Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Genişleyen Evren Ve Düşündürdükleri

Çocukluğunuzu hatırlar mısınız? Ve elbette kurduğunuz düşleri, bitmek bilmeyen sorularınızı da. Var olan her şeyi çocukluğumuzla ve çocuk kalmış büyük insanların merakıyla sorguladık. Bu meraklı zihinlere çok şey borçluyuz.

İşte o büyük insanlardan biri; Edwin Hubble, 1929 senesinde uzak galaksilerden gelen ışığı incelerken beklenmedik bir veri elde etti. Tayf çizgilerinde nispi kırmızıya kayma gözlemlemişti Hubble. Bu kozmik kırmızıya kayma (red shift) kabaca bizlere galaksilerin birbirlerinden uzaklaştığını anlatıyordu. Bu veriden yola çıkarak ‘’Evren Genişliyor’’ sonucuna varıldı. Bunu öğrendiğimizde Big Bang’e inanmak içinde en önemli gerekçelerimizden birini edindik. Artık bir patlamayla oluşmuş ve genişleyerek atomlardan galaksilere kadar her şeyi oluşturmuş bir evren modeli daha mantıklı bir hal aldı.

sudalgalari87

Genişleyen bir sistemi geriye sararsak giderek küçülür ve nihayet başlangıç noktasına ulaşırız, patlamaya! Bunu durgun bir suda oluşan dairesel su dalgalarına benzetebiliriz. Çocukken suya attığınız taşın oluşturduğu sıçramayı patlama anına, sürekli genişleyen su dalgalarını da sonraki sürece, evrenin evrimine benzetebiliriz. Evren oluşurken, su dalgaları gibi önceden var olan bir yüzeye veya herhangi bir varlığa ihtiyaç duymadı. Suya attığımız taş ile süreci başlattık. Zamanı, ilk yapıtaşlarını, gördüğümüz, keşfettiklerimiz ve halen karanlıkta olan diğer her şey bu ilk andan itibaren hayat buldu. Genişleme bizi bugünkü evrene taşıdı.

Aslında genişleyen evreni önceden öngören biri daha vardı. Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı statik bir sisteme bir başkaldırı olsa da yeterince cesur olamamıştı. Einstein, Newton gibi evrenin statik olması gerektiğini düşündü. Hatayı kendi kuramında buldu ve ünlü kozmik sabiti ekledi. Ne var ki Hubble bize gözlemsel kanıtlar sunmuştu. Üstelik bu veriler evrenin genişlemekle kalmadığını, genişleme hızının da arttığını öğretti.

Bir patlamayı düşünün ya da suya attığınız taşı, her iki durumda da etkinin giderek azalacağını düşünürsünüz. Zaten fizikte kütleçekim gibi kuvvetlerden dolayı etkinin azalacağını, genişlemenin yavaşlayacağını söyler. Zamanla hızın düşeceği evrenin durup kendi içine doğru daralıp çökeceğini düşünmüştük. Bu yeni bilgilerle beraber evrenin gelecekte kendi içine çökeceğini düşünen Big Crunch (Büyük çökme) teorisi kan kaybetmişti. Öte yandan artan hızla genişleyen bir evren yepyeni sorular, sorunlar doğurdu. Bu yeni sayılacak karanlık meselemize şimdilik aydınlatılamamış bir çözüm bulduk: Kara enerji.

Peki, nedir bu kara enerji? Kısa ve öz bir tabirle evreni sürekli genişleten ve galaksileri birbirinden uzaklaştıran itici bir güç. Alan Guth Kara Enerji’den ilk bahseden kişidir ve ani genişlemeden bu enerjiyi sorumlu tutmuştur. Madde ve hatta ışık ile etkileşime girmeyen bu enerji için karanlık kelimesi gayet niteleyici olsa gerek. Karanlık enerjiden bahsetmişken Karanlık maddeden bahsetmeden geçemeyiz. Bugün yaklaşık olarak evrenin %72’si kara enerji, %23 karanlık madde ve %5 civarında ise bildiğimiz anlamda atomlardan meydana geldiği düşünülüyor. Tüm evren algımız, bilgimiz ve tecrübemiz %5 demek aslında. O yüzden bu iki kavramı anlamak evrenin tamamını anlamak ve temel sorularımıza cevap verebilmek açısından hayati öneme sahip.

evren

Evrenin içeriği, oluşum yüzdeleri…

Kara maddenin de kara enerji gibi benzer bir kimliği, benzer bir hikayesi var. Işık ve diğer elektromanyetik dalgalarla etkileşime girmediğinden varlığını diğer maddeler üzerindeki kütle çekimsel etkisinden tanıyabildiğimiz kara madde, ilk defa 1932-1933 yıllarında Jan Hedrik Oort ve Fritz Zwicky tarafından dillendirildi. Fakat Zwicky’nin dikkate alınması için 40 yıl geçmesi gerekti. Ne var ki 1970 yılında Washington Carnege Enstitüsü’nden ciddi bir kanıt geldi.

Vera Rubin ve arkadaşları, Samanyolu gökadasında olduğu gibi sarmal bir gökadanın kütlesi, galaktik maddenin görünen durumuna göre dağılmışsa dönme eğrisi hızlarının azalması gerektiğini gösterir. Merkezden dışa doğru yıldızların hızlarında bir düşüş olmalıydı bir başka deyişle. Çünkü galaksiyi oluşturan kütlenin büyük bir kısmı merkezdeki diskte toplandığından çekim zayıf kalacaktır. Fakat Samanyolu, Andromeda ya da başka gökadalarda beklenen hız düşmesi gözlenmiyordu. Vera Rubin eğrisinde diskteki yıldızların hızı azalmıyor, sabit devam ediyordu. Burada göremediğimiz, ışık yaymayan bir şeyler mi vardı? Eğer disk kısmındaki yıldızların hızı azalmıyorsa göründüğünün aksine galaksinin kütlece çoğunluğu merkezde toplanmamış ve kütle tüm galaksi boyunca homojen dağılmıştır.

Bu da diskte önemli bir oranda kütlenin olması ile mümkün olabilirdi. Belki de galaksinin çevresinde göremediğimiz, genel algılarımızın ötesinde epey kütle vardı. Karanlıkta kalmış, ışığın gün yüzüne çıkaramadığı bir kütle. Rubin de, Zwicky ile aynı bilimsel kaderi yaşadı. Uzun süre hiçbir ciddi yayın organı bu çalışmalara yer vermedi.

karanlikmadde457541

Sıradan bir sarmal gökada eğrisi incelendiğinde A yolunu izleyen bir grafik elde edilmesi beklenirken B ‘de ki gibi düz bir görünüm oluşması ancak Kara Madde varlığı ile açılanabilir.

Newton kanunlarının makro ölçekteki bazı pürüzleri, Einstein’ın kuramları, Hubble’ın gözlemleri ve diğerlerinin çalışmaları bizleri durağan olmayan bir evren modeline, genişleyen evren fikri de kara madde- kara enerjiye taşıdı. Bu iki gizem şimdilerde de bir gizem olma özelliğini sürdürüyor ve yeni cesur fikirlerle tamamen aydınlanmayı bekliyor.

Genişleyen evren fikri bilim çevrelerince geniş kabul görse de farklı düşünceler de yok değil . Bilbao Üniversitesi’nden Jose Senovilla ve arkadaşları evrenin artan bir hızla genişlemediğini, bunun bir algı hatası olduğunu düşünüyor. Bu yeni çalışmaya göre uzay hızla genişlemiyor, zaman yavaşlıyor. Yani Prof. Senovila genişleyen bir evrene değil; evrenin artan hızla genişlemesine karşı. Zamanın yavaşlaması ve durumun açılanması şöyle anlatılıyor:

Pilleri bitmek üzere olan bir saatiniz olsun. Piller tamamen doluyken şimdikine göre zaman daha kısa olacak, dakikalar daha hızlı akacaktır. Piller tamamen doluyken 60 dakikalık bir filmi şimdi bir kez daha izlediğinizi varsayalım. Eğer saatinizin pillerinin bitmek üzere olduğunun farkında değilseniz bu kez film bittiğinde saatinize bakarsanız filmin hızlandığını düşüneceksiniz. Çünkü bu kez film 60 dakikadan daha az sürdüğünü düşüneceksiniz. (örneğin saatinize göre 50 dakika geçtiğini fark edip 10 dakikalık bir kısalma olduğunu sanabilirsiniz.) Ancak değişen filmin süresi değil dakikaların kendisi. Kendi ifadesiyle ‘’zamanın zamanı azalıyor.’’

saat4784

Tabi bu düşünceye göre kara madde ve kara enerjinin varlığı anlamsızlaşıyor. Kara maddenin varlığını güçlendiren ya da aksini söyleyen yeni bulgulara ihtiyacımız var. Jose Senovilla’nın çalışmalarının ciddiye alınması gerektiğini düşünüyorum. Geçen yıl kendisiyle e-posta üzerinden konuşma fırsatı buldum. Görüşü ele alınmaya değer, çünkü bilim her zaman beklentilerin dışındaki fikirlere ve bulgulara açıktır.

Bir dönem evrenin merkezinde olduğumuzu düşünüyorduk. Şimdi bizim sisteme benzeyen milyarlarca galaksi ve yıldız sisteminin varlığını biliyoruz ve onları inceliyoruz. Zaman ilerledikçe merakımız ve hayal gücümüz bu sorunumuzu da çözüme kavuşturacaktır. Tabi, çözümler üretir üretmez yeni sorular edineceğiz her zamanki gibi. Ve yine yeni sorular için hayal-merak ve hakikat döngüsü devam edecektir.

Kim bilir, belki gelecekte kara madde ve kara enerji fikri, hatta büyük patlama teorisi bir efsane olarak zihinlerde kalacak. Belki üzerine yenilerini ekleyerek ilerleyeceğiz. Tek kesinlik şu ki, her zaman emin olamadığımız ve uykularımızı kaçıran sorularımız olacak. Yeni soru işaretleri için; yeni küçük kalmış büyük insanlara, onların hayallerine, merakına ve de çalışmalarına ihtiyacımız olacak.

Halil Bağış

Kaynaklar

http://gokbilim.com/dergi/zamanin-zamani-azaliyor-mu

Hawking, S. (2013).Zamanın Kısa Tarihi, İstanbul Alfa yayınları

Vikipedi

Hep daha fazla okumak gerekir...