Big-bang

Evrenin, Big-Bang adı verilen büyük patlama ile başladığı artık bilinmektedir. Her şey, küçük bir parçacığın müthiş bir sıcaklıkta patlaması ile genişlemiş ve ısı düşmüştür. Isı, birkaç saniye içinde proton ve nötronların oluşacakları noktaya düşmüş ve birkaç dakika sonra protonlarla nötronların atom çekirdeğini oluşturmalarına izin verecek kadar bir daha düşmüştür. İki protonla iki nötron birleşerek helyum çekirdeğini oluşturdular. Big-Bang'dan sonra sadece hidrojen ve helyum oluşmuştur. Evren bugün bile % hidrojen ve helyumdan meydana gelmiş durumdadır.

Nötron, atomdan küçük parçacık olup, atom çekirdeğinde bulunan iki parçacıktan birisidir. Öteki parçacık ise protondur. Bir nötronun ayrışmadan önce yarısı varlığını 10,1 saniye sürdürür ve buna yarı ömrü denir. Nötronun yarı ömrü hesabından, oluşmuş olması gereken helyum miktarı ile big-bang teorisi daha fazla destek kazanmıştır.

Evrenin kozmik yumurta adındaki küçük bir hacmin patlamasıyla oluştuğunu ilk öne süren 1927 yılında Belçikalı Lemaitre olmuştur. Kozmik yumurtanın patlamasına 1940 yılında ''The big-bang'' adını veren ise Amerikalı fizikçi Gamow olmuştur.

Bize çok büyük bir hızla yaklaşan bir cismin tayf renginin çizgileri maviye döner. Bizden çok büyük bir hızla uzaklaşan cismin tayf renkleri ise kırmızıya döner. Doppler etkisi denilen bu olgudan, galaksilerin büyük patlamadan sonra uzaklaşmaları, tayf çizgilerinin gözlenmesiyle ispat edilmiştir. Uzaktaki galaksilerin tayflarının kırmızı olduğu ve bir galaksi ne kadar uzaktaysa tayfındaki çizgilerin de o kadar kırmızıya dönüştüğü daima gözlenmiştir. Doppler etkisi ile açıklanan kırmızıya dönüşün galaksilerin daima geriye çekildiğini göstermesi büyük patlamanın kanıtlarından biridir. Bunun yanında, büyük patlamadan beri soğumuş olan patlama radyasyonunun günümüze kadar kalmış olması ve evrenin her tarafında belli bir yoğunlukta, hafif duyulur radyo dalgaları olarak ulaştırılması da ayrı ve daha kuvvetli bir kanıttır.

Büyük patlamayı izleyen ilk anlarda, sıcaklık azalarak genel atom altı parçacıkların oluşabileceği düzeye indi ve protonlar, nötronlar ve elektronlar oluştu. Evren soğudukça, protonlarla nötronlar birleşerek daha karmaşık çekirdekleri oluşturdu ve sonra elektronlar çekirdeklerin yakınına geldi ve tam atomlar oluştu.

Büyük patlama anında evren sıfır büyüklükte ve sonsuz sıcaklıktadır. Evren genişledikçe ışımanın sıcaklığı düşer. Büyük patlamadan bir saniye sonra evrenin sıcaklığı on milyar derecedir. Bu anda evren, foton, elektron, nötrino ve bunların karşı parçacıklarıyla bir miktar da proton ve nötrondan oluşur. Evren genişleyip sıcaklık azaldıkça, çarpışmaların neden olduğu elektron karşı elektron çiftlerinin oluşma hızı birbirlerini yok etme hızının altına düşer. Böylece elektron ve anti elektronların çoğu birbirini, daha çok foton oluşturacak şekilde, yok eder ve geriye az miktarda elektron kalır. Nötrino ve anti nötrinalar ise birbirini yok edemezler, çünkü bu parçacıklar birbirleriyle ve diğer parçacıklarla çok az etkileşimde bulunurlar.

Büyük patlamadan yüz saniye sonra, sıcaklık bir milyar dereceye düşer. Bu sıcaklıkta proton ve nötronlar güçlü çekirdek kuvvetinden kaçmaya yetecek enerjiyi kaybederek ve bir proton ve bir nötron içeren döteryum(ağır hidrojen) atomunun çekirdeğini oluşturmak üzere birleşmeye başlarlar. Döteryum çekirdekleri diğer proton ve nötronlarla birleşerek, iki proton ve iki nötron içeren helyum çekirdeklerini ve lityum ile berilyum elementlerini oluşturur. Nötronların geri kalanı ise bozunarak normal hidrojen atomlarının çekirdeği olan protonlara dönüşür.

Büyük patlamadan bir kaç saat sonra, helyum ve diğer elementlerin oluşumu durur. Ve sonraki bir milyon yıl içinde evren sadece genişler. Sıcaklık birkaç bin dereceye düşünce elektronlarla çekirdekler aralarındaki elektromanyetik çekime dayanarak enerji kaybederek birleşir ve atomları oluştururlar.

Fiziğin üç temel sabitesi vardır: Plank sabitesi, Işık hızı sabitesi, ve Gravitasyon sabitesi. Bu üç değişmezi kullanarak zaman, mekan ve enerjinin bölünemez en küçük parçasını hesaplamak mümkün olmaktadır:

En küçük zaman olarak (10-43)(on üzeri eksi kırk üç) saniye bulunmuştur. Bundan daha küçük zaman aralığı evrende bulunamaz. Evren, t=0 anı denilen bir 'an'da yaratıldı. Bu, t=0 anından önce, hiç bir şey, zaman, madde, enerji, uzay yoktu. Yaratılmanın başladığı an t=0 anı olarak tarif edilir. Bu andan sonraki saniyenin (10-43) zamanında, artık enerji ve zaman tarif edilmeye, mekan hesaplanabilir hale gelmeye başladı. O halde evrendeki en küçük zaman aralığı bir saniyenin 10 üzerine -43'ü ile temsil edilir. Bundan daha küçük bir zaman bilinmemektedir. Bu döneme 'Planck dönemi' denir. Bu andaki sıcaklık değeri (10+32) derecedir. Bu anda madde henüz şekillenmeye başlamamıştır. Gravitasyon kuvveti oldukça büyüktür.

(10-37) saniye anında sıcaklık (10+29) derecedir ve atomlar henüz yaratılmış değildir. Bu aşamada, güçlü çekirdek kuvveti, zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvveti bir arada bütünleşmiştir.

(10-9) saniye anında sıcaklık (10+15) derece olup, burada elektromanyetik kuvvetle zayıf çekirdek kuvveti birbirinden ayrılmak üzeredir. Bundan sonraki dönemler artık yaratılmanın başladığı dönemlerdir:

1.Dönem: (10-2) saniyede sıcaklık 100 milyar derecedir ve ilk evren maddesi artık şekillenmeye başlamıştır. Henüz proton ve nötron gibi ağır parçacıklar yoktur ve sebebi de aşırı sıcaklıktır. Elektronlar oluşmuştur. Kütlesi sıfır olan fotonlarla, nötrinolar belirmiştir. Bu andaki kütlenin yoğunluğu 3.8 milyar kg'dır. Ve evrenin büyüklüğü yaklaşık 4 ışık yılı kadardır.

2.Dönem: (10-1) saniyede sıcaklık 30 milyar derecedir. Nötron ve protonlar belirmeye başlamıştır. Kuark ve gluon'lar meydana çıkmıştır.

3.Dönem: Sıcaklık 10 milyar derecedir. Nötron ve protonların bir araya gelip, atomu oluşturmaları, yeterli soğukluk olmadığından bu dönemde de olmamıştır.

4.Dönem: Birinci dönemden bu döneme kadar 13.8 saniye geçmiştir. Sıcaklık 3 milyar derecedir. Evren korkunç bir hızla genişlemektedir. Helyum çekirdekleri gibi kararlı atom çekirdekleri oluşmaya başlamıştır.

5.Dönem: Sıcaklık 1 milyar derecedir. Birinci dönemden itibaren 3 dakika 2 saniye geçmiştir. Fotonlar ve nötrinolar egemen durumdadır.

6.Dönem: İlk dönemden bu yana 34 dakika 40 saniye geçmiştir. Sıcaklık 300 milyon derecedir. Bu dönemde 300.000km\sn lik ışık hızı ile kütle enerjiye, enerji ise kütleye dönüşür. İlk evren maddesi olan atom altı parçacıklar yaratılır. Yaratılan madde iki türlüdür; bildiğimiz, çevremizde dokunduğumuz madde ve bilmediğimiz çevremizde rastlamadığımız ancak özel şartlarda laboratuarda mevcudiyeti anlaşılan anti madde. Birisi elektron ise diğeri anti elektron, birisi proton ise diğeri anti protondur. İkisi bir araya gelince her ikisi de yok olup ortaya enerji çıkmaktadır. Tersi de aynı olup, eğer enerji yok edilirse ortaya madde ve antimadde çıkar. Ancak bu durumda madde evrende görünüyor, antimadde ise görünmüyordu. Evrenin ilk dönemlerinde madde, antimadde'den fazlaydı ve antimadde yok oldu ve evrende madde ve enerji kaldı. Madde'nin antimadde'den niçin fazla yaratıldığı ve antimadde'nin nereye gittiği konusu hala araştırılmaktadır.

Artık madde şekillenmiş ve yüksek sıcaklık altında atomların karşılıklı ve uyumlu etkileşimi başlamıştır. Atomların oluşumu, moleküllerin oluşmasına yardımcı olmuş, moleküllerin birleşmesinden çok sayıda madde tüm uzayı doldurarak gök cisimleri meydana gelmiştir. Galaksiler, güneşler, gezegenler artık yaratılmaktadır.

Daha sonra 4000 derecelik sıcaklığa gelinir. Burada tüm evren kendi ısı ve enerjisinden dolayı aydınlıktır. Maddenin gaz şeklinde yoğunlaşıp, çoğalması ile yoğunluk değeri de artmış ve gittikçe katılan maddeler gezegenleri oluşturmuştur. Güneş sistemleri meydana gelmiş, sistemlerden galaktik sistemler oluşmuştur.

Kitaptan alıntıdır. Yalçın İNAN