Big Bang Büyük Patlama Kuramı

YILDIZLARIN VE GALAKSİLERİN OLUŞUMU

41 YILDIZLARIN OLUŞUMU

Büyük Patlamadan yüz saniye sonra, sıcaklık 100 milyon dereceye düştüğünde, ilk kez protonlar ve nötronlar en basit elementler olan döteryumun, helyumun ve lityumun izlerini (izotoplarını) oluşturmak için bir araya gelebildiler Teori, tüm maddenin % 24 ünün helyum içerisine dönüştüğünü öngörmektedir ve bu, büyük patlama teorisi için bir zaferdir Çünkü bu miktarda helyumdan daha az bir miktar, Gökadamız veya diğer gökadalardaki bir gaz bulutunda bulunamamıştır Ayrıca döteryum ve lityumun gözlenen bollukları, teori ile çok iyi bir şekilde uyuşmaktadır Bu gaz bulutlarının kimyasal bileşimi, bunların az da olsa kimyasal bir karışıma uğramadıklarını, bugün bile başlangıçtaki (ilkel) bileşimi yansıttıklarını bize söylemektedir Kozmolojide hafif elementlerin bollukları, ilk kez Bern üniversitesinde ortaya çıkarılmış olup, bugün halen Bern'deki ISSI'de (Uluslararası Uzay Bilim Enstitüsü) önemli bir araştırma konusu oluşturmaktadır

Hafif elementlerin "ilkel çekirdek sentezi", bir soruyu ortaya çıkarıyor Neden tüm madde helyum içerisine dönüşmedi? Eğer tüm madde helyuma dönüşse idi, daha sonra oluşan yıldızlar (içerisinde hidrojeni helyuma dönüştürdüklerinden dolayı parıldarlar) daki tüm yakıt, başlangıçta biteceğinden, gökyüzü karanlık kalır ve yaşam olanaksız hale gelirdi Hidrojenin çoğunun ayakta kalmasının nedeni, nötronun protondan % 14 kadar daha kütleli olmasıdır Böylelikle, bir nötron yaratmak için daha çok enerji gerekir Halbuki, çok az sayıda veya tükendiklerinden dolayı, helyum üretimi durmuştur Yaşamın, bir kez daha ince bir tehdit üzerinde asılı kaldığını anlıyoruz Bu tehdit, nötron ve proton arasındaki küçük kütle farkıdır

İlk aşamalarında evrenin, çok basit ve termodinamik dengede olduğu söyleniyor Bu şu anlama geliyor, evren her yerde aynı idi Bugün genişleyen evrenin soğuduğunu ve seyreldiğini ifade ediyoruz Bugüne kadar da bunun tersi olmadı

Ters olan şey, evrenin yapıları oluşturmasıdır Tesadüfen diğerlerinden çok daha fazla madde içeren bölgeler oluştu Bu yoğun bölgelerde, çekim genişlemeyi bölgesel olarak yavaşlattı ve hatta genişlemeyi büzülmeye doğru yöneltti Hidrojen ve helyumdan ibaret dev, büzülen bulutlar oluştu ve bunlar daha küçük büzülen bulutlar içerisine parçalandı Bu parçalar daha sonraları bugün gördüğümüz gökadalara doğru evrimleştiler Gökadalar büzülmeleri süresince döndüler ve dönmeleri, bunları daha fazla miktarda çökmelerine engel oluşturdu

Bununla beraber, binlerce güneş kütlelerine sahip tek tek bulut etkileşmeleri büzülmeye devam edebildi ve yıldızları oluşturabildi Yıldızların oluşumu, gökadalarda devam etmekte olan bir süreçtir Bu süreçte, gaz tamamen kullanılıncaya kadar yeni yıldızlar sürekli olarak doğmakta, yaşlanmakta ve ölmektedirler Gökadaların bazıları gaz depolarını tamamen tükettiler Bizim Gökadamızda ise, uzun zamandır yıldızlar oluşmakta ve bu süreç devam etmektedir

Büzülen bir yıldızın içerisi, sıcaklık bir kaç milyon dereceye ulaştığında ısınır Bu anda, bir hidrojen bombası ateşlenir ve hidrojen, helyuma dönüşür Bu işlevin sonucunda, büyük miktarda bir enerji salıverilir Bu enerji yıldızın daha fazla büzülmesini engeller ve yıldızın parlamasına olanak sağlar Böyle bir durumda Güneş'teki bu enerji, tüm yaşamın temelini oluşturur

Küçük kütleli yıldızlar, tüm hidrojenlerini helyuma dönüştürdüklerinde, "Beyaz Cüce"ler olarak ölürler Daha büyük kütleli yıldızlar, helyumu, karbon, oksijen ve demire doğru daha kompleks elementlere yakarlar Daha ağır elementlerin üretimi ile enerji salıverilmez, daha ziyade enerji gerekir Bu enerji, büyük kütleli yıldızlar dev bir süpernova patlaması ile öldükleri zaman ortaya çıkar Bir astronom, parmağımızdaki altının bir süpernova patlaması ile üretildiğini söylediğinde bu bize şaşırtıcı gelebilir

Evet, evrendeki özelde Dünya üzerindeki tüm kimyasal elementler yıldızlarda üretilmiştir Yıldızlar öldükleri zaman, kütlelerinin bir kısmını Gezegenimsi Nebula (bulutsu) olarak sakin bir şekilde veya bir süpernova olarak, patlamalı bir şekilde uzaya atarlar

Böyle bir süreçte kimyasal olarak işlenmiş materyal, yıldızlararası ortama geri döner Yeni oluşan yıldızlara bu şekilde, karbon, oksijen ve demir gibi elementler bulaşırlar Güneş sistemimiz 46 Gigayıl önce oluştuğu zaman, 92 elementin hepsi zaten mevcut idi Başka bir ifade ile, büyük kütleli kimyasal olarak ürün veren yıldızlar kısa ömürlü oldukları için, elementlerin çoğunluğu, Güneş sisteminin kendisi yıldızlararası gazdan itibaren oluşmadan uzun süre önce orada bulunmakta idi Dünya üzerindeki kimyasal değişkenliğin olmasının nedeni de, önceki yıldız nesillerinin ilkel hidrojen ve helyum dışında tüm elementleri oluşturmasından dolayıdır Bu durumda şunu söyleyebiliriz: biz insanlar, yıldızlararası maddeden oluşmaktayız

Bu öykünün en karışık tarafı, yapıların (gökadaların ve yıldızların) oluşumunun bu kadar hızlı sürmesidir Gökadamızdaki en yaşlı yıldızlar 12 Gigayıl yaşındadır Bir başka ifade ile, büyük patlamadan 2 Gigayıl sonra oluştular Tüm maddenin yarısının protonlar ve nötronlar halinde olmayıp, "eksotik" halde oldukları kabul edilmedikçe, bilgisayar modelleri bu kadar kısa aralıklarda yapıları oluşturmakta başarısız kalır

Karanlık madde olarak adlandırılan bu yapılar, bilinmeyen özelliklere sahip parçacıklardan ibarettir Ne var ki, karanlık madde, yapı oluşumunu açıklamada kaçınılmaz olarak gereklidir Bu anlaşılması zor madde biçimini tespit etmek için, bugünlerde büyük çabalar harcanmaktadır Bununla birlikte, hayal edebildiğimiz evrende, karanlık madde dışında bilemediğimiz daha başka şeyler olabilir