Büyük Patlama (Big Bang) Teorisi Nedir?

Büyük Patlama Teorisi

Büyük Patlama (Big Bang) teorisi, evrenin nasıl oluştuğuna dair en önemli açıklamadır. En basit haliyle, içerisinde bulunduğumuz evrenin ilk başta küçük bir tekillikten ibaret olduğunu, sonrasında bugünkü haline gelene kadar kainatın 13,8 milyar yıldır genişlediğini bize göstermektedir.

Günümüzde, gökbilimciler mevcut teknolojiler yardımı ile evrenin başlangıcına geri dönemediklerinden dolayı, büyük patlama teorisi hakkında sahip olduğumuz bilgilerin çoğu matematiksel formüller ve modellere dayanmaktadır. Ancak, gökbilimciler, evrende oluşan genişlemenin “yankısını” mikro dalga arka planı olarak bilinen doğal bir olay sayesinde görebilirler.

Gökbilimciler topluluğunun büyük bir çoğunluğu bu teoriyi kabul ederken, Büyük patlama ‘nın yanı sıra sonsuz genişleme ya da salınımlı evren gibi alternatif açıklamaları savunan teorisyenlerde vardır.

“Büyük Patlama Teorisi ” ifadesi yıllardır astrofizikçiler arasında çok popülerdir. Ancak 2007’de CBS’de aynı isimle yayınlanan bir komedi dizisi (Big Bang Theory) ile birlikte hit yapmış ve bu teori toplumlar arasında bilindik bir genel görüş haline gelmiştir. Bu dizi, çeşitli araştırmacıların (astrofizikçi dahil olmak üzere) ev ve akademik hayatlarını konu almaktadır.

Işığın İlk Doğuşu ve İlk Saniye

NASA’ya göre, evrenin ilk saniyesinde yani başlangıcında, çevrenin sıcaklığı yaklaşık olarak 10 milyar Fahrenheit (5.5 milyar Santigrat) idi. Evren, nötronlar, elektronlar ve protonlar gibi çok çeşitli temel parçacıklar içermekteydi. Evrenin soğuması ile birlikte bu parçacıklar çürüdüler veya kombine oldular.

Bunun sonucunda ortaya çıkan yoğun sis bulutuna bakmak imkansız olurdu. Çünkü toz bulutu o kadar yoğundu ki ışık dahi içerisinde taşınamazdı. NASA’nın açıklamasına göre ” Serbest halde bulunan elektronlar, güneş ışığının (fotonların) toz bulutlarında bulunan su damlacıklarından saçılma yoluyla yayılmasına neden olmuştur.” Ancak, zamanla serbest haldeki elektronlar, çekirdekler ile bir araya gelerek nötr atomları meydana getirdiler. Bu birleşme Büyük patlama dan 380.000 yıl sonra ışığın yayılmasına olanak sağlamış oldu.

Bu ilk ışık Büyük patlama ‘nın kalıcı görüntüsü olarak adlandırılır. Daha doğrusu kozmik mikrodalga arka planıdır(CMB).  CMB ilk olarak 1948 yılında Ralph Alpher ve bir kaç bilim adamı tarafından ortaya atıldı. Ancak, 20 yıl sonra tesadüfen bulundu. NASA’ya göre, 1965 yılında New Jersey, Murray Hill’deki Bell Telefon Laboratuarlarında, Arno Penzias ve Robert Wilson bir radyo alıcısı inşa ettiler ve beklenenden çok yüksek değerlerde sıcaklık verileri topladılar. İlk başta, anormalliğin anten içerisine girmiş olan güvercinlerden ve gübrelerinden kaynaklandığını düşündüler. Ancak, anten içerisine girip, gübreleri temizleyip ve güvercinleri öldürdükten sonra bile bu anormallik devam etti.

Aynı zamanlarda, Princeton Üniversitesinden araştırmacı bir ekip (Robert Dicke liderliğinde) CMB’nin varlığına dair kanıtlar bulmaya çalışıyordu ve Penzias ile Wilson’nın tamda bunun üstüne geldiğini farkettiler. Böylelikle, ekip üyesinin her biri 1965 yılında Astrofizik dergisinde bildiri yayınladı.

Evrenin Yaşının Belirlenmesi

Kozmik mikrodalga arka planı birçok çalışmada gözlenmiştir. En ünlü uzay yolculuğu görevlerinden birisi, 1990’larda gökyüzünün haritasını çıkaran NASA’nın kozmik arka plan araştırıcısı (COBE) uydusudur.

BOOMERanG deneyi  (Milimetrik Ekstragalaktik Radyasyon ve Jeofizik Balon Gözlemleri), NASA’nın Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Probu (WMAP) ve Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck Uydusu gibi daha birçok görev COBE’nin ayak izlerini takip etmiştir.

Planck Uydusu’nun gözlemleri ilk defa 2013 yılında duyurulmuştur. Kozmik mikrodalga arka planı daha önce eşi görülmemiş bir ayrıntıyla eşleştirmiş ve bunun sonucunda evrenin düşünüldüğünden daha eski olduğunu ortaya çıkarmıştır: evrenin, 13,7 milyar yaşında değil, 13,82 milyar yaşında olduğudur.

Ancak oluşturulan bu haritalar, Güney Yarımküre’nin Kuzey Yarım Küre’den biraz daha kırmızı (daha sıcak) olduğunu göstermesi ile birlikte yeni gizemlere yol açmaktadır. Büyük patlama teorisi, nereye bakarsak bakalım, CMB’nin çoğunlukla aynı olacağını söylemektedir.

Ayrıca, CMB’nin incelenmesi astrofizikçilere evrenin bileşimi hakkında ipuçları vermektedir. Araştırmacılar evrenin büyük bölümünün konvansiyonel araçlarla “duyulamayacağı” bir madde ve enerjiden oluştuğunu, bu duruma ise karanlık madde ve karanlık enerji adını verdikleri şeylerin neden olduğunu düşünmektedirler. Evrenin sadece %5’i gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi maddelerden oluşmaktadır.

Yerçekimi Dalgaları Tartışması

Gökbilimciler evrenin başlangıcı hakkında bilgi sahibi olurken, aynı zamanda evrendeki hızlı genişlemesinde kanıtlarını araştırıyorlardı. Teori, evrenin oluşumunun ilk saniyesinden sonra, evrenimizin ışığın hızından bile daha hızlı bir şekilde balon gibi şiştiğini söylemektedir. Bununla birlikte Albert Einstein, ışığın evrende seyahat edebilecek maksimum hıza sahip olan şey olduğunu söylemektedir. Ancak, bu durum evrenin genişleme hızı için geçerli değildir.

2014 yılında astronomlar, CBM’de “B-modları” ile ilgili bulgular tespit ettiklerini, evren büyüdükçe bir tür kutuplaşmalar oluşturduğunu ve yerçekimi dalgaları yarattığını söylediler. Bu gökbilimci ekibi, “Kozmik Ekstragalaktik Polarizasyonun Arka Plan Görüntüleme”, diğer adıyla BICEP2 olarak anılan bir Antartika teleskobu ile bu bulgulara ulaştılar.

Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden araştırmacı John Kovac, Mart 2014’te Space.com’a verdiği demeçte, “Görmüş olduğumuz sinyalin gerçekliğinden ve gökyüzünde olduğuna çok eminiz” dedi. Ancak aynı ekip, haziran ayında yaptıkları açıklamada, gördüklerinin, görüş alanlarına giren galaktik tozlar olabileceğini ifade etti. Daha sonra New York Times tarafından yayınlanan basın toplantısında konuşan Kovac ” Temel olarak ana fikirlerinin değişmediğini ve elde ettikleri sonuçlara çok güvendiklerini” ifade etti.

Ayrı ayrı ele alındığında ise yer çekimsel dalgalar güneşten daha büyük kütlelere sahip olan karadeliklerin çarpışması ve hareketleri sonucunda meydana geldiği doğrulanmıştır. Bu yer çekimsel dalgalar, 2016’dan bu yana Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalga Gözlemevi (LIGO) tarafından defalarca kez tespit edilmiştir. LIGO’nun daha fazla geliştirilip ve daha hassas hale gelmesiyle birlikte karadeliklere bağlı oluşan yerçekimsel dalgaların tespitinin dahada sıklaşacağı tahmin edilmektedir.

Daha Hızlı Genişleme, Çoklu Evren ve Başlangıç Çizelgesi

Evren sadece genişlemekle kalmaz, aynı zamanda dahada hızlı şişmektedir. Bu, zamanla hiç kimsenin Dünya’dan başka bir galaksiyi veya galaksimizde bulunan başka bir gözlem noktasını tespit edemeyeceği anlamına gelmektedir.

Harvard Üniversitesi gökbilimcisi Avi Loeb, Mart 2014 tarihli bir Space.com makalesinde yapmış olduğu açıklamada, ” Bize uzak galaksilerin zamanla bizden uzaklaştığını göreceğiz, ancak şunuda belirtmeliyim ki hızları zamanla artmaktadır” dedi.

“Yani, yeteri kadar beklersek, bize uzak bir galaksi sonunda ışık hızına ulaşacaktır. Bu demek oluyor ki ışığın bile o galaksi ile bizim aramıza giren boşluğu dolduramayacağıdır. O galakside başka varlıkların bizimle iletişim kurmasına olanak kalmayacaktır. Çünkü bize göre ışık hızından daha hızlı hareket ettiğinden dolayı, o hıza ulaşabilecek hızda bize bir sinyal gönderemeyeceklerdir.”

Bazı fizikçiler ise bulunduğumuz evrenin birçok evrende sadece birisi olduğunu savunmaktadır. “Çoklu evren” modelinden, birçok farklı evren birbiri ile yan yana duran balon kabarcıkları gibidir. Teori, ilk büyük genişleme baskısı sonucunda, uzay ve zamanın farklı bölümlerinin, farklı oranlarda oluştuğunu öne sürmektedir. Bu, potansiyel olarak farklı fizik yasalarına sahip farklı bölümleri yada farklı evrenleri kesiştirebilirdi.

Sonuç olarak, bulunduğumuz evrenin nasıl oluştuğunu anlayabilsek de, Büyük Patlama ‘nın, evrenin maruz kaldığı ilk genişleme olması mümkün değildir.  Bazı bilim adamları, düzenli olarak bir genişleme ve daralma yaşayan bir evrende ve bu aşamalardan birinde yaşadığımızı düşünmektedir. İlerleyen zamanlarda ise Büyük Patlama ve evrenin oluşumu ile ilgili olarak daha fazla bilgilerin açığa çıkarılacağı şüphesizdir.

Kaynak: Space.com