Evrenin Başlangıcı Ve Yapısı

Uçsuz bucaksız gökyüzüne bakıp da hayran olmamak elde değildir. Çıplak gözle görülebilen sayısız yıldız bile evrenin ne kadar karmaşık bir yapıda olduğunu fark etmemiz için yeterli. Ama çıplak gözle gördüğümüz gökyüzü evrenin milyarda birlik bir kısmını bile temsil etmiyor. Gerçekte evren insan aklının almakta zorluk çekeceği bir büyüklüğe ve karmaşıklığa sahip. Güneş sistemini barındıran Samanyolu galaksisi dahil yaklaşık 100 milyar galaksiden ve sayısız gök cisminden oluşan devasa boyutlardaki evrenin çapı, devamlı genişlemeğe devam etmektedir. Evren büyüklüğü yanında, ilginçliği ve karmaşıklığı ile de akıl sınırlarını zorlamaktadır. Evrende var olan enerjinin sadece %10'luk kısmı tanımlana bilen maddelerden (gezegenler, yıldızlar, karadelikler ve çeşitli gazlar) oluşmaktadır, geri kalan enerjinin %90'lık kısmı "Karanlık madde" ismi verilmiş olan gözlemlenemeyen ve tanımlanamayan maddelerden oluşmaktadır. Bu denli büyük ve karmaşık olmasına rağmen, evrende var olan sayısız gök cismi eşi görülmemiş bir denge örneği göstermektedir. Evrenin tüm bu özellikleri kozmolojiyi bilim adamları için en popüler bilim dallarından biri haline getirmiştir. Şu an yaşamakta olan ve günümüze dek yaşamış tüm büyük bilim adamları evreni araştırmış ve özellikle teorik kozmoloji alanında çok büyük çalışmalar yapmışlardır.

Big Bang (Büyük Patlama) :

Bilim adamları böylesine kompleks bir yapıya sahip olan evrenin oluşumu hakkında tarih boyunca değişik fikirler ve teoriler ortaya atmışlardır. Fakat diğer konulardaki anlaşmazlıklara rağmen günümüzde evrenin başlangıcı konusu, bilim adamları arasındaki tam bir fikir birliği ile "Big Bang" adı verilen teoriye dayandırılmaktadır. Bu teori evrenin 10-20 milyar yıl önce "yoktan var edildiğini" ileri sürmektedir. Yani zamanımızdan 10-20 milyar yıl önce madde ve zaman yokken "Big Bang" adı verilen büyük bir patlama ile aniden madde ve zaman yaratılmıştır. "Big Bang" teorisi ilk olarak 1922 yılında Alexander Friedmann tarafından ortaya atıldı. O güne kadar evrenin durağan olduğunu savunan bilim dünyasının bu yeni teoriyi kabullenmesi hiçte kolay değildi. Çünkü bu teori evrenin, zaman ve maddeden bağımsız olan tüm boyutların üzerindeki bir güç tarafından yaratıldığı anlamına geliyordu. Aynı zamanda "maddenin sonsuzdan gelip sonsuza gittiğini" iddia eden materyalist felsefe kökünden çürütülmüş oluyordu. Özellikle materyalist bilim adamları bu teoriyi kabul etmek istemedi. Fakat "Big Bang" gerçeğini görmezlikten gelmek çok zordu. Ünlü astronom Edwin Hubble 1929 yılında yaptığı gözlemler sonucunda evrenin devamlı genişlemekte olduğunu ispatladı, bu ispat Big Bang teorisi için çok büyük bir kanıttı. Hubble'ın bu buluşu teorinin büyük bir bilim kesimi tarafından kabul görmesini sağladı, teoriyi kabullenmek istemeyen ve genişleyen evren modeline uygun değişik teoriler oluşturmaya çalışan bir kaç bilim adamı ise ancak1989 yılındaki "Big Bang" teorisinin kesin zaferine kadar dayanabildiler. Teorik hesaplamalara göre büyük patlamadan arda kalması gereken radyasyonu araştırmak üzere NASA tarafından 1989 yılında fırlatılan CUBE uydusu bu radyasyonu fırlatılışından sekiz dakika sonra belirleyerek "Big Bang" teorisini kesin olarak kanıtladı. Bu kanıttan sonra artarda gelen diğer kanıtlar teoriyi desteklemeğe devam etti. Evrendeki enerjinin bilinen kısmının büyük bölümü yıldızlarda, Hirojenin (H), füzyon sayesinde Helyuma (He) dönüşmesi ile oluşmaktadır. Bu enerji dönüşümü evrenin başlangıcından bu yana devam eden bir süreçtir. Eğer evren sonsuzdan beri var olsaydı hidrojenin tümünün helyuma dönüşmüş olması gerekirdi. Fakat şu an evrende var olan hidrojen, helyum oranı teorik hesaplamalara göre "Big Bang" 'den bu yana olması gerektiği gibidir. Bu ve benzeri bir çok delil "Big Bang" teorisinin güçlenerek ilerlemesini sağlamaktadır.

Evrenin İlk Anları Ve Büyümesi :

Büyük patlamadan önce madde varolmadığına göre maddeye bağımlı olan zamanın varlığından da söz edilemez. Bu noktada bir fikir ayrılığı olmadığına göre Big Bang'den öncesinden söz etmemiz mümkün değil. Bizim inceleye bileceğimiz, büyük patlama anında neler oldu? Nasıl oldu da böylesine büyük bir patlama ile bu kadar kompleks yapıya sahip bir evren oluştu? gibi soruların cevaplarıdır. Bu soruları ancak teorik kozmoloji verilerine dayanarak yanıtlaya biliriz. Fakat elimizde gerekli veriler olmadığı için Big Bang anını açıklamakta fizik teorileri yetersiz kalıyor. Daha önceki anlarda neler olup bittiği konusunda henüz kesin deliller bulunmadığı için şu an en fazla patlamadan sonraki 0,00001'inci saniyeden bahsedebiliriz. Patlama anında ortaya çıkan muazzam sıcaklık, patlamadan 0.00001 saniye sonra kuarkların (atom altı parçacıkların) proton ve nötronları oluşturabileceği seviye kadar düştü, bu noktada tek atomdan oluşan ve en basit yapıya sahip element olan H (hidrojen) elementi oluştu. Patlamadan birkaç dakika sonra milyar derece cinsinden ifade edilebilecek değere düşen sıcaklık sayesinde "döteryum", "helyum" ve "lityum" elementleri oluşmaya başladı. "Büyük Patlama" anından sonraki genişleme hızı çok hassas bir değerdedir. Yapılan teorik hesaplamalara göre bu genişleme hızı, gerçekte olandan milyarda bir daha yavaş gerçekleşseydi muazzam kütle çekim etkisi ile evren kendi üzerine çökerek tekrar yok olacaktı. Tersi bir şekilde, evrenin genişleme hızı milyarda bir daha hızlı olsaydı atom altı parçacıklar atomu ve dolayısıyla evrende var olan gök cisimlerini oluşturamayacak şekilde dağılacaktı. İlk atomların ve elementlerin oluşmasından sonraki uzunca bir süre evren genişlemeye ve soğumaya devam etti evren yeteri kadar soğuduğunda kütle çekiminin etkisi ile gazlar yoğunlaşarak değişik gök cisimlerini oluşturmaya başladı. Evrende var olan hidrojen ve helyum dışındaki tüm elementler yıldızların oluşumundan sonra, bu yıldızların çekirdeğinde gerçekleşen nükleer tepkimler ile üretilmiştir. Bu gök cisimlerinin bir araya gelerek niçin galaksileri oluşturduğu henüz kesin olarak açıklanabilmiş değildir. Bunun açıklanması "kara enerji" ve "kara delik" olarak adlandırılan gök cisimlerinin tam olarak anlaşılmasına bağlıdır. Sonuç olarak bu günün bilimsel şartları ile kesin bir şekilde açıklayamadığımız bir süreç sonunda evren şu anki kompleks yapısına geldi ve her geçen saniye genişlemeye devam ediyor.

Evrenin Yapısı :

Yazımızın başında da bahsettiğimiz gibi evren akıl almaz komplekslikte bir yapıya sahiptir. Evrenin bazı bölümlerinde çok büyük boşluklar varken, bazı bölümleri yoğun bir şekilde gök cisimleri ille doludur. İlk bakışta dağınık gibi görünen bu yerleşim şekli aslında Big Bang teorisinin ön gördüğü şekilde, homojen bir evreni oluşturmaktadır. Evren, 400 milyon ışık yılından daha geniş bir bölümü incelendiğinde homojenlik göstermektedir. Big Bang'den sonra hidrojen ve helyumdan oluşan gazlar kütle çekim enerjisi ve dönmelerinden kaynaklanan manyetik etkinin yardımı ile yoğunlaşarak değişik gök cisimlerini oluşturdular. Yine bu Büyük Patlama sonucunda oluşan ve "kozmik fon ışınımı" adı verilen radyasyon bütün evrene yayılmış durumdadır. Gök cisimlerinin yoğunluk gösterdiği bölgelere galaksi (gökada) adı verilmektedir. Kesin olmamakla beraber galaksilerin hemen hemen hepsinin merkezinde galaksiyi dengede tutan büyük bir karadelik varolduğu tahmin edilmektedir. Fakat yapılan inceleme ve hesaplamalar var olan karadelik ve diğer gök cisimlerinden kaynaklanan kütle çekim etkilerinin bu galaksileri bir arada tutmaya yetmeyeceği fark edilmiştir. Bu noktada teorik olarak var olan fakat tanımlanamayan ve gözlenemeyen başka bir maddenin varlığı bulunmuştur. Bilinen hiç bir fiziksel tanıma uymayan ve tamamen görünmez olan bu maddeye "karanlık madde" adı verilmektedir. Karanlık madde evrende var olan maddenin yaklaşık olarak %90'lık kısmını oluşturmaktadır. Karanlık maddenin dışında kalan ve tanımlana bilen gök cisimleri genel olarak gezegenler, meteorlar ve yıldızlardır. Ömrünü tamamlayan yıldızların ölümü ile oluşan beyaz cüceler, nötron yıldızları ve daha karmaşık bir yapıya sahip olan karadelikler evrenin en yoğun ve hakkında en az bilgi bulunan diğer cisimleridir. Ömrünü tamamlayan yıldızların "nebulla" adı verilen patlamaları sayesinde çekirdeğinde üretilen ağır elementler uzaya dağılır ve meteor şeklinde gezegenlerin üzerlerine yağar. Bu yolla demir gibi ağır elementler gezegenimize patlayan yıldızlardan bir hediye olarak gelmektedir.

Evrenin gerçek yapısının şu an bilinenden daha karmaşık olduğu tahmin edilmektedir. Henüz açıklanamayan bir çok enerji şekli evrenin değişik bölümlerinde görev yapmaktadır. Örneğin yakın dönemdeki bir keşfe göre, evren giderek yavaşlaması gerekirken aksine hızlanan bir genişleme göstermektedir. Bu genişlemenin nedenini ve kaynağını bir türlü açıklayamayan kozmologlar bu güce "karanlık enerji" adını verilmiştir. Günümüzde çoğu hesaplara ve tahmine dayanan bir çok teori ileri sürülerek evrenin yapısı anlaşılmaya çalışılmaktadır. Fakat evreni tam olarak anlamak için çok geniş zaman dilimlerine uzanan ve belki de insan neslinin hiç birinin göremeyeceği kadar uzun sürecek inceleme ve gözlemlere ihtiyaç vardır. Tahminen, gelişen teknolojinin beraberinde getireceği ileri seviye teleskoplar ve geliştirilecek yeni gözlem sistemleri ile insan oğlu çok kısa zaman dilimleri içerisinde kozmoloji alanında bu gün olduğumuzdan çok daha büyük bilgilere sahip olacaktır.

Evrenin Sonu :

Devasa büyüklüğe ve akıl almaz karmaşıklığa sahip olan bu muhteşem evren her şey gibi bir gün son bulacaktır. Bu sonun nasıl olacağı sorusu evrenin kapalımı yoksa açık mı olduğu sorusunun cevabına bağlıdır. Peki "kapalılık "ve" açıklık" ne anlama geliyor. Kapalılık, evrenin genişleme hızının kütle çekim enerjisini yenecek kadar büyük olmadığı anlamına gelir. Evrenin açık olması ise, genişleme hızının kütle çekim kuvvetini yenecek kadar büyük olduğu, yani evrenin büyük patlama anındaki hızının kurtulma hızının üzerinde olduğu anlamına gelmektedir. Şu an teorik fizikçiler evrenin kapalı yada açık oluşu ile ilgili kesin bir yargıya sahip değiller. Evren ister açık olsun ister kapalı üzerindeki bu muhteşem denge eninde sonunda bozulacak ve madde bir şekilde yok olacaktır. Eğer evren kapalı ise genişlemesi bir gün duracak ve Big Bang'in tersi bir şekilde, kütle çekiminin etkisi altında kalan everen zamanla küçülecek, ısınacak ve sonuçta sonsuz yoğunluk ve sıfır hacme ulaşarak yok olacaktır. Kesin bir bulgu olmamasına rağmen, bilim adamalarının çoğu evrenin sonunu bu şekilde tanımlamaktadırlar. Eğer evren açık ise üzerine çöküş gerçekleşmeyecek, fakat geçen zamanla birlikte genişleyen evren soğuyacak ve üzerindeki maddeyi oluşturan tüm enerjiyi harcanarak yok olacaktır. Bu ikinci yok oluş senaryosuna göre 1014 yıl sonra evrendeki tüm yıldızların yakıtı tükenecek ve bu enerji tükenişi ile soğuyan evren yaklaşık 101500 yıl sonra tamamı ile demire dönüşerek var olan tüm enerjisini tüketecek. Şimdilik everenin sonu hakkında ancak bu iki olasılıktan birinin gerçekleşebileceği tahmin edilmektedir. Evren yok olduktan sonra yeni bir evrenin oluşup oluşmayacağı ise insan oğlunun cevaplandırılamayacağı bir soru olarak gizemini korumaktadır