Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Tekillikler (Singularities) Nedir?

Hazırlayan: Eyüp Gürses

Tekillikler ile genel olarak 2 farklı yerde karşılaşıyoruz. Birincisi; tabii ki çoğumuzun bildiği gibi Big-Bang (Büyük Patlama) tekilliği, ikincisi ise kara delik tekilliği. Tekillikler fizik kanunlarının işlemez hale geldiği, matematiğin çıldırmaya başladığı ender yapılardan biridir.

Big-Bang, 13.8 milyar yıl önce boyutsuz, sonsuz yoğunluklu bir tekillikte başladı ve genişlemeyle birlikte (gördüğünüz gibi ortada bir patlama falan yok) sıcaklığın ve yoğunluğun düşüşüyle önce noktasal parçacıklar, sonrasında atomlar, peşinden makro yapılar, sonunda kütle çekimin etkisiyle yıldızlar, bunların hayatlarının sonlarına gelmesinin güzelliğiyle yeni yıldızlar, daha ağır elementler ve gezegenler…

Evet çok kısa bir özet vermek gerekirse; evrenimiz bir tekillikten 93 milyar ışık yıllık genişliğe sadece 13.8 milyar yılda geldi.

Büyük patlama’dan sonra genişleyen ve bugünkü haline gelen evrenin şematiği… (Görsel: Büşra Küçükay. Görseldeki “3.000” yıl dilimini gösteren alan “300 bin yıl” olacaktı.)

Fizikçiler galaksilerin ne zaman oluşmaya başladığını, en eski yıldızların yapısını, bunların milyonlarca yıl önceki hallerini, gezegenlerin geçmişini, kütle çekimin ne zaman baskın gelmeye başladığını, ilk atomların ne zaman oluşmaya başlamış olabileceğini, kuarkların proton ve nötronları oluşturmaya başladığı anda evrenin sıcaklığını, neredeyse her şeyi açıklayabiliyorlar ama; tekillik maalesef bunlardan biri değil.

  1. Kozmoz aşırı hızlı bir genişleme yaşıyor ve bir atom boyutundan greyfurt boyutuna sadece saniyenin ufacık bir kesrinde denk geliyor.
  2. Genişleme sonrası, evren elektronların, kuarkların ve diğer parçacıkların içinde yüzdüğü kaynayan bir çorba kıvamında.
  3. Hızla soğuyan kozmoz, kuarklara protonları ve nötronları oluşturması için gerekli ortamı sunuyor.
  4. Atomları oluşturmak için hala çok sıcak, yüklü elektronlar ve protonlar ışığın parıldamasını önlüyorlar: Evren hala çok sıcak sisle kaplı.
  5. Elektronlar proton ve nötronlarla bir araya gelerek ilk atomları oluşturuyorlar çoğunlukla Hidrojen ve Helyum, çok az da Lityum. Işık sonunda parlayabiliyor.
  6. Kütle çekim hidrojen ve helyum gazını bir araya getirerek galaksilere dönüşecek büyük bulutsular oluşturuyor. Daha küçük gaz kümeleri ilk yıldızları oluşturmak için çöküyor.
  7. Kütle çekim galaksi kümelerini birlikte tuttuğu sürelerde, ilk yıldızlar ölüyor ve uzaya ağır elementler püskürtüyorlar ve bunlar öninde sonunda bugünkü yıldızları ve gezegenleri oluşturuyorlar.

Big-Bang modeli gerçekten evrenin oluşumunun gerçek modeliyse; ki bunu evrenin genişlemesinden, kozmik mikrodalga arkaplan ışınımından ve hidrojen – helyum yoğunluğundan kolayca anlayabiliyoruz, o zaman tekillikleri de gerçekten anlayabilmemiz gerekiyor. Çünkü zaman da dahil, bütün her şey bu tekillik ile başladı.

TekilliklerŞimdi geldik kara delik tekilliklerini anlatmaya, kara delikler güneşimizin kütlesinden çok daha büyük yıldızların çekirdeklerindeki nükleer füzyonu tamamlayıp demir atomlarına kadar kaynaştırdığı, bundan sonra kütle çekimin, çekirdek basıncına fazla geldiği ve böylece hacminin kütlesi altında ezildiği kozmik cisimlerdir. Bu konuda daha detaylı bilgi için şu yazımızı okumanızı öneririz.

Yani kısaca maddeleri sıkıştırdıktan sonra elde edeceğiniz yapılardır. Mesela dünyayı bir bilye boyutuna sıkıştırdıktan sonra bunun bir kara deliğe dönüşmesi gibi. Kara deliklerde olay ufku kavramı da çok kafa karıştırıcıdır. Olay ufku, tekillikleri evrenimizden koruyan, ışığın bile bir kez girdikten sonra terk edemeyeceği yapılardır. Ve gerçekten tekillikler olay ufkuyla kapatıldığı için şanslıyız.

Tekillikler kara deliklerin merkezlerinde bulunan uzay-zaman bükülmelerinin ve kütle çekim alanının sonsuz olduğu yapılardır. Tekillikler boyutsuz olduğu için, burada kuantum mekaniği söz sahibidir. Çünkü genel görelilik uzay-zamanın eğiminin sonsuz olduğu bölgeleri betimlemekte oldukça başarısızdır. Aynı zamanda yoğunluk sonsuz olduğu için, genel görelilik de söz sahibidir ancak, görelilik teorisi ve kuantum mekaniği birlikte çalışmaları gereken yerlerde; yani tekilliklerde çalışmazlar aksine çok saçma sonuçlar üretirler.

Bunun için kara deliklerin tekilliğini ve evrenin başlangıcında ki tekilliği anlayabilmemiz amacıyla bir kuantum kütle çekim teorisine ihtiyacımız var. Böyle bir teori ise, binlerce bilim insanı üzerinde çalışmasına rağmen henüz elimizde yok.

Eyüp Gürses

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Eyüp Gürses

Hacettepe üniveristesi Fizik Mühendisliği bölümünü kazandı hazırlık okurken tekrar üniversite sınavlarına girerek Selçuk Üniversiesinde Makine Mühendisliği okumaya başladı 4.sınıfta okulu dondurup 7 ayda ingilizce öğrenerek University of Debrecen’de Fizik okumaya başladı ve halen devam ediyor. İlgilendiği alanlar: Fizik, Matematik, Evrimsel Biyoloji, Nörobiyoloji, Psikoloji, Kriptoloji, Edebiyat, Felsefe…