-
geçen gece belgesel izlerken anlatıyordu adam, tam olarak anlayamamış olabilirim, sarhoştum ama mevzu şöyle bir şeydi; artık nasıl bir patlama patladıysa da bu ibne evren, bunun sesi 15 milyar yıl sonra bile uzayı dinleyen aletler tarafından algılanabiliyormuş, radyolarımıza bile parazit yapıyor düşün. gerçi insan da neden uzayı dinler onu da anlamadım, biri bir gün uzaydan "naber lan dürrük" dese sıçacak kalacak orda haberi yok.
-
big bang iyi bir teori ama çürütülemez değil. fakat çürütmek yerine, big bang ile barışık biçimde ilerlemesi gereken bir teori var elimizde. sicim teorisi ve sicim teorisinin son noktası olan m-theory.
bu teori ile çoklu evrenler ve buna bağlı olarak tek bir big bang değil de binlerce big bang'den bahsedilir. lütfen, işin sonunda hemen yaratıcıya kaçmayınız. bu dünya'daki canlıları yaratıcı yarattı ve son dini islam diyorsunuz fakat yarın daha 3bin ışık yılını gözlemleyebildiğimiz evren'de sonsuz sayıdaki yıldız sistemlerinde yeni canlı türleri keşfedersek ne olacak? o zaman da mı islam diyeceksiniz ya da hıristiyanlık?
allah'a inanıyorum çok şükür ama herhangi bir tabum da yok. yarın tanrı'nın yokluğu ıspatlanırsa çok şaşırırım ve bunu hazmetmeye çalışırım. eğer varlığı da ıspatlanırsa mutlu olurum, sorular sorarım, bu iş bu kadar basitken niçin her şeyi tanrı'nın varlığına çekiyorsunuz?
neyse güzel bir bilimsel teorimiz olan, nefis bir bir hayal gücünü anlatayım sizlere. uzay gözlüklerinizi takın ve sonsuzluğa uçmaya hazırlanın.
dark flow adında bir şey bulundu, 2008 yılında. makalesi yayınlandı ve bunu yazanlardan, anlamını keşfedenlerden birisi de laura mersini-hougton adında bir bilim kadını. http://en.wikipedia.org/…iki/laura_mersini-houghton fakat bunu wmap'te gören kişi alexander kashlinsky. neyse, devam ediyoruz.
bu kadının hesaplarına göre aslında evren var olmamalıydı. hesapladığı olasılık sonuçlarına göre evren'deki başlangıç sayılan büyük patlamanın meydana gelebilmesinn olasılığı 10^123. evet, imkansıza yakın bir sayıdan bahsediyoruz burada. peki nasıl oldu da big bang oldu, bu imkansızlıktan nasıl doğdu? resmen peçetedeki spermin, kendi imkanlarıyla doğması demek bu hesaba göre evren'in varlığı. bu kadının da aklına bu takılıyor.
moder bilimin bu kadına kadar verdiği cevap yoktu. hesaplanılan değer ortadayken bilim buna herhangi bir cevap veremiyordu. tabi iş size kalsa, işte yaratıcı ya deyip bırakırdınız fakat özgür ülkelerde, bilime önem verilen ülkelerde bu işler böyle yürümüyor. demokrasi varsa, kadın düşünüp üretebiliyor.
devam edelim, big bang'in bu anlaşılamaz noktasında fizik hemen hemen tüm dalları duruyor ve ilerlemiyor bir tanesi hariç: sicim teorisi.
eğer bir jackpot makinesinin başında kolu çevirip, günlerce kumar oynarsanız elde edeceğiniz şey imkansıza yakın bir zenginliktir: hiç bir şey kazanamazsınız. peki ya dünya'daki 7 milyar insan jackpot'un başına geçse ve her birisi bu oyunu oynarsa ne olur? her saniyede bir zengin ortaya çıkar. kesinlikle birileri zengin olurdu, bir yerlerde. kumarın bu cilvesinden yola çıkarak, bu bilim kadını da big bang'e yorum getiriyor.
sicim teorisi'nde işte bu olayı yani kumarı 7 milyar insanla sağlayabiliyorsunuz. sicim teorisi size bunu yapmaya izin veriyor. sicim teorisi'ne göre gördüğüğümüz 3 boyutun yanı sıra göremediğimiz 7 boyut vardır ve toplam boyut sayısı 10'dur.
bu bahsettiğimiz 7 boyut bir paket halinde sıkışık bir şekilde durmaktadır. eğer bu boyutları ayırırsak ya da ayırmaya çalışırsak bunun için bir çok yöntem bulabiliriz. eğer bu boyutları ayırırsanız ortaya sadece bir tane 3 boyutlu dünya çıkmaz , bir sürü 3 boyutlu dünya çıkar. hatta bu yöntemlerin sayısı 10 ^500'dür. yani bu kadar yöntem ile, bu kadar farklı dünya yaratabilirsiniz. tabi işin matematiğini bilmiyorum ama gerçek olan şey bu. 10'un yanına koyacağız 500 sıfırdan bahsediyorum burada, sonsuza yakın.
büyük patlamanın olasılığı 10^123 iken bu paketleri yeniden düzenlemenin yöntemi 10^500'dür. yan, paketlerin düzenlemesi sayesinde, sizin big bang'i oluşturmanız daha basittir. bu olay, 7 milyar insanın aynı anda jackpot oynamasına benziyor.
yani, sadece bir evren değil birden fazla evrenin olabileceği bir manzaradan bahsetmek gerekiyor bu noktada. bakın, siz bir evren sanıyorsunuz, bir sonsuzluktan bahsediyorsunuz ama kadın hayal gücünü kullanıp birden çok evrenden bahsediyor. sonsuz değil diyor evren, sonsuzluğun içinde bulunan bir ortamdır diyor ve üstüne üstlük komşularımız da var diyor.
bunu açıklamak için çok güzel bir otel örneği var.
bir otel düşünün, oda sayısı 10^500 olsun. her birisi, bir misafir tarıfından içine girmek için kontrol edilsin. her bir oda aslında bir bu kurulan manzaranın bir enerji alanıdır. sonsuz sayıdaki insan, bu otelde boş oda arasınlar. mesela bir odaya girdiniz ve oda çok dolu. bu oda o kadar enerji ile dolu ki, o enerji bir daha girdiği odanın dışına çıkamıyor aynı zamanda başka bir insan yani enerji de giremiyor. ve sonra başka bir oda arasınız kendinize, boş odayı bulursunuz ve yerleşirsiniz. işte bu odaya girdiğiniz zaman bir daha çıkamazsınız çünkü çok yoğun ve sıcaksınızdır. bu yüzden diğer odaların içinde de ne olduğunu bilemesiniz. işte evren'imizin nasıl doğduğunu da buradan anlayabilirsiniz. dolu olanher odanın içinde bir big bang oluşur. her big bang sonucunda da her odada farklı kuralları olan birer evren oluşur. mesela bazılarında ışık hızı saatte 1 metre ile hareket eder, belki bazılarında kütle kavamı yoktur, bazılarında yer çekimi yoktur gibi...
evet, hayal etmesi güç ve zor geliyor ama bunun çok ama çok güçlü kanıtı var: dark flow.
wmap'e bakıldığı zaman bir bölgede sıcak olması gereken yer soğuk gözükmektedir. işte bilim adamları bunu merak eder ve orada gördükleri şey aslında hubble'ın gördükleriyle aynıdır ama hubble yanılmaktadır. galaksiler birbirlerinden uzaklaşmamaktadırlar, bir yere doğru akmaktadırlar. (bkz: alexander kashlinsky)
bahsettiğimiz bilim kadını ise buradan yola çıkarak, şu sonuca varıyor. otel odasındasınız ve yanınızda bir evren daha var. fakat siz bu evreni göremiyorsunuz ama kütle çekiminden dolayı, o evren aslında sizin evreninize ucundan kıyısından dokunuyor ve etkiliyor. galaksilerinizi kendisine doğru çekiyor ve wmap'te bir bölge bu yüzden daha soğuk gözüküyor. işte hani, nasıl olur demeyei, aşağı katınızda kalorifer ve yukarı katınızda kalorifer yanıyorsa siz de bu sıcaklığı hissediyorsanız işte bahsedilen olay da başka big bang ile oluşmuş, başka bir evrenin sizi etkilediği gerçeğidir. yani sadece bir evren yok bu kanıta göre en az iki evren var. üstelik bu bilimden yola çıkarsak iki evren değil 10^500 tane evren olabilir. bu da sonsuza yakın bir sayıdır.
yani10^500 odalı bir otel odasının herhangi bir katında misafir olabilirsiniz. çok tuhaf değil mi? üstelik modern bilimin bunun için kanıtı bile var. sizin yaşadığınız evren çok küçük bir alana sahip yani, varın gerisinisiz hayal edin.
son olarak, belki de evren canlıdır ki bununla ilgili de teoriler var. yani bilinçlidir, bilinci vardır. bazı şeylere izin verirken bazı şeylere vermiyordur. belki de evren, her yere baktığımızda gördüğümüz allah'tır. bilemezsiniz ama bu hayal etmenize engel şeyler değil. nasıl ki vücudunuzdaki bir bakteri, sizin varlığınızın farkında değilse siz de evren'de yaşayan bir bakteri olabilirsiniz ki bece parazitiz. (aşırı bilim kurgu ama güzel bilim kurgu)
sözlerimi (bkz: albert einstein)'ın en sevdiği türküyle bitirmek istiyorum:[ http://www.youtube.com/watch?v=fkgcdgzn7jm ]
kaynaklar için dark flow ile yazılmış herhangi bir makaleye,
through the wormhole 2x2'ye (yanılmıyorsam)
bu makaleye http://www.nasa.gov/…6main_apjletters_20oct2008.pdf
ve bu makaleye http://arstechnica.com/…s-cosmic-dark-flow-mystery/
ve son olarak (bkz: alexander kashlinsky)
bakabilirsiniz. bilimle kalın, hayal etmek iyidir.
-
bir sürü araştırma yap, sonrasında bunu bir sürü bilim adamına sun, üzerinde binlerce araştırma yapılsın ve aksi yönde yani çürütecek bir araştırma çıkmasın.
ama götten sivri zekanın biri gelip de bunu inanca bağlasın apzını yayarak "yeaa ben buna inanmıyorum, inanları da aptal buluyorum" desin. sokayım size afedersin... bilim la bu bi bebeye mi bakacak senin aptal bulmana. de get fikrin olmayan yerlerde ötme kalibresiz sıpa...
-
betül cansu
hiçbir şeyin olmadığı bir an düşünün. ne madde ne de enerji var. hatta boşluk bile yok. zaman henüz doğmamış. işte bu hiçlik anında, muazzam derecede yoğun, hiçbir yıldızın sıcaklığı ile kıyaslanamayacak kadar sıcak ve atomdan bile küçük bir noktadan evrenimiz doğdu. her şey büyük patlama ile başladı.
günümüzde büyük patlama teorisi genel kabul görmüş durumda. peki, bu teoriye yol açan faktörler neydi ve big bang yani büyük patlama’nın gerçek olduğu nasıl kanıtlandı? big bang yazı dizisinin ilki olan bu bölümde büyük patlama teorisinin yaklaşık bir asırlık gelişim sürecinden bahsedeceğim. ikinci yazımda ise zamanı geriye sarıp büyük patlama’nın ilk 1 saniyesine gideceğiz. maddenin hiçlikten nasıl meydana geldiğini izah etmeye çalışacağım. o halde başlayalım.
1929 yılına kadar evrenin statikçe sonsuz boyutta olduğu ve her zaman var olduğu düşünülüyordu. california’daki gözlem evinde edwin hubble’ın (andromeda gökadasını keşfederek evrende kendi galaksimiz samanyolu dışında da galaksiler olduğunu ortaya çıkardı. aynı zamanda hubble teleskobu adını edwin hubble’dan almaktadır.) en büyük keşfi ışık tayfından faydalanarak galaksilerin hızla bizden uzaklaştığını tespit etmesi oldu. görünür ışık dalga boyunun spektrumunun bir ucu maviyi diğer ucu kırmızıyı gösterir. maviden kırmızıya doğru gidildikçe dalga boyu genişler. galaksiler ne kadar uzaktaysa o kadar uzunlukta dalga boyu ışık gönderirler. eğer bir galaksi bizden uzaklaşıyorsa ışık dalgaları yayılır, uzar ve rengi maviden kırmızıya dönmeye başlar. buna kızıl değişim denir.
tüm galaksiler saatte yaklaşık 1,6 milyon kilometre yol alır. (1) edwin hubble’ın keşfi önemli bir hipotezin kurulmasını sağladı: galaksiler birbirinden uzaklaştıklarına göre bir zamanlar hepsi tek bir noktada toplanıyor olabilirdi. evren belirli bir noktadan dışarıya doğru genişliyordu. bu evrenin bir başlangıcı olduğuna dair ilk kanıttı. hubble’ın gözlemleri büyük patlama fikrini ortaya çıkardı.
uzayın ne kadar derinine bakarsak büyük patlamaya biraz daha yaklaşmış oluruz. milyarlarca ışık yılı uzaktaki yıldızların ışığı bize milyarlarca yılda ulaşır. gökyüzüne baktığımızda aslında birçok yıldızın ve galaksinin milyarlarca yıl önceki halini görürüz. bu çok uzak yıldızların dalgaları bize gelene kadar o kadar çok uzar ki artık radyo dalgalarına dönüşür. bu antik ışığı ancak teleskoplar ile görebiliriz.
new jersey’deki horn antenna radyo teleskobu tesadüfen büyük patlama ile ilgili büyük bir keşif yaptı. 1960’lı yıllarda bell telefon laboratuvarlarında arno penzias ve robert wilson samanyolu’ndaki gaz bulutlarını bularak radyo dalgalarını ölçüyorlardı. [1] fakat kullandıkları horn antenna’ya sürekli parazit karışıyordu. bu parazit sesinin nereden geldiğini başta anlayamadılar. sorunun radyo teleskobunun içine giren kuşlardan kaynaklandığını düşündüler. baştan aşağı her yeri temizlediler. fakat ses bir türlü gitmiyordu. üstelik anteni nereye çevirirlerse çevirsinler ses aynı şiddette gelmeye devam ediyordu ve her yerden algılanıyordu. böylece sesin kaynağını bulmaya çalıştılar. antenlerine vuran radyasyon o ana kadar saptanmış herhangi bir şeyden daha eskiydi ve çok uzaktan geliyordu. princeton üniversitesi’nde büyük patlamanın artçı sarsıntılarını araştıran bilim insanları ile bir araya geldiler ve yaptıkları araştırma sonucunda duydukları sesin aslında zamanın başlangıcının yankısı olduğunu anladılar. büyük patlama öyle güçlü ve öyle sıcaktı ki bu ısının kalıntılarına hala rastlanıyordu. sıcak ışık yayıldıkça ve soğudukça görünebilir bir ışık halini aldı. maviden kırmızıya döndü. sonra mikrodalgalar ve en sonunda da radyo dalgalarına dönüştü. buna kozmik mikrodalga arkaplan ışıması denir. bu zayıf elektromanyetik radyasyon sürekli olarak dünyaya ulaşır ve doğrudan büyük patlama anından kalmadır. büyük patlamanın en büyük kanıtı olarak gösterilen antik radyasyonun keşfi ile arno penzias ve robert wilson 1978 yılında nobel fizik ödülü'nü kazandılar.
dünya’ya ulaşan en eski elektromanyetik ışımanın sıcaklığı her yerden aynı ölçülüyordu. bu, evrenin ışık hızından çok daha büyük bir hızla genişlediğini gösterdi. evrenin ilk zamanlarını görebilmek için evrenin bir radyasyon haritasını çıkarmamız gerekecekti. 2001 yılında yörüngeye fırlatılan wmap uydusu (wilkonson mikrodalga anizotropi sondası) uzayı tarayarak evrenin ilk zamanlarından beri var olan ve tüm evreni saran radyasyonları ölçümledi. böylelikle evrenin bebeklik fotoğrafı ortaya çıktı. bu gökyüzü sıcaklık haritasında, daha sıcak (kırmızı) ve daha soğuk (mavi) bölgeler arasındaki sıcaklık değişiklikleri ancak derecenin binde biri kadardır.
kozmik mikrodalganın arkasındaki radyasyonun keşfi bilimin en büyük keşiflerinden biridir. bu sayede büyük patlama teorisi resmen ispatlandı. şimdi geri en önemli sorunun cevabını bulmak kalıyordu: madde nasıl oluştu?
(1) bu durum sadece galaksiler için mümkündür. günümüzde bu itmenin karanlık maddenin etkisiyle gerçekleştiği düşünülmektedir. bir galaksiyi oluşturan yıldızlar ve gezegenler arası çekim kuvveti hepsini bir arada tutar. itme kuvveti bu yıldız ve gezegenler kümesine yani galaksilere doğrudan etki eder. örneğin, dünya güneşin çekim gücü altında ve onun yörüngesinde seyir alır. güneş hareket etse dahi dünya güneşe çekim gücünden dolayı bağlı kalmaya devam eder.
yazar büyük patlama’nın bir saniyenin milyonda birinden daha az bir zamanı içinde, kâinat bir anda değişip bir atomdan birkaç milyar kat daha büyük hale geldi. sonra da bir beyzbol topu büyüklüğüne erişti. bu an içinde 13,7 milyar yılda olduğundan daha hızlı büyüdü. evrenin ilk anlarında enerjiden başka hiçbir şey yoktu. peki, saf enerji nasıl maddeye dönüştü?
saatler, dakikalar ve saniyeler günlük yaşamın temelini oluşturuyor. fakat büyük patlamadan sonra her şey 1 saniyeden daha kısa bir süre içinde gerçekleşti. bu zaman dilimini kavramak ve her dilimini analiz etmek oldukça zordur. bunun için bilim adamları, planck zamanı denilen yeni bir zaman ölçümü kullanırlar. bir planck zamanı 10-43 saniyedir. bu hayal edemeyeceğimiz kadar küçük bir zaman dilimidir. fakat bu planck zamanının ilk anında olanlar bundan sonraki 13,7 milyar yılın kaderini belirledi. bu büyük patlamanın ardından, doğanın dört temel kuvveti meydana geldi. bu kuvvetler etrafımızdaki her şeyin temelini oluşturur. yıldızların ve gezegenlerin oluşmasının nedeni kütle çekimidir. ay’ı ve gelgitleri kontrol eder ve bizi yeryüzünde tutar. elektromanyetizma şehirlerimizi aydınlatır ve tüm elektronik aletlerin çalışmasını sağlar. ayrıca zayıf ve güçlü olan iki nükleer kuvvet bedenimizi oluşturan en küçük parçacıkları birleştirir ve yıldızların yanmaya devam etmesini sağlar. büyük patlamadan sonra bu kuvvetler oluştuğu için biz hayattayız. onlar olmasaydı evren özelliksiz bir radyasyon bulutundan ibaret olurdu. planck zamanının ilk anında kütle çekimi, elektromanyetik ve nükleer kuvvetler henüz birbirinden ayrılmış değildi.
maddenin ortaya çıkışı bilim adamları için bir sırdı, ta ki 1905 yılına kadar. sonrasında albert einstein şu meşhur denklemi buldu: e= m*c2. einstein bize e (enerji)’nin ve m (kütle)’nin aynı şeyin farklı formları olduğunu gösterdi. kütle ve enerji birbirlerine dönüşebilirlerdi. bazı bilim adamları bu denklemi tarihin en ölümcül silahı olarak kullandı: atom bombasını. bu da evrenin oluşumundaki ilk anda neler olduğuna dair bir fikir verdi. nükleer bir patlamada maddenin parçacıkları devasa bir patlama yaratmak için birbirinden ayrılırlar. büyük patlamada ise tam tersi gerçekleşmişti. bu devasa enerji, maddeye dönüşmüştü. einstein’ın denklemi bir sonucu ortaya çıkardı. bebek evren büyüyüp soğudukça büyük patlamanın saf enerjisi de maddenin bizi oluşturan parçalarına dönüştü. fakat atomun oluşması ile ilgili büyük bir soru işareti vardı. maddenin ilk hali nasıldı ve nasıl oldu da atomu oluşturan proton ve nötronlar haline geldi. büyük patlamadan sonraki ilk anda maddenin aşırı sıcak yapı taşlarını görmenin tek bir yolu vardı. büyük patlamanın koşulları yeniden oluşturulmalıydı. bir yıldızın merkezindeki ısı on milyonlarca derece ile ölçülürken, büyük patlama trilyonlarca dereceyi ifade ediyordu. bu muazzam ısı ancak parçacık hızlandırıcıları sayesinde ortaya çıkarılabilirdi.
1995 yılına kadar yapılan hızlandırıcı deneyleri sayesinde proton ve nötronların yapı taşları ortaya çıkarıldı. kuark adı verilen bu parçacıklar takip edilemeyecek kadar hızlıdırlar. kuarklar hiçbir zaman tekli halde bulunmazlar. kuarkların meydana getirdiği yapılar hadron olarak isimlendirilir. kararlı yapıdaki hadronların en kararlıları proton ve nötrondur. fakat maddenin sırrını öğrenebilmek için kuark davranışları hakkında daha çok şey bilmek gerekiyordu.
proje 2000 yılında başladı. atom çekirdekleri çarpıştırıldı ve parçacıklardan karmaşık bir püskürme ortaya çıktı. verileri analiz etmek 5 yıl sürdü. sonuçlar şok edici nitelikteydi. atom çekirdeklerini çarpıştırdıklarında ortaya bir gaz çıkacağı düşünülüyordu; fakat açığa çıkan şey sıvıydı. buradan anlaşıldı ki madde kâinatta ilk kez ortaya çıktığında, kuarklar o kadar yoğun ve enerji doluydular ki evrenin tümü sıvı gibiydi. evren 1 sn’den çok daha kısa bir sürede enerji topundan bir kuark çorbasına dönüştü. sıvı evren, sıcak, yoğun ve şiddetliydi. sürekli karşılıklı etkileşimde olan küçük parçacıklarla doluydu. büyük patlamadan sonraki ilk saniyede evren maddenin yapı taşlarıyla doldu.
çevremizdeki her şey büyük patlamadan açığa çıkan enerjiden meydana geliyor. bu kadar çok maddeyi oluşturan evrenin nasıl meydana geldiği ise en büyük soru işaretlerinden biriydi. yine parçacık hızlandırıcı bu soruyu yanıtlayabilirdi. ilk an tekrar oluşturulduğunda eşit derecede iki madde oluştu: madde ve anti madde. biri etrafımızda gördüğümüz madde diğeri ise onun tam tersidir. bu iki madde birbirinin aynısı gibi görünür fakat tamamen zıt ve bir araya geldiklerinde birbirlerini yok eden iki maddedir. evrenin başlangıcında saniyenin milyonda birinde madde ve anti madde çarpışarak muazzam derecede bir enerji açığa çıkardı (kozmik arka plan ışını işte bu anti madde ve madde savaşından kalmadır). eğer bu yoğun madde sıvısı içinde madde ve anti madde birbirini nötrleseydi ortada hiçbir şey kalmazdı. sadece bu çarpışmalardan açığa çıkan radyasyon var olurdu ve hiçbir zaman madde oluşmazdı. şuan ise görünür evrende madde hâkimdir. peki, madde anti maddeyi nasıl yenmişti. bu bilimin en büyük gizemlerinden birisidir. başka bir yazıda bu durumla ilgili öne sürülen hipotezlerden bahsedeceğim. her nasıl olduysa bir şey maddenin galip gelmesine neden oldu ve geriye eskisinden çok daha az miktar bir madde kaldı ve evren bu maddeden meydana geldi. fakat bir şey bilmece daha vardı: maddenin yapı taşlarının nasıl oluştuğunu artık biliyorduk ama maddelerin nasıl kütle kazandığını bilmiyorduk. kâinattaki her şeye kütlesini veren şey neydi?
1964 yılında ingiltere’deki edinburgh üniversitesi’nde görevli fizikçi peter higgs sarsıcı bir teori ortaya attı. görünmeyen bir kuvvet alanının ilk anda evreni kaplayarak parçacıklara kütle kazandırdığını iddia etti. buna higgs alanı adı verildi. parçacıklar onunla iletişime girince kütle kazanıyordu. bilim adamları higgs alanını bir çamura benzettiler. bir arabayı elinizle kuvvet uygulayarak ittirebilirsiniz. fakat çamura batan bir arabayı hareket ettirmeniz çok daha zor olacaktır. bir cisim bu çamura ne kadar bulaşırsa o kadar kütle kazanacaktır. araştırmacılar, higgs alanının kendine has bir parçacık tarafından taşındığını düşünüyordu. sosyal medya buna tanrı parçacığı adını verdi. bilim insanları ise higgs bozonu olarak nitelendirdiler. matematik hesaplamaları tutuyordu. teorik olarak mümkündü. fakat hiçbir çarpıştırıcı higgs bozonu’nu ortaya çıkaracak kadar güçlü değildi. bunun üzerine bilim adamları isviçre, cenevre’de 12 ülkenin katılımıyla insanlık tarihinin en pahalı deneyini yapmak için kolları sıvadı.
dünyanın en büyük hadron çarpıştırıcısı ve higgs’i bulabilmek için en büyük şansımızdı. maliyeti 10 milyar dolara mal oldu ve yapımı 15 yıl sürdü. projede 7000 bilim insanı görev aldı. en son 13,7 milyar yıl önce meydana gelen koşulları küçük ölçekte yeniden yarattılar. yerin 90 metre altında 27 km uzunluğunda yuvarlak bir boru içinde saç telinden daha ince olan iki proton ışını neredeyse ışık hızına ulaşacak kadar hızlandırıldı. 300 trilyon proton borunun etrafında ters yönlere doğru dönerek devasa detektörlerin merkezinde defalarca çarpıştırıldı. her proton çarpışmasının gözlemlenmesi için saniyede 40 milyon kare fotoğraf çeken kameralar kuruldu. higgs bozonu, cern'de yapılan deneyler sonucunda 4 temmuz 2012’de keşfedildi ve 14 mart 2013’te keşif resmi olarak duyuruldu. [1] bu deney, belçikalı fizikçi françois englert ile ingiliz bilim adamı peter w. higgs'e nobel fizik ödülünü kazandırdı.
cern deneyi sayesinde yapbozun eksik parçasını da tamamlamış olduk. artık büyük patlama sonrasına dair çok şey biliyoruz. maddenin temel taşlarına kadar nasıl oluştuğunu, nasıl kütle kazandığını kavradık. geriye tek bir soru işareti kalıyor. büyük patlamadan öncesi var mıydı? günümüzde buna yönelik birçok hipotez mevcut. paralel evrenler bu hipotezlerin başında geliyor. matematiksel olarak mümkün ve diğer birçok teori tarafından destekleniyor. (sicim teorisi, karanlık madde teorisi vs.) görüldüğü gibi big bang’den kuarkların varlığına kadar tüm muazzam buluşlar zamanında birer hipotezden (varsayım) ibaretti. henüz güneş sisteminin dışına bile çıkamamışken evrenin doğuşunu keşfettik ve evrenin 13,7 milyarlık tarihini okuduk. hiç şüphe yok ki bilim en zor soruların yanıtı vermeye devam edecektir.
kaynaklar
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/cern
http://www.space.com/25126-big-bang-theory.html
http://en.wikipedia.org/wiki/big_bang
http://science.nasa.gov/…what-powered-the-big-bang/
http://home.web.cern.ch/about/experiments
the most ımportant second ever, bigbang , (national geographic- documentary)
2 bölüme ait görseller için: http://www.fizikist.com/big-bang-2/
-
big bang teorisi aslında 1842'de christian doppler tarafından doppler etkisi'nin insanlığa tanıtılmasıyla maddeleşir denebilir. evrendeki diğer galaksilerin bizden (bkz: samanyolu) uzaklaştığının/ bize yaklaştığının kanıtı olan doppler etkisi, günlük hayatta kaldırımda bir arabanın yanımızdan geçerken çıkarttığı sesle bile gözlemlenebilir (arabanın sesi yanımızdan geçerken iyice yüksek bir frekans alır ve geçip gittiğinde ses kalınlaşarak alçalır. hatta hatta günümüzde bu etki polis arabaları tarafından hız radarlarında kullanılmaktadır. wikipedia linkinde oldukça açıklayıcı görselleri bulunmaktadır).
doppler etkisi'ne göre uzayda bizden uzaklaşan bir yıldız renk spektrumunda kırmızı uca doğru kayacaktır (bkz: kırmızıya kayma) (bu fenomen elektromanyetik ışımanın dalga uzunluğunun artmasıyla oluşur), yaklaşanlar ise mavi uca doğru kayacaktır (bkz: maviye kayma).
1920'lerde fark edilen bu renk kaymaları, (hubble uzay teleskobu'na adını veren) edwin hubble tarafından yıllar boyu kataloglanmıştır ve hubble (beklenenin tersine) gökyüzündeki neredeyse tüm cisimlerin hızla bizden uzaklaştığını ve kırmızıya kaymış olduğunu keşfetmiştir (az da olsa maviye kaymış olan da vardır). 1929 tarihli kitabında ise kendisi bu kırmızıya kayma olayının dev galaksi kümelerinde bile rastgele olmadığını, kırmızıya kayma oranının o galaksinin bizden uzaklığıyla orantılı olduğunu söylemiştir. ve evreni incelemelerimizde kırmızı rengin asla sabit olmadığı da göz önünde bulundurulursa bu da evrenin statik olmadığını, her an her yere genişlediğini açıklar. yani galaksiler arası uzaklık her an değişmektedir.
hubble'ın bu buluşları zamanda big bang denebilecek olan bir nokta olduğunu önerdi. bu noktada her şey (zaman/mekan) sonsuz küçüklük ve yoğunluktaydı. bu durumda yaşadığımız, gördüğümüz, algıladığımız (yani evrendeki her şey) bu noktada birdi. ve bu nokta patladığında şu anda halen yaşanan evrenin genleşmesi olayına şahit olduk.
big bang teorisinin getirdiği bir düşünce de (stephen hawking'in sık sık belirttiği gibi), bu her şeyin tek olduğu noktanın var olmasının bilinen tanrı normlarıyla çelişmesidir. mantıken her şeyin bir olduğu bir noktanın zaman içinde geçmişi önemsizdir; geçmiş olaylar bu sonsuz tekliği etkileyemez ve tüm gelecek öngörüleri bu yüzden imkansızdır (bilimsel açıdan geçmiş/gelecek ışık konisi tanımları için buyrunuz ). burada tabii ki tanrı evreni big bang sırasında yarattı demek mümkün, fakat evren big bang'dan önce yaratıldı demek anlamsız olacaktır. yani stephen hawking'in terimiyle :
"genişleyen bir evren, bir yaratıcı olmasını engellemez, fakat yaratıcının işini yaptığı zaman dilimini kesinlikle sınırlıyor!"
-
olay patladıktan sonra parçacıklar, yıldızlar mıldızlar rüzgarla etrafa saçılmış ve dünyamız avantajlı bir noktayı parsellemiştir. hadi yine iyiyiz, yoksa varolmayacaktık.
-
el kaide ustlenmis.
-
büyük patlamanın 10 büyük sırrı
yıllardır süren tartışmalar, hatta iddialar sonuca ulaştı. medyatik parçacık hıggs bozonu, çok bilinen adıyla ‘tanrı parçacığı’ keşfedildi. peki bu ne anlama geliyor? bütün gizemler çözüldü mü? elbette hayır. bilim dünyasının önünde birbirinden büyük soru işaretleri duruyor. evren ortaya çıktığında saatler sıfırı değil de, 10-43 saniyeyi mi gösteriyordu? içinde yaşadığımız evren, sonsuz sayıdaki evrenlerden sadece biri mi? her şey, ‘büyük patlama’yla değil de ‘büyük dalga’yla mı ortaya çıktı? paralel evrenler var mı?
doç.dr. kerem cankoçak/itü fizik mühendisliği bölümü
1.
maddenin temel yapıtaşlarının neden kütleleri var? ve neden bu kütleler birbirinden bu kadar farklı?
çevremizde gördüğümüz her şey, giderek küçülen parçalar zincirinden oluşuyor; hava, su, ateş ve toprak, atomlardan; atomlar, çekirdek ile elektronlardan; çekirdek, nötron ve protonlardan; atom çekirdegindeki proton ve nötronlar da temel parçacık olan kuarklardan meydana geliyor. bozonlar ise bütün bunların temel etkileşimlerinin kuvvet taşıyıcıları. birbirlerine ağır bir top atan iki insan düşünelim. top bir insana çarptığında onu geriletiyor. bozonlar bu top gibi, ama iki yönde de çalışıyor, parçacıkları birbirlerine çekiyor veya itiyor. örneğin, bildiğimiz ışık yani foton, bir bozon. çünkü elektromanyetik kuvvetin, kuvvet taşıyıcısı.
günümüz fiziğinde parçacıklar ise, alanların kaynağı. bir parçacık diğerinin alanını hissettiğinde etkileşme meydana geliyor. evrendeki her temel etkileşim kuvveti için bir alan var. öte yandan, enerjiye sahip her parçacık, bir kütleçekim alanı oluşturuyor. standart model’de parçacıklar, bir higgs alanı ile etkileşerek kütle sahibi oluyor. ama örneğin ışık yani foton ve gluonlar (kuarklar arasındaki güçlü etkileşimi sağlayan temel parçacıklar) higgs alanı ile etkileşmiyor, dolayısıyla kütlesiz kalıyor. w ve z bozonları (elektrozayıf etkileşimi sağlayan temel parçacıklar) ise higgs’le etkileşerek, bir anlamda higgs’in ‘ağdalılığı’ içinde kütle kazanıyorlar. tıpkı suya girdiğimizde hareketlerimizin ağırlaşması gibi, parçacıklar da higgs alanı içinde ağırlaşıp, kütle ediniyor. bu teorinin doğrulanması için higgs alanı, bir ekstra bozonun var olmasını gerektiriyordu. işte 4 temmuz’da cern'de keşfedilen bozon, çok büyük bir ihtimalle bu higgs bozonu.
ancak bu keşif, konuyla ilgili tüm soruları yanıtlamıyor. zira higgs bozonunun keşfi tam olarak, farklı maddeleri oluşturan temel parçacıkların neden birbirlerinden bu kadar farklı kütlelere sahip olduklarını açıklamıyor.
ayrıca higgs parçacığının kuantum düzeltmelerinden kaynaklanan bir sorunu daha var. bu düzeltmeler yüzünden, higgs bozonunun kütlesi astronomik değerlere çıkıyor. doğallık sorunu denen bu problemin olası çözümlerinden biri, higgs parçacığının başka birtakım parçacıklarla (örneğin süpersimetriden gelen süpereşlerle) kararlı hale getirilmesi. cern'deki lhc deneylerinin önümüzdeki yıllarda ele alacağı temel sorunlardan biri bu.
2.
her şey büyük patlama ile mi başladı?
içinde yaşadığımız evren sürekli genişliyor, dolayısıyla çok uzun bir zaman önce (tam olarak 13.7 milyar yıl önce) çok küçük bir noktadaydı (bir atomdan daha küçüktü). yapılan hesaplamalar, sıfır zamandan sonraki saniyenin 10 binde birinde, bugün gördüğümüz evrenin tüm içeriğinin atom çekirdeği yoğunluğunda sıcak bir madde yığınına sıkıştığını gösteriyor. ama bu noktada, şimdiki fizik kuramlarımız işlemez oluyor. henüz daha geriye giden, tutarlı ve diğer her şeyi açıklayan bir kuram çıkmadı ortaya. yani günümüz fiziği ‘başlangıcı’ açıklayamıyor. çok sayıda kuram var elbette. örneğin sicim kuramlarına dayanan bir kuantum kütleçekim kuramı ispatlanabilirse, zamanın doğuşundaki tekillik sorunu çözülebilir. çünkü kuantum fiziği bize, zamanın diğer her şey gibi öbekli olduğunu söylüyor. peki bu ne demek? bu, zamanın bölünemeyen en küçük olası bir birimi var, anlamına geliyor. elbette bu temel zaman birimi çok küçük: 10-43 saniye; ama bu sıfır değil. dolayısıyla bu, herhangi bir tatmin edici kuantum kütleçekim teorisinin bize, evrenin sıfır zamanda sonsuz yoğunluktaki bir tekillikten değil, çok yüksek bir yoğunluk durumunda, 10-43 saniye yaşıyla başladığını söyleyeceği anlamına geliyor.
3.
evrenin başlangıcındaki enerji nereden geliyor?
einstein’ın 1905’de ortaya koyduğu özel görelilik kuramına göre e=mc2 (enerji eşittir kütle çarpı ışık hızının karesi) ile uyumlu olarak enerji madde, parçacık ve alanlar arasında değiş tokuş yapabilir. alanda yeteri kadar uygun enerji varsa, kendini bir çift parçacığa dönüştürebilir (bir parçacık ve onun karşı-parçacığına) ve bu varlıklar, enerjileri başka bir çeşit alan enerjisine dönüştükçe, yok olarak etkileşebilirler. kuantum belirsizliği, elektron gibi bir nesnenin kesin bir enerjiye sahip olmasının imkânsız olduğunu söylüyor; ne kadar enerji taşıdığı hakkında hep biraz belirsizlik var. ama kuantum belirsizliği, bize aynı zamanda, boş uzayın enerjisinin bile kesin bir değere sahip olmasının imkânsız olduğunu söylüyor. oysa sıfır, kesin bir değer. kuantum fiziğine göre, boş uzay, yani vakum olarak düşündüğümüz şey, aslında bu şekilde oluşmuş kısa ömürlü varlıkların kaynaştığı bir alan. bu varlıklar, sadece teorik bir tahmin değil. elek-tron gibi gerçek yüklü parçacıklar etrafındaki bu ‘sanal’ parçacık bulutunun varlığı, elektrik ve manyetik güçlerin ölçülen kuvvetini açıklamakta önem taşıyor. zira durum böyleyse, belki de evren bir kuantum dalgalanmasından başka bir şey değil. üstelik evrenin toplam enerjisi de sıfırdır: yani negatif kütleçekim, maddenin pozitif enerjisine eşittir. dolayısıyla başlangıçta büyük bir enerji patlaması olmamış, bir kuantum dalgalanması olmuştur. ancak henüz büyük patlama’daki tekillikte ne olduğunu açıklayan bir teori yok, sadece bir tekilliğin yakınında ne olacağını söyleyen teori var.
4.
evrende neden madde var?
evren henüz bir saniye yaşında bile değilken, eşit miktarda madde ve karşı-madde içeriyordu. karşı madde aslında maddenin özdeşi; tek bir farkla: zıt kuantum sayısına sahip. örneğin elektron eksi elektrik yüküne sahipken, karşı-elektron (pozitron) artı elektrik yüklü. evren hızla soğudukça, madde ile karşı-madde arasındaki simetri bozuldu. denge kayboldu. elektronlar, pozitronlar, fotonlar, nötrinolar ve karşı-nötrinolardan oluşan başlangıç anındaki çorbanın sıcaklığı yüz milyar dereceyken, bu yüksek sıcaklıklarda parçacıkların karşılıklı etkileşimde bulunmaları, sürekli bir yaratılış ve yok ediliş süreciydi. bu yüksek sıcaklıkta, bir elektron ve pozitronun fotonlar şeklinde yok olması, fotonların, elektron-pozitron çifti yaratmak üzere çarpışması kadar olasıydı. ancak bu başlangıç anı çorbasında, fotonların sayısının milyarda biri kadar küçük bir oranında proton ve nötron kirliliği vardı. çorbadaki bu küçük öbekten, tüm galaksiler ve yıldızlar ve nihayet gezegenimiz ortaya çıktı. ilk üç dakika geçtikten sonra, evrenin sıcaklığı, küçük proton ve nötron kirliliğinin çekirdek halinde birleşmesine yetecek kadar düştü. maddenin evrimindeki temel ilke, simetrinin kırılmasıdır. tamamen simetrik bir evrende, atomların ortaya çıkması, yıldızların, galaksilerin oluşması imkânsızdır. bu süreç de zamanın başlangıcında, evrenin ilk nano saniyelerinde meydana gelmiştir. işte cern'deki lhc deneyleri, bu mekanizmanın nasıl gerçekleştiğini keşfetmeyi amaçlıyor.
5.
evreni özel yapan nedir? evrenin parametreleri nasıl ayarlanmış?
evrenimizi yaşam için uygun bir ev haline getiren doğa yasaları, nasıl olup da birtakım kozmik rastlantılarla belirlenmiş olabilir? bu kozmik rastlantıların araştırılması, bazen “antropik (insan merkezli) kozmoloji” olarak anılır; çünkü var oluşumuz, rastlantıların var oluşuna dayanır. modern kozmolojinin gizemlerinden biri olan bu soruya verilecek iki cevap var: ilki, insan merkezli ilke dediğimiz kestirmeci yaklaşım, diğeri ise ‘çoklu evrenler’. antropik ilkeye göre, evren başka türlü oluşsaydı zaten bu soruları soramazdık, çünkü var olmazdık. ancak bu açıklamadan tatmin olmayan fizikçiler yeni kuramlar geliştirdi. bu kuramlara göre, içinde yaşadığımız evren, sonsuz sayıdaki evrenlerden sadece biri. dokuzuncu soruda biraz daha açıklayacağımız bu kuram hakkında en ayrıntılı ve kapsamlı bilgiler john gribbin'in çoklu evrenler (alfa bilim dizisi) kitabında yer alıyor.
6.
‘kara madde’ nedir?
gözlemlenebilir evrende yapılan ölçümler, galaksilerin hesaplanabilen maddeden daha fazla maddenin çekim etkisi yüzünden çok hızlı döndüklerini ortaya çıkardı. kaynağını bilmediğimiz bu maddeye, “kara madde” adını veriyoruz. evrendeki maddenin yüzde 23’ünü oluşturduğu hesaplanan bu etkinin, ‘madde’ olduğunu biliyoruz, çünkü galaksileri döndüren bir kütleçekim kuvveti var. şimdi cern'deki lhc deneylerinde, süpersimetrik parçacıklar keşfedilmeye çalışılıyor. bulunurlarsa, kara maddenin kaynağı açıklanabilecek.
7.
‘kara enerji’ nedir?
1990'ların sonunda yapılan ölçümler gösterdi ki, itici bir ‘kara enerji’ sayesinde evren hızlanarak genişliyor. aslında evrenin enerji yoğunluğunun, kaynağını bilemediğimiz, ama ölçebildiğimiz kara madde (yüzde 23) ve kara enerjinin (yüzde 73) dışında kalıp da tanımlayabildiğimiz kısmı, yüzde 4 kadar. bütün bu kozmolojik verileri tutarlılık içinde açıklayabilen çeşitli fizik modelleri var, ancak bunlar henüz test edilmemiş durumda.
8.
‘her şeyin teorisi’ mümkün mü?
fizikçiler bugün evrende bulduğumuz tüm kuvvetlerin, yani kütleçekim, elektromanyetizma ve sadece çekirdek ile onun altı ölçekte işleyen iki kuvvetin (‘yeğin’ ve ‘zayıf’ olarak isimlendirilen); çok yüksek enerjilerde işleyen tek bir süper güçten ayrılmış olduğu konusunda hemfikir. ancak en büyük sorun, kütleçekimini, diğerleri ile aynı matematiksel pakete yerleştirmek. bu yüzden kuantum kütleçekimi, bugün araştırma dünyasının güncel bir konusu. bu gerçekleşirse, ‘büyük patlama’ anındaki tekilliklerden kurtulmak mümkün olacak ve evrendeki tüm kuvvet ve parçacıklar, ‘her şeyin teorisi’nde tek bir denklem dizisinde tanımlanabilecek. ‘her şeyin teorisi’ne en yakın aday ‘sicim teorisi’; ya da onun modern versiyonu olan ‘m-teori’. bu kuram, elektron gibi temel varlıkları matematiksel noktalar olarak kabul etmek yerine, onları sıradan ‘sicim’ ismiyle adlandırılmış titreşen bir şeyin döngüleri olarak ele alıyor.
9.
paralel evrenler nedir?
kuantum fiziği, cep telefonlarından dna’ya her şeyin nasıl çalıştığını açıklayabilse de, gerçekte neden böyle olduğunun cevabını veremiyor. buradaki temel gizem de, bir elektronun iki delikten aynı anda geçmesi (diğer bir deyişle schrödinger’in kedisi) paradoksu. hangi delikten geçtiğine baktığınızda, elektronlar ekranda girişim deseni oluşturmuyor, belli bir duruma ‘çöküyorlar’. kopenhag yorumuna göre, elektron gibi kuantum varlıklarının siz onlara bakmıyorken ne yaptıklarını sormak anlamsız. ancak kuantum fiziğinin tek yorumu bu değil. 1957 yılında hugh everett ile başlayıp, bryce dewitt ile devam eden ve en son david deutsch’un toparladığı bir diğer yoruma göre, elektronun nerede olduğuna baktığınızda, dalga fonksiyonu çökmez ama gözlemci de dâhil tüm evren bölünür. üst üste binme durumları aslında ‘çoklu evrenler’dir. bu kuramın (bir kez daha gribbin’in ‘çoklu evrenler’ kitabını öneririm) birçok çeşitlemesi var. ‘çoklu evrenler’de özel bir evren olmadığı gibi, tek bir çoklu evren modeli de yok. belki de her bir karadelik başka bir evrene olan bağlantı.
10.
evrenin sonu nasıl olacak?
günümüzde parçacık fiziğinin ve kozmolojik araştırmaların temel uğraş alanlarından biri de kara madde ve kara enerji kaynaklarını belirleyebilmek ve tutarlı bir kuramsal model çerçevesinde bunların birbirlerine oranlarını hesaplamak. kara madde ile kara enerjinin birbirlerine oranları, aynı zamanda evrenin gelecekteki tarihi hakkında da bilgi veriyor. kara enerji baskın olursa, evren ‘büyük parçalanma’ ile son bulacak; kara madde daha yüksek oranda çıkarsa, evren kendi içine çökecek. son olarak bunların oranı birbirini dengeleyecek şekilde çıkarsa, evren, ‘düz evren’ olarak adlandırılan bir süreçte, günümüzdeki gibi hızlanmaya devam edecek.
kaynakça
john gribbin, çoklu evrenler, alfa yayınevi bilim dizisi, çev: emin karabal, 2012
k. ford, 101 soruda kuantum, alfa yayınevi bilim dizisi, çev: barış gönülşen, 2012
gerard't hooft, maddenin son yapıtaşları, tübitak yay.
david ve richard garfinkle, üç adımda evren, alfa yayınevi bilim-felsefe
dizisi, çev: deniz guliyeva, 2012
brian greene, evrenin zerafeti, tübitak yay., çev: ebru kılıç, 2011
-
4 boyutlu bir evrendeki yıldızın çöküp dev bir kara deliğe dönüşmesinin ardından bizim şu anda içinde bulunduğumuz evrenin doğduğu yeni oluşturulan kuramlardan biri. evet, tüm evren olarak bir kara deliğin olay ufkundayız.
http://www.perimeterinstitute.ca/…le-birth-universe
diğer kuramlardan biri ise bundan daha da güzel. buna göre milyarlarca yıl sonra andromeda ile çarpışacak olan samanyolu galaksisinin kara deliği ile andromeda'nınki birleştiğinde ölçülmesi imkansız enerjiler üretip yeni bir galaktik çekirdek oluşturacak. şu anda evrenimizi yaratan şeyin de böyle bir çekirdeğin patlaması olduğu düşünülüyor, yani big bang denen oluşumun aslında zaman içinde hep tekrarlandığı ve yeni evrenler yarattığı. böylelikle paralel evrenler ve boyutlara da göz kırpılıyor.
-