Bu yazı Hasan ERYILMAZ tarafından 07.08.2020 tarihinde Fizik kategorisine yazıldı. Büyük Patlama – Evrenin Doğuşunun ilk saniyeleri

makale içerik

Büyük Patlama – Evrenin Doğuşunun ilk saniyeleri

Zamanın birinde sen yoktun.

Zamanın birinde madde yoktu.

Şehirler, ülkeler, kıtalar, dünya, yıldızlar, galaksiler… Evren yoktu.

Zamanın birinde feza da yoktu. Boşluk da…

O kadar yoktu ki… Yok bile yoktu.

Yani dönemin birinde. Zaman bile. Yoktu…

Her şey. Sen. Ben. Hepimiz. Her şey. Tek bir noktada, bir kağıda bir kalemin ucu ile koyabileceğiniz en minik noktadan da minik bir noktada. Hepimiz oradaydık. Gördüğümüz ve göreceğimiz her şey o noktanın içindeydi…

Evren. Bir noktaydı.

O noktaya gidelim mi? O ana.

İnsanlık geçmişine yaşanmış müthiş anları, savaşları, bütün gelişmeleri. Her şeyi unutun.

Gelin tarihin emsalsiz en mühim anına gidelim. Zamanı birazcık geri saralım ve dönemin ve her şeyin başladığı ana gidelim.

Büyük patlamaya…

Büyük patlama. Şu anda evrenin doğuşu ile alakalı kabul kabul eden ve bilim tarihinin en meşhur teorilerinden biri. Sayısız rasat ve kanıtla bulunduğunu bildiğimiz sadece iyi mi olduğuna dair görüşlerin değişim gösterebildiği bir kuram.

Tabi birçok kuram şeklinde büyük patlama teorisinin de ortaya çıkışı 100 yıldan kısa bir müddet ilkin gerçekleşti. O zamana kadar evrenin durağan ve öncesiz doğrusu ezeli doğrusu hep var olduğu düşünülüyordu.

Ancak 1920’lerin başlangıcında Kaliforniya’da bir gözlemevinde çalışan Edwin Hubble bu algıyı yerle bir edecekti.

Gözlemevinde galaksileri gözlemleyen Hubble galaksilerin bizlere olan mesafesi arttıkça ışığının dalga boyunun da uzadığını, fer dalgalarının kat etmiş olduğu mesafe arttıkça dalga boylarının daha da uzadığını ve bu uzamanın yahut yayılmanın da ışığın dalga boyunu değiştirdiğini gözlemleyecekti.

Ses dalgalarında olduğu şeklinde. Bir cisim bizlere yaklaştıkça ses yüksekliği artar, daha şu demek oluyor ki ses frekansı kısalır, uzaklaştıkça frekans uzar da uzar…

Galaksilerde de böyleydi. Bizden uzaklaştıkça fer dalgasının frekansı da genişliyordu. Daha kırmızı oluyordu bir nevi. O nedenle Red Shift yahut Kırmızıya Kayma ismini veriyoruz buna.

İşte uzayın derinliklerine baktığımızda bu kırmızıya kaymayı her yerde görüyorduk. Tüm galaksiler bir yerden kaçıyorlar gibiydi. Uzaklaşıyorlardı.

Bir şey uzaklaşıyorsa bu ne algılama geliyor peki? Bir yerden yola çıktığına elbet.

İşte bu bizlere bir şey söylüyordu. Tek bir şey.

Tüm galaksiler. Tüm yıldızlar. Her şey bir yerden, tek bir yerden geliyorlardı.

Hubble’ın bu bulgusu olağan dışı bir terimi doğuracaktı.

Evrenin bir başlangıcı bulunduğunun ilk kanıtıydı bu.

Büyük Patlama teorisinin çıkış noktası.

Ancak. Tam o ana. Her şeyin başladığı ana gitmek ve neler bulunduğunu algılamak için yeniden ve yine bizim bildiğimiz ve algıladığımız haliyle vakit terimini çöpe atmamız gerekiyor.

Hani günler, saatler, dakikalar bizlere kısa gelir. 1 saniye hele. Hiçbir şey anlatım etmez bizim için. Ben bu cümleyi kurarken, siz bunu okurken birkaç saniye geçip gitti hatta.

Göz açıp kapayıncaya kadar geçti deriz.

150 milisaniyede göz kırparız.

Çok kısa değil mi…

Fakat göz kırpma hızının da milyarlarca kat daha kısa bir zamanda bir kainat doğabiliyor.

O yüzden. Dakikaları filan unutun. Çok oldukça kısa sürelerden bahsedeceğiz.

İlki. Planck tarihi.

10 üstü eksi 43 saniye.

Yani 0 nokta 42 adet sıfır ve 1.

İnanılmaz kısa bir müddet. Hatta evrende erişilebilecek en kısa zaman.

Ancak. İşte bu kadar kısa zaman arasında olanlar 13.8 milyar sene süresince olup bitecek her şeyi doğuruyor. Ortaya çıkarıyor.

O yüzden bizim bildiğimiz haliyle 1 saniyeyi de çağlara ayıracağız.

Sıfırıncı saniyeden adım atmak gerekirse. Bu noktaya “tekillik” ismi veriliyor. Yani her şeyin bir olduğu, tek olduğu an. Tüm maddelerin ve enerjilerin, hepimizin bir noktaya sıkıştığı o an. Yoğunluk ve ısı o anda nerede ise sonsuz. Enerji ve madde bir. O kadar sıcak ki ayıramıyorsunuz. E = mc2 ile Enerji ve Madde aynı şey demiştik ya. İşte o anda hakikaten de aynı şeyler. Tek bir oluşum.

Dört temel qüç var ya. Kütleçekim. Elektromanyetizma, Güçlü ve Zayıf nükleer kuvvetler. İşte onlar da tek bir qüç olarak varlar. Tek bir temel qüç olarak. Müthiş bir bakışım var evrende o anda. Her şey aslına bakarsak bir. Ve o anda evrenin genişliği 10 üstü eksi 35 metre. Yani Planck uzunluğunda. Ulaşılabilecek en kısa mesafe. Ancak hiçlik ile karşılaştırıldığında müthiş bir uzunluk aslına bakarsak. Sıcaklık ise 10 üstü 32 santigrat derece. Buna da Planck Sıcaklığı diyoruz. Mutlak Sıcaklıktır bu da. Mutlak sıfırın zıttı.

Ve evrenin ilk çağını geride bıraktık ve hemen hemen bir plank tarihi geçti. Saniyeden trilyonlarca kat kısa bir müddet. Ardından yeni bir yüzyıl başlıyor. Büyük Birleşim Çağı. 10 üstü eksi 43 saniye ila 10 üstü eksi 36 saniye arası yüzyıl bu.

Bu anda kütleçekim tek temel kuvvetten kendini ayırıyor. Elektromanyetizma ve nükleer kuvvetler hala tek bir qüç olarak mevcut. Ve yeniden bu anda ilk temel parçacıklar ortaya çıkmaya başlıyor. Ve doğal olarak antiparçacıklar da.

Ardından ortalık oldukça kötü karışıyor.

“Inflation” doğrusu bizim patlama olarak adlandırdığımız sadece birazdan bahsedeceğimiz şeklinde patlamadan ziyade kocaman bir genişleme çağı başlıyor. 10 üstü eksi 32. Saniyeye kadar ilaç eden deli bir yüzyıl. Bu noktada kuvvetli nükleer qüç kendini öteki kuvvetlerden ayırdığında “kozmik genişleme” ismini verdiğimiz müthiş süratli bir genişleme baş gösteriyor ve kainat bir atomdan bu kadar kısa müddette 10 santimetreye kadar genişliyor. Yani bu şekilde söyleyince oldukça anlaşılmayabilir. Bu şuna benziyor. Bir nanometre doğrusu bir DNA molekülünün yarısı kadar bir nesnenin bu kadar kısa müddette 94 trilyon kilometre genişliğe yetişmesi anlamına geliyor.

İnanılmaz bir ortam.

Bu noktada müthiş ısı ve tazyik altında “kuark çorbası” olarak malum ve kuark-gluon plazması ismi verilen parçacıklar evrene yayılmış durumda.

Bu deli genişleme ondan sonra elektromanyetik qüç ve cılız nükleer kuvvetin bir olduğu Elektrozayıf qüç çağı başlıyor.

Dikkat edin hemen hemen 1 saniye dolmadı. Daha oldukça var.

Parçacıklar birbirleri ile etkileşime giriyorlar ve W, Z ve Higgs bozonlarını oluşturuyorlar. Bu noktada Higgs alanı tesirini göstermeye başlıyor ve kütle kazanmaya başlıyorlar ve kainat hacmi olan her şeyi destekleyecek bir ışınım yumağına dönüşüyor.

10 üstü eksi 12 saniyede Kuark Çağı başlıyor.

Evrenin sıcaklığı nerede ise sonsuzdan 10 katrilyon derecenin dibine düşmeye başlıyor. Kuarklar, elektronlar ve nötrinolar oluşmaya ve dört temel qüç nerede ise tamamen ayrılmış hal almaya başlıyor. Ancak cenk devam ediyor. Parçacıklar oluşurken elbet antiparçacıklar da oluşuyor ve birbirlerini yok ederek kocaman bir enerji ortaya çıkarmaya ve evreni müthiş bir hızla genişletmeye devam ediyorlar.

İşte tam bu anda antimadde karşısında madde, doğrusu anti kuark karşısında kuark milyarda bir miktarda galip geliyor ve madde kazanıyor. Ve hepimiz oluyoruz. Orada o asimetri olmasaydı hiç bir şey olmazdı.

Ve 10 üstü eksi 6 saniyede Hadron Çağı başlıyor.

Tekrar hatırlatayım. Henüz 1 saniye dolmadı.

Evren fazlaca soğuyor bu anda.

Soğuyor derken ısı ortalama 1 trilyon derece. Fakat bu ısı kuarkların birleşerek proton ve nötronları oluşturması için yeterli. Elektronlar protonlarla çarpışarak nötrinoları oluşturuyor. Ve bu nötrinolar hala burdalar. Dolaşıyorlar her yerde.

Ve sonucunda 1 saniyeyi geride bıraktık. Bizim için kısacık zaman. Evren için sonsuzluk şeklinde.

Ama bitmedi. 1 saniyeden başlayıp 3. Dakikaya kadar geçen süreye Lepton Çağı diyoruz. Hadron çağlarında kuark ve antikuark şeklinde madde ve antimaddeler birbirini yok ettikten sonrasında Leptonlar doğrusu elektronlar ve antileptonlar doğrusu pozitronlar şeklinde parçacıklar evrenin kütlesini yapmaya başladı. Ve yeniden elektronlar ve pozitronlar da birbirini yok ettiğinde foton formunda enerji ortaya çıkmaya başladı. Fotonlar da yeniden birbirine çarparak elektron-pozitron eşleri yapmaya başladı. Bir döngü. Bol enerjili bir döngü.

Müthiş bir cenk.

3. Dakikadan sonrasında Nükleosentez çağı başlıyor. 20. Dakikaya kadar. Burada evrenin sıcaklığı bir milyar dereceye kadar düşüyor. Ve bu sıcaklıkta ilk kere atom çekirdekleri oluşmaya başlıyor. Elbette protonlar ve nötronlar nükleer füzon ile ancak hidrojen, helyum ve lityum şeklinde hafifçe elementlerin çekirdeğini oluşturabiliyorlar. 20. Dakikadan sonrasında ise evrenin yoğunluğu ve sıcaklığı artık nükleer füzyonun oluşmasına yetmeyecek derecede düşüyor ve bu nokta itibariyle artık FOTON ÇAĞI başlıyor.

Bir öteki ismi Işıma yahut Radyasyon Egemenliği. Ve bu yüzyıl basit uzun sürüyor. Yaklaşık 240 bin sene kadar.

Bu aşamada kainat gittikçe soğuyor. Ve arasında ancak atom çekirdekleri ve elektronlardan oluşan, fotonların kaçamadığı doğrusu fer geçirmeyen plazma ile dolu bir kainat laf konusu.

Enerjisinin büyük bölümü ise fotonlar halinde varlığını sürdürüyor. Ancak fotonların bulunması ışığın olduğu anlamına gelmiyor. Fotonlar özgür değiller hemen hemen.

240 bin sene sonrasından başlayıp 300.000 sene sonrasına kadar idame eden devre ise Yeniden Birleşim çağıdır. Sıcaklık 3000 dereceye kadar düşmüş olduğu için elektronlar çekirdeklerle birleşerek sonucunda atomlar oluşmaya başlıyor. Ve foton da özgür kalıyor artık. Evren artık fer geçirmeye başlıyor. Bu zaman sonucunda kainat u hidrojen ve % helyum ve bir miktar lityumdan oluşan bir gaz bulutu ile doludur.

Sonrasında ise Karanlık Çağ başlıyor. Buna karanlık yüzyıl diyoruz bu sebeple fotonlar özgür bulunmasına karşın 150 milyon sene sonrasına kadar hemen hemen bir star oluşmadığı için fer yayacak bir oluşum yok ortada. O nedenle tamamen karanlık hala her yer. Ve bu zamanda oldukça azca şey oluyor. Bu devre karanlık maddenin egemenliğinde geçiyor.

Çok uzun sürelerde oldukça azca şey gerçekleşiyor. İlk saniye ile karşılaştırılamayacak şekilde.

Ve 300 ila 500 milyon sene içinde ilk yıldızlar ve galaksiler bir bir ortaya çıkmaya başlıyor.

İlk yıldızlar kısa ömürlü süper kütleli yıldızlardı. Güneşimizden yüzlerce kat daha büyük sadece metal bulunmayan bu yıldızlar oldukça kısa müddette kütleçekim tesiri ile çöküp bir süpernova ile patlayarak yeni yeni elementler yapmaya ve yeni yıldızlar yapmaya başladılar.

Ardından galaksiler, galaksi kümeleri, süper kümeleri oluşturdular.

Sonrası. Biliyorsunuz.

Güneş sistemleri, gezegenler ve ortalama 4.5 milyar sene ilkin bizim sistemimiz oluştu ve sonrasında da sen. Ben. Hepimiz…

Müthiş bir yolculuk. Müthiş bir macera.

İnanılmaz bir başlangıç hikayesi.

Dev teleskoplarla makineyi geri sararak, ışığı takip ederek saniyesi saniyesine takip edebildiğimiz bir başlangıç.

Fakat arzu ettiğiniz kadar büyük bir teleskop yapın. Tek bir şeyi göremezsiniz.

Büyük patlamadan ilkin ne vardı?

Çok oldukça büyük bir sual. Ağır da bir sual aslına bakarsak. Bir nevi felsefe sorusu. İnsanlığın tıkandığı yer. Her anlamda.

Hiç mi fikrimiz yok peki? Aslında evet. Hiç yok.

Çünkü. Şimdi “Büyük Patlama” teorisindeki Patlama kavramının yanlışlığından anlatmak gerekiyor bir miktar. Yani yanlışlık da dememek lazım sadece patlama dediğimizde bizim kafamızda canlanan bir vaka olmadığını algılamak gerekiyor. Patlama olması için bir şeyin içerisine doğru, doğrusu bir varlığın içerisine doğru bir reaksiyondan bahsetmemiz gerekiyor. Burada olan bir patlama değildi. Evren yoktu o anda. Bir genişleme, bir varoluş laf konusuydu. Kendi içerisine esneyen bir şey aslına bakarsak. Yokluk arasında mevcud bir oluşum.

Yani burada sual da bu. Büyük patlama dediğimiz şey neyin içindeydi? Yani. İçinde olanları görüyoruz fakat büyük patlamanın haricinde ne vardı? Evren mühim değil. Evren olmadığında ne vardı? İşte bu soruların cevapları hakkındaki şu an için hiç bir fikrimiz yok.

Ancak birtakım modeller var. Bazı muhtemel cevaplar. Henüz kanıtı olmayan cevaplar sadece bunlardan bahsedeceğim mutlaka.

Ve bilim de bugün bu hiçliği anlamlandırmak için var kuvvetiyle çalışıyor.

Her gün birazcık daha yaklaşıyoruz bir ihtimal de cevaba. Bazı soruların cevaplarını bir ihtimal asla bulamayacağız fakat bilimin güzelliği bu mevzuda asla moralini bozmuyor oluşu.

“Cevaplanmadık sual kalmayacak” diyerek hiç bir şeyi umursamadan yoluna devam etmesi.

Bakalım bir ihtimal de birgün burada hiç cevaplanamaz denilen birtakım soruların cevaplarını beraber konuşuruz ne dersiniz?

 

Kaynaklar:
https://www.space.com/52-the-expanding-universe-from-the-big-bang-to-today.html#:~:text=One%20second%20after%20the%20Big,%2Delectrons%2C%20photons%20and%20neutrinos.&text=During%20the%20first%20three%20minutes,known%20as%20Big%20Bang%20nucleosynthesis.

https://www.bbc.com/news/science-environment-21828202

https://www.physicsoftheuniverse.com/topics_bigbang_timeline.html

https://home.cern/science/physics/early-universe

Anahtar Kelimeler : Zamanın,birinde,sen,yoktun. Zamanın,birinde,madde,yoktu. Şehirler,,ülkeler,,kıtalar,,dünya,,yıldızlar,,galaksiler…,Evren,yoktu. Zamanın..