca beş cüce gezegeni, uydularını ve göktaşlarını vs. kendi etkisi altında tutar.
Güneş ise kendisi gibi 200 -400 milyar civarında yıldızı kendi kütle çekimi altında tutan Samanyolu Galaksisi ismini verdiğimiz bir galaksinin içerisindedir. Her bir yıldızın kendi gezegenleri, uyduları bulunmaktadır.
Samanyolu galaksisi kendisi gibi 2 trilyon başka galaksinin içinde bulunduğu bir evrenin içindedir. Her bir galakside ortalama 200 milyar yıldız bulunmaktadır. Samanyolu yaklaşık 100bin ışık yılı, evrenimiz ise 94 milyar ışık yılı çapındadır.

Bir çok farklı gözlemle ispatlanan Big Bang, sonuç olarak tüm dünyaya evrenin yüce bir yaratıcı tarafından yaratıldığını söylemektedir.