Büyük Patlama (Big Bang) ve Evrenin Büyüklüğü
20 Mart 2018
Big Bang (Büyük Patlama) Teorisi, evrenin yaklaşık 13.8 milyar yıl önce, son derece sıcak ve yoğun bir noktadan başlayarak genişlemeye başladığını ve bu genişlemenin hala devam ettiğini öne süren kozmolojik modeldir. Bu teori, evrenin başlangıcını, içerdiği tüm madde ve enerjinin tek bir noktadan (singularity) çıkışını ve zamanla nasıl soğuyup genişleyerek galaksileri, yıldızları ve diğer gök cisimlerini oluşturduğunu açıklar.
Big Bang Teorisi'nin temelleri, 20. yüzyılın başlarında, Edwin Hubble'ın evrenin genişlediğini gösteren gözlemleri ve Albert Einstein'ın genel görelilik teorisi ile atılmıştır. Hubble, farklı galaksilerin Dünya'dan uzaklaşma hızlarının, bu galaksilere olan uzaklıklarıyla orantılı olduğunu keşfetti. Bu, evrenin genişlediğine dair doğrudan bir kanıttı ve Big Bang Teorisinin geliştirilmesine ön ayak oldu.
- Evrenin Genişlemesi: Hubble'ın gözlemleri, evrenin genişlediğini ve bu genişlemenin tüm yönlerde eşit olduğunu gösterir. Bu, Big Bang'in bir sonucu olarak kabul edilir.
- Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işıması: 1965'te Arno Penzias ve Robert Wilson tarafından keşfedilen bu ışıma, Big Bang'den kalan ısısal bir artıktır. Evrenin her yerinde gözlemlenen bu ışıma, Big Bang'in güçlü bir kanıtıdır.
- Hidrojen ve Helyum Bolluğu: Evrenin bileşimindeki hidrojen ve helyumun göreceli bolluğu, Big Bang sırasında oluşan ilk elementlerin bu iki element olduğuna işaret eder. Bu bileşim, Big Bang teorisinin öngördüğü değerlerle uyumludur.
Keşfin Sonuçları
- Kozmolojiye Yeni Bir Bakış: Big Bang Teorisi, evrenin anlaşılması ve çalışılması için yeni bir çerçeve sağladı. Evrenin kökeni ve gelişimi hakkında derinlemesine bilgiler sunarak kozmoloji alanında devrim yarattı.
- Evrenin Yaşı: Big Bang Teorisi, evrenin yaşını tahmin etmeye olanak tanıdı ve bu, evrenin tarihini ve gelişimini anlamamıza yardımcı oldu.
- Evrenin Geleceği: Genişlemenin devam etmesi ve bu genişlemenin doğası, evrenin geleceği hakkında teoriler geliştirmemizi sağladı.
- Kuantum Mekaniği ve Görelilik: Big Bang, kuantum mekaniği ve genel göreliliğin birleştirilmesi gerektiğine dair tartışmaları güçlendirdi. Evrenin başlangıç anında bu iki teorinin birleştiği bir teoriye (Her Şeyin Teorisi) ihtiyaç duyulmaktadır.
Big Bang'den sonra evren, yoğun ve sıcak bir plazma halindeydi. Evren genişledikçe soğudu ve ilk atomlar oluşmaya başladı. Evren genişledikçe, madde küçük dalgalanmalar şeklinde eşitsiz bir şekilde dağıldı. Kütleçekiminin etkisiyle, bu madde yoğunlaşmaları bir araya gelmeye başladı. Galaksilerin oluşumunda önemli bir rol oynayan karanlık madde, görünmez bir madde formudur ve kütleçekiminin daha fazla maddeyi çekmesine yardımcı olur. Karanlık madde, galaksilerin iskeletini oluşturur ve normal maddenin bir araya gelip galaksileri ve galaksi kümelerini oluşturmasına olanak tanır. Madde yoğunlaşmaları, zamanla galaksileri oluşturacak kadar büyür. Galaksiler; yıldızlar, gezegenler, gaz ve tozdan oluşur ve genellikle sarmal, eliptik veya düzensiz şekillerde görülür.
Yıldızlar, çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşan moleküler bulutlar (veya yıldız oluşum bölgeleri) içinde doğar. Bu bulutlar, galaksilerde bulunan soğuk ve yoğun gaz ve toz bulutlarıdır. Kütleçekimi, bulutun belirli bölgelerinde maddeyi daha da yoğunlaştırır. Bu yoğunlaşma sonucunda, bulutun içinde çökme başlar ve yoğunlaşmış bölgelerde protostarlar oluşur. Protostarın merkezinde sıcaklık ve basınç arttıkça, hidrojenin helyuma dönüşümünü sağlayan termonükleer füzyon reaksiyonları başlar. Bu aşamada, protostar bir yıldız haline gelir ve kendi ışığını ve enerjisini üretmeye başlar. Yıldızlar, hidrojeni helyuma dönüştürdükleri ana dizi evresinde milyarlarca yıl yaşarlar. Yakıtı tükendiğinde, yıldızlar çeşitli evrim aşamalarından geçer ve nihayetinde beyaz cüce, nötron yıldızı veya kara delik gibi son evrelerine ulaşırlar.
Güneş ve Güneş Sistemi'nin oluşumu, yaklaşık 4.6 milyar yıl önce, bir gaz ve toz bulutunun (nebula) kütleçekimi nedeniyle çökmesiyle başladı. Bu süreç, gezegenler, asteroidler ve diğer küçük gök cisimlerini de içerecek şekilde, Güneş çevresinde bir dönme diskinin oluşmasına yol açtı. Disk içerisindeki malzeme zamanla yoğunlaşarak, kendi kendine yerçekimi ile daha büyük cisimler oluşturdu. İç bölgede, yüksek sıcaklıklar nedeniyle sadece metal ve kayaçların yoğunlaşabileceği koşullar hüküm sürdü, bu da kayalık iç gezegenlerin oluşumuna neden oldu. Dış bölgede ise, daha soğuk koşullar gaz ve buzların yoğunlaşmasına izin verdi, bu da Jüpiter ve Satürn gibi gaz devlerinin ve Uranüs ile Neptün gibi buz devlerinin oluşumunu mümkün kıldı. Bu karmaşık süreçlerin sonucunda, Güneş Sistemi'ndeki çeşitli gezegenler, uydular, asteroidler ve kuyruklu yıldızlar oluştu.
Dünya'nın ve Ay'ın Oluşumu
Dünya, Güneş çevresindeki dönme diskindeki madde ve tozun bir araya gelmesiyle oluşurken, Ay'ın oluşumu daha dramatik bir olaya dayanmaktadır. Ay, bir Mars büyüklüğündeki bir cismin genç Dünya'ya çarpması sonucu oluşan enkazın Dünya'nın yörüngesinde birikmesiyle meydana gelmiştir. Bu teori, Apollo misyonları sırasında Ay'dan getirilen kaya örnekleri tarafından desteklenmektedir.
Evrenin büyüklüğü
Günümüzde bilim insanları, evrenin gözlemlenebilir kısmının yaklaşık çapını 93 milyar ışık yılı olarak tahmin etmektedir. Bu, ışığın bir yılda yaklaşık 9.46 trilyon kilometre yol aldığını düşündüğümüzde, evrenin muazzam bir genişliğe sahip olduğunu gösterir.
Gözlemlenebilir evren, bizden ışığın evrenin yaşamı boyunca kat edebileceği maksimum mesafe olan yaklaşık 46.5 milyar ışık yılı uzaklığa kadar olan bölgedir. Ancak, evrenin genişlemesi nedeniyle, bu ışığın kaynağı olan galaksiler şu anda bizden çok daha uzakta, yaklaşık 93 milyar ışık yılı çapında bir alan içinde bulunuyor. Bu genişleme, Albert Einstein'ın genel görelilik teorisi ile açıklanabilir ve Edwin Hubble'ın 1929'daki gözlemleri ile desteklenir. Evrenin gözlemlenebilir olmayan kısımları hakkında kesin bir şey söylemek zordur.
Evrenin toplam büyüklüğü, gözlemlenebilir evrenden çok daha büyük olabilir, hatta sonsuz olabilir. Bu, kozmoloji alanında hâlâ aktif olarak araştırılan bir konudur. Gözlemlenebilir evrenin ötesinde ne olduğu konusunda birçok teori bulunmakta, ancak bu bölgeleri doğrudan gözlemlemek veya ölçmek mümkün olmadığından, bu teorileri doğrulamak zordur. Gözlemlenebilir evrende, son gözlemlere göre tahminen 2 trilyon galaksi vardır. Küçük cüce galaksilerde birkaç milyon yıldız bulunabilirken, büyük sarmal ve eliptik galaksilerde bu sayı 100 milyardan fazla olabilir. Örneğin içinde bulunduğumuz Samanyolu Galaksisinde tahminen 100 ila 400 milyar arası yıldız bulunduğu düşünülmektedir. Bu yıldızların birçoğunun etrafında gezegenler dönmekte ve bu gezegenlerin bir kısmında yaşamın var olabileceği düşünülmektedir.
Evrenin büyük bir kısmı, kara madde ve kara enerji olarak bilinen ve doğrudan gözlemlenemeyen gizemli bileşenler tarafından oluşturulmuştur. Bu bileşenler, evrenin genişlemesini ve galaksilerin hareketlerini etkileyen kuvvetlerdir. Evrenin büyüklüğü, sadece fiziksel bir ölçüm olmanın ötesinde, insan aklının sınırlarını zorlayan ve hayal gücümüzü kamçılayan bir kavramdır. Evrenin genişliği ve içinde barındırdığı muazzam çeşitlilik, bilimin yanı sıra, felsefe ve sanat için de sürekli bir ilham kaynağıdır.
İlgili Yazılar:
