Evrenin Oluşumuna Bir Bakış

Evrenin oluşumu ve yapısına ait ilk bilimsel bilgiler Emanuel Kant’a aittir. Emanuel Kant güneş sisteminin dönmekte olduğunu ve gaz ile toz bulutunun yoğunlaşması sonucunda oluştuğunu savunmuştur. Evrenin oluşumuna ait bu bilgiler deneysel ve matematiksel olmayıp sadece felsefi bir bakış açısı ile yapılan açıklamadır. Evrenin bilinen matematiksel ilk teorisi Isaac Newton’un Kütle Çekim Teorisi’dir. Bu teorinin daha gelişmiş ve tam bir ifadesi Albert Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi olup bu teorideki matematiksel denklemlerin açıklaması ise Friedmann’n çözümleridir. Einstein ve Friedmann ‘ın yorumlarının birbirinden ayırmak ise ancak Hubble’ın evrenin genişlemekte olduğuna dair keşfi ile gelmiştir.
 Günümüzde en çok uğraşılan, çözümü beklenen ve çözülmesi durumunda en çok bilimsel alanda etkisi olacak çalışmalarda mevcuttur.Bunlardan bazıları şöyledir:
 Vakum Alanları
 Hiyerarşi Problemi
 Büyük Birleşim Kuramı
 Büyük Patlama Kuramı
 Karanlık Madde Problemi
 Mikrodalga Ardalan Ufuk Problemi 
 Evrenin Kaç Boyutlu Olduğu
 Açısal Momentum – Kütle İlişkisi

    Bu problemlerden önce  Büyük Patlama Teorisi anlamak gerekir.Büyük Patlama teorisine göre evren 15 milyar yıl önce çok yoğun ve sıcak bir tekillikten ve büyük patlamayı izleyen genişleme ile meydana gelmiştir. Evrenin neden tekillikten geldiğini ve kuramın temel fikirlerini anlayabilmek için büyük patlama teorisini destekleyen kanıtlara bakılması gerekir.

 

HUBBLE YASASI ve EVRENİN GENİŞLEMESİ ( KIRMIZIYA KAYMA )

  Gözlemci ve kaynak arasında yayılan ışığın enerjisi düştükçe yani
uzaklaştıkça ışık kırmızıya doğru kaymaktadır. Işığın enerji arttıkça maviye kayar.

                                                                şekil 1

Şekil 2

   Genel olarak ışığın rengi şekil 1’de görüleceği üzere frekansına bağlı olarak değişmektedir. 1929 yılın Hubble galaksilerden gelen ışığı incelemiş ve ışıktaki kayma ile galaksilerin dünyaya olan uzaklıkları arasında bir ilişki kurmuştur. Bugün Hubble yasası olarak bilinen bu düşünceye göre;; galaksiler konumumuza oranla bir görünür hıza sahiptir. Bunlardan en yüksek görünür hızla hareket edenler en uzakta olanlarıdır. Bugün günümüzde galaksiler arasındaki uzaklık artmakta olduğundan , galaksilerin hepsinin geçmişte bir arada olması gerektiği düşüncesi ileri sürülmüştür. Hubble yasasına bakacak olursak;;

Hız=HxUzaklık H:Hubblesabiti(71km/sxMpc) (1)
Yukarıdaki denklemde;; uzaklık göreli galaksilerin uzaklığına denk gelmektedir. Hız ise gözlenen galaksinin hızıdır.
Hubble;; galaksilerin hızla uzaklaşmasını yani frekansın azalmasını,kırmızıya kaymayı evrenin genişlemesi olarak yorumlamıştır. 

KOZMİK MİKRODALGA ARDALAN IŞINIMI ( CMB )

  1965 Yılında Arno Penzias ve Robert Wilson yapmış olduğu çalışmalar sonucunda;; evreni dolduran, her yönden dünya üzerine gelen bilinen kaynak türleri ile açıklanamayan bir elektromanyetik dalga yayılımının varlığı kanıtlanmıştır. Penzias ve Wilson’ın gözlemleri sonucu ışımanın 2.725 Kelvin sıcaklıkta 1.9 milimetrede maksimum değerine ulaşan bir karacisim ışıması dağılımına sahip olduğunu belirtmişlerdir. Dalga boyu 1.9 milimetre olan elektromanyetik ışıma mikrodalga bölgesinde kaldığından Penzias ve Wilson keşiflerine Kozmik Dalga Arka plan Işıması adını vermişlerdir.

                                                                  Şekil 3

ÇEKİRDEKLERİN SENTEZLENMESİ ( NÜKLEOSENTEZ )

  Evrenin ilk başlarında sıcaklık çok yüksekti ve bu yüksek sıcaklıktan dolayı madde iyonize ve parçalanmış durumdaydı. Evrenin oluşumunun ilk üç dakikasında foton sıcaklığı proton ve nötronlardan döteryum oluşturacak kadar düşüktür. Bu zamandan önce sadece foton vardı ve bu an itibari ile bir takım reaksiyon gerçekleştiği için çekirdek sentezlemesi sürecine girilmiş oldu. Bu sıcaklıkta nükleosentez veya hafif elementler oluşmaya başlamıştır. Çok kısa bir zaman aralığında protonlar ve nötronlar çarpışarak döteryumu, döteryum proton ve nötronlar ile çarpışarak helyumu ve trityumu oluşturmuşlardır. Evrenin oluşumundaki sıcaklık bu reaksiyonların gerçekleşmesi için gereken sıcaklığın altına düştüğünde nükleosentez durmuştur. ( Yaklaşık olarak 13 dakika sonra ) Sonraki 300.000 yıl boyunca da bir reaksiyon olmamış ve evren genişleyip soğumaya devam etmiştir.
İlk başlarda evrendeki fotonun enerjisi hidrojeni iyonize edip proton ve nötronu oluşturmaya yetecek kadar büyüktür. Fotonun enerjisi bu değerin altına düştüğünde ise protonlar ve elektronlar bir araya gelerek hidrojen atomunu oluşturdular. Bu tipte atomik sentezleme başladıktan sonra evrenin sahip olduğu elektrik yükü azalmaya başlamış ve fotonun etkileşmeye gireceği yüklü parçacıklar da azalmaya başlamıştır. Bunun sonucunda da evren soğumaya başlamıştır. Etkileşmeden kurtulmuş olan fotonlar evrenin genişlemesi nedeni ile kırmızıya kaymıştır. Bu ışıma bugün bildiğimiz kozmik mikrodalga arka plan ışımasıdır. 

 devamı diğer yazılarımda olacak ....