Evrenin Genişlemesi ve Big Bang

Evrenin Genişlemesi ve Big Bang

Genişleyen Evren

Büyük Patlama, tartışılsa da, günümüzde içinde bulunduğumuz evrenin ortaya çıkışını en iyi açıklayan kuram Büyük Patlama kuramının temelleri, 1917 yılında, Einstein'in Genel Görelilik Kuramı'nın bir sonucu olarak ortaya çıktı 1929'da, Edwin Hubble'ın, tüm gökadaların bizden uzaklaşmakta olduğunu keşfetmesi, evrenin genişlemekte olduğunu gösterdi Evren, genel görelilik kuramının öne sürdüğü gibi genişliyordu Hubble'ın gözlemleri, Samanyolu dışındaki gökadaların, bize uzaklığıyla doğru orantılı olarak bizden uzaklaştıklarını gösterdi Bu, mayalanmış bir ekmeğin kabarırken, tüm moleküllerinin birbirinden uzaklaşmasına benzer bir durum Ekmeğin her yeri, birim zaman içinde aynı miktarda genişlerken, iki molekül, birbirine ne kadar uzaksa birbirlerinden uzaklaşma hızları da o kadar yüksektir Evrenin genişliyor oluşu, onun geçmişte sonsuz küçüklükte bir noktadan ortaya çıktığını düşündürüyor İşte bu kuram Büyük Patlama kuramı olarak biliniyor

Evrenin Genişlemesi

Friedmann'in çözümünün önemini ilk fark eden kisi Belçikali astronom Georges Lemaitre oldu Lemaitre, bu çözümlere dayanarak evrenin bir baslangici oldugunu ve bu baslangiçtan itibaren sürekli genisledigini öngördü Ayrica, bu baslangiç anindan arta kalan radyasyonun da saptanabilecegini belirtti

Bu bilim adamlarinin teorik hesaplamalari o zaman çok ilgi çekmemisti Ancak 1929 yilinda gelen gözlemsel bir delil, bilim dünyasinda büyük yanki uyandirdi O yil California Mount Wilson gözlemevinde, Amerikali astronom Edwin Hubble astronomi tarihinin en büyük kesiflerinden birini yapti Hubble, kullandigi dev teleskopla gökyüzünü incelerken, yildizlarin uzakliklarina bagli olarak kizil renge dogru kayan bir isik yaydiklarini saptadi Bu bulus, o zamana kadar kabul gören evren anlayisini temelden sarsiyordu

Çünkü bilinen fizik kurallarina göre, gözlemin yapyldigi noktaya dogru hareket eden isiklarin tayfi mor yöne dogru, gözlemin yapıldigi noktadan uzaklasan isiklarin tayfyida kizil yöne dogru kayar (Gözlemciden uzaklasmakta olan bir trenin düdük sesinin gittikçe incelmesi gibi) Hubble'in gözlemi ise, bu kanuna göre, gökcisimlerinin bizden uzaklasmakta olduklarini gösteriyordu Hubble, çok geçmeden çok önemli bir seyi daha buldu; yildizlar ve galaksiler sadece bizden degil, birbirlerinden de uzaklasiyorlardi Her seyin birbirinden uzaklastigi bir evren karsisinda varilabilecek tek sonuç ise, "evrenin genislemekte" olduguydu

Evrenin Genişlemesi ve Big Bang

20 yy ile birlikte astronomi alanında çok büyük gelişmeler yaşanmaya başlandı İlk olarak 1922 yılında Rus fizikçi Alexandre Friedmann evrenin durağan bir yapıya sahip olmadığını keşfetti Einstein'in genel görecelik kuramından yola çıkan Friedmann, en ufak bir etkileşimin evrenin genişlemesine veya büzüşmesine yol açacağını hesapladı Belçika'nın en ünlü gök bilimcilerinden Georges Lemaitre ise bu hesabın önemini fark eden ilk kişi oldu Onun bu hesaplamalardan yaptığı çıkarım, evrenin bir başlangıcı olduğu ve bu başlangıçtan itibaren sürekli genişlediğiydi

Lemaitre'in söylediği çok önemli bir şey daha vardı: Ona göre bu başlangıç anındaki patlamadan arta kalan bir radyasyon olmalıydı ve bu saptanabilirdi Lemaitre ilk başlarda bilimsel çevrelerde çok büyük destek bulmayan bu açıklamalarının doğruluğundan emindi Zaten evrenin genişlediğine dair başka kanıtlar da birer birer ortaya çıkıyordu Bu sıralarda Edwin Hubble isimli Amerikalı astronom kullandığı dev teleskopla gökyüzünü incelerken yıldızların, uzaklıklarına bağlı olarak kızıl renge doğru kayan bir ışık yaydıklarını saptadı Hubble, California Mount Wilson gözlem evinde yaptığı bu buluşuyla sabit durum teorisini ortaya atan ve yıllardır savunan tüm bilim adamlarına da meydan okuyor, mevcut evren anlayışını temelden sarsıyordu

Hubble'ın bu tespiti, gözlemin yapıldığı noktaya doğru hareket eden ışıkların tayfının mor yöne doğru, gözlemin yapıldığı noktadan uzaklaşan ışıkların tayfının da kızıl yöne doğru kaydığı fiziksel gerçeğine dayanıyordu Yani California Mount Wilson gözlem evinden izlenen gök cisimleri dünyamızdan uzaklaşmaktaydılar Bu gözlemlerin devamı yıldız ve galaksilerin sadece bizden değil, birbirlerinden de uzaklaştıklarını ortaya koyuyordu Tüm bu gök cisimlerinin birbirlerinden uzaklaşmaları evrenin genişlemekte olduğunu bir kez daha kanıtlıyordu Bu gelişmelerle ilgili ilginç bir saptamayı David Filkin'in "Stephen Hawking's Universe" isimli kitabından aktaralım:

"… Lemaitre iki yıla kalmadan ummaya cesaret edemediği bir haber aldı Hubble galaksilerden gelen ışığın kızıla doğru kaydıklarını gözlemlemişti ve Doppler etkisine göre bu evrenin genişlediği demekti Artık yalnızca bir zaman sorunuydu Einstein zaten Hubble'ın çalışmalarıyla ilgileniyordu ve Mount Wilson Gözlem evinde kendisini ziyaret etmek niyetindeydi Lemaitre de aynı sıralarda California Teknoloji Enstitüsü'nde bir konferans vermeyi ayarladı ve Einstein ile Hubble'ı birlikte bir köşeye sıkıştırmayı başardı Kendisinin "ilk atom" kuramını adım adım anlatarak tüm evrenin "dünü olmayan bir günde" yaratıldığını söyledi

Gereken bütün matematik hesaplarını yapmıştı Lemaitre sözünü bitirdiğinde kulaklarına inanamadı Einstein ayağa kalkmış ve o anda duyduklarının "o güne kadar dinlediği en güzel ve en tatmin edici yorum" olduğunu bildirmiş" ve "kozmolojik sabiti yaratmanın yaşamının en büyük hatası olduğunu" itiraf etmişti

İşte dünyanın gelmiş geçmiş en önemli bilim adamı sayılan Einstein'ı ayağa fırlatan bu gerçek evrenin bir başlangıcı olduğu gerçeğiydi

Evrenin genişlemesiyle ilgili yapılan gözlemler arttıkça yeni iddialar da birbirini izliyordu Bu gerçekten yola çıkan bilimadamları, Lemaitre'in de söylediği gibi, zamanda geriye doğru gittiklerinde sürekli küçülen, küçülen ve sonunda bir nokta kadar kalan bir evren modeliyle karşı karşıya kaldılar Matematiksel hesaplamalar, evrenin tüm maddesini içinde barındıran bu "tek nokta"nın, korkunç çekim gücü nedeniyle "sıfır hacme" sahip olacağını gösterdi Evren, sıfır hacme sahip bu noktanın patlamasıyla ortaya çıkmıştı ve bu patlamaya "Big Bang" (Büyük Patlama) adı verildi

Big Bang'in gösterdiği önemli bir gerçek vardı: Sıfır hacim "yokluk" anlamına geldiğine göre, evren "yok" iken "var" hale gelmişti Bu ise, evrenin bir başlangıcı olduğu anlamına geliyor ve böylece materyalizmin "evren sonsuzdan beri vardır" varsayımını geçersiz kılıyordu
Kaynak: biltektubitakgovtr

-BIG BANG'İN DOĞUŞU-

Evrenin yaratılışı, bundan bir asır önce, astronomların önemli bir bölümü tarafından gözardı edilen bir kavramdı Bunun nedeni ise, 19 yüzyıldaki bilim anlayışının, evrenin sonsuzdan beri var olduğu varsayımını benimsemesiydi Evreni inceleyen bilim adamlarının çoğu, zaten sonsuzdan beri var olan bir maddeler bütünüyle karşı karşıya olduklarını sanıyor ve evren için bir "yaratılış", yani başlangıç olduğunu akıllarından bile geçirmiyorlardı

Bu "sonsuzdan beri var olan evren" fikri, Batı düşüncesine materyalist felsefe ile birlikte girmişti Eski Yunan'da gelişen bu felsefe, maddeden başka bir varlık olmadığını savunuyor ve evrenin sonsuzdan gelip sonsuza gittiğini öne sürüyordu Aslında materyalizm, Ortaçağ'da Kilise'nin hakim olduğu dönemde rafa kaldırılmıştı Ama Rönesans'tan sonra Batılı bilim ve fikir adamlarının yeniden Eski Yunan kaynaklarına merak sarmaları ile birlikte, materyalizm de yeniden kabul görmeye başladı

Materyalist evren anlayışını Yeni Çağ'da ilk kez savunan kişi ise, ünlü Alman düşünür Immanuel Kant oldu Kant, evrenin sonsuzdan beri var olduğunu ve bu sonsuzluk içinde her olasılığın mümkün sayılması gerektiğini öne sürdü Kant'ın yolunu izleyenler, sonsuz evren fikrini materyalizmle birlikte savunmaya devam ettiler 19 yüzyıla gelindiğinde ise, evrenin bir başlangıcı, yani yaratılış anı olmadığı şeklindeki iddia, geniş bir kabul görür hale gelmişti Karl Marx, Friedrich Engels gibi diyalektik materyalistlerin şiddetle sahiplendikleri bu iddia, 20 yüzyıla da taşındı Söz konusu "sonsuz evren" fikri, her zaman için ateizmle içiçe oldu Çünkü evrenin bir başlangıcı olması, Allah tarafından yaratıldığı anlamına geliyordu ve buna karşı çıkmanın tek yolu da, hiçbir bilimsel dayanağı olmadığı halde, "evren sonsuzdan beri vardır" iddiasını öne sürmekti

Alman felsefeci Immanuel Kant “sonsuz evren” iddiasını Yeni Çağ’da ilk kez gündeme getiren kişiydi Ancak bilimsel bulgular Kant’ın bu iddiasını geçersiz kıldı

Alman felsefeci Immanuel Kant

Bu iddiayı ısrarla sahiplenenlerden biri, 20 yüzyılın ilk yarısında yazdığı kitaplarla materyalizmin ve Marksizm'in ünlü bir savunucusu haline gelen Georges Politzer idi Politzer, Felsefenin Başlangıç İlkeleri adlı kitabında, "sonsuz evren" modelinin geçerliliğine güvenerek yaratılışa şöyle karşı çıkıyordu:

Evren yaratılmış bir şey değildir Eğer yaratılmış olsaydı, o takdirde, evrenin Tanrı tarafından belli bir anda yaratılmış olması ve evrenin yoktan varedilmiş olması gerekirdi Yaratılışı kabul edebilmek için, her şeyden önce, evrenin var olmadığı bir anın varlığını, sonra da, hiçlikten (yokluktan) bir şeyin çıkmış olduğunu kabul etmek gerekir Bu ise bilimin kabul edemeyeceği bir şeydir

Politzer, yaratılışa karşı sonsuz evren fikrini savunurken, bilimin kendi tarafında olduğunu sanıyordu Oysa bilim, çok geçmeden, Politzer'in "eğer öyle olsa, bir Yaratıcı olduğunu kabul etmek gerekir" dediği gerçeği, yani evrenin bir başlangıcı olduğu gerçeğini ispatladı
1920'li yıllar, modern astronominin gelişimi açısından çok önemli yıllardı 1922'de Rus fizikçi Alexandre Friedmann, Einstein'in genel görecelik kuramına göre evrenin durağan bir yapıya sahip olmadığını ve en ufak bir etkileşimin evrenin genişlemesine veya büzüşmesine yol açacağını hesapladı Friedmann'ın çözümünün önemini ilk fark eden kişi ise Belçikalı astronom Georges Lemaitre oldu Lemaitre, bu çözümlere dayanarak evrenin bir başlangıcı olduğunu ve bu başlangıçtan itibaren sürekli genişlediğini öngördü Ayrıca, bu başlangıç anından arta kalan radyasyonun da saptanabileceğini belirtti

Bu bilim adamlarının teorik hesaplamaları o zaman çok ilgi çekmemişti Ancak 1929 yılında gelen gözlemsel bir delil, bilim dünyasına bomba gibi düşecekti O yıl California Mount Wilson gözlemevinde, Amerikalı astronom Edwin Hubble astronomi tarihinin en büyük keşiflerinden birini yaptı Hubble, kullandığı dev teleskopla gökyüzünü incelerken, yıldızların uzaklıklarına bağlı olarak kızıl renge doğru kayan bir ışık yaydıklarını saptadı Bu buluş, o zamana kadar kabul gören evren anlayışını temelden sarsıyordu Çünkü bilinen fizik kurallarına göre, gözlemin yapıldığı noktaya doğru hareket eden ışıkların tayfı mor yöne doğru, gözlemin yapıldığı noktadan uzaklaşan ışıkların tayfı da kızıl yöne doğru kayar (Gözlemciden uzaklaşmakta olan bir trenin düdük sesinin gittikçe incelmesi gibi) Hubble'ın gözlemi ise, bu kanuna göre, gökcisimlerinin bizden uzaklaşmakta olduklarını gösteriyordu Hubble, çok geçmeden çok önemli bir şeyi daha buldu; yıldızlar ve galaksiler sadece bizden değil, birbirlerinden de uzaklaşıyorlardı Her şeyin birbirinden uzaklaştığı bir evren karşısında varılabilecek tek sonuç ise, evrenin "genişlemekte" olduğuydu

Edwin Hubble, dev teleskobuyla yaptığı gözlemlerde evrenin genişlediğini fark etti Hubble böylece “sonsuz evren” efsanesini yıkacak Big Bang teorisinin de ilk delilini bulmuş oluyordu

Kısa bir zaman önce Georges Lemaitre tarafından "kehanet" edilen bu gerçek, aslında yüzyılın en büyük bilimadamı sayılan Albert Einstein tarafından da daha önceden dile getirilmişti Einstein 1915 yılında ortaya koyduğu genel görecelik kuramıyla yaptığı hesaplarda evrenin durağan olamayacağı sonucuna varmıştı Ancak bu buluş karşısında son derece şaşıran Einstein bu "uygunsuz" sonucu ortadan kaldırmak için denklemlerine "kozmolojik sabit" adını verdiği bir faktör ilave etmişti Çünkü o sıralar, astronomlar ona evrenin statik olduğunu söylüyorlardı, o da kuramının bu modele uymasını istemişti Ancak sonradan bu kozmolojik sabiti "kariyerinin en büyük hatası" olarak tanımlayacaktı Hubble'ın ortaya koyduğu evrenin genişlediği gerçeği, kısa bir süre sonra yeni bir evren modelini doğurdu Evren genişlediğine göre, zamanda geriye doğru gidildiğinde çok daha küçük bir evren, daha da geriye gittiğimizde "tek bir nokta" ortaya çıkıyordu

Yapılan hesaplamalar, evrenin tüm maddesini içinde barındıran bu "tek nokta"nın, korkunç çekim gücü nedeniyle "sıfır hacme" sahip olacağını gösterdi Evren, sıfır hacme sahip bu noktanın patlamasıyla ortaya çıkmıştı Bu patlamaya "Big Bang" (Büyük Patlama) dendi ve bu teori de aynı isimle bilindi Big Bang'in gösterdiği önemli bir gerçek vardı: Sıfır hacim "yokluk" anlamına geldiğine göre, evren "yok" iken "var" hale gelmişti Bu ise, evrenin bir başlangıcı olduğu anlamına geliyor ve böylece materyalizmin "evren sonsuzdan beri vardır" varsayımını geçersiz kılıyordu

-BIG BANG'İN ZAFERİ-

Big Bang teorisi, kendisini destekleyen delillerin gücü nedeniyle, kısa sürede bilim dünyasında kabul görmeye başladı Ancak materyalist felsefeye ve bu felsefenin temelindeki "sonsuz evren" fikrine bağlı kalmaya kararlı olan astronomlar, Big Bang'e karşı direnmeye ve sonsuz evren fikrini ayakta tutmaya çalıştılar Bu çabanın nedeni, önde gelen materyalist fizikçilerden Arthur Eddington'ın "felsefi olarak doğanın şu anki düzeninin birdenbire başlamış olduğu düşüncesi bana itici gelmektedir" sözünden anlaşılıyordu

Big Bang teorisinden rahatsız olanların başında dünyaca ünlü İngiliz astronom Sir Fred Hoyle geliyordu Hoyle, bu yüzyılın ortalarında "steady-state" (sabit durum) adında, 19 yüzyıldaki sonsuz evren fikrinin bir devamı olan yeni bir evren modeli ortaya attı Hoyle evrenin genişlediğini kabul etmekle birlikte, evrenin boyut ve zaman açısından sonsuz olduğunu iddia ediyordu Bu modele göre, evren genişledikçe madde, gerektiği miktarda, birdenbire, kendi kendine var olmaya başlıyordu Tek görünür amacı materyalist felsefenin temeli olan "sonsuzdan beri var olan madde" dogmasını desteklemek olan bu teori, evrenin başlangıcı olduğunu savunan Big Bang kuramıyla taban tabana zıttı
Sabit durum teorisini savunanlar uzunca bir süre Big Bang'e karşı direndiler Ama bilim aleyhlerine işliyordu

1948 yılında George Gamov, Georges Lemaitre'in hesaplamalarını geliştirdi ve Big Bang'e bağlı olarak yeni bir tez ortaya sürdü Buna göre evrenin büyük patlama ile oluşması durumunda, evrende bu patlamadan arta kalan belirli oranda bir radyasyonun olması gerekiyordu Üstelik bu radyasyon evrenin her yanında eşit olmalıydı

Ünlü astronom Sir Arthur Eddington, “evrenin birdenbire başladığı düşüncesi felsefi olarak itici” sözüyle, materyalislerin Big Bang’den duydukları rahatsızlığı ifade ediyordu

Penzias ve Wilson’ın keşfettiği Kozmik Fon Radyasyonu, Big Bang’in kesin bir delili olarak bilim tarihine geçti

"Olması gereken" bu kanıt çok geçmeden bulundu 1965 yılında Arno Penzias ve Robert Wilson adlı iki araştırmacı bu dalgaları bir rastlantı sonucunda keşfettiler "Kozmik Fon Radyasyonu" adı verilen bu radyasyon uzayın belli bir tarafından gelen radyasyondan farklıydı Olağanüstü bir eşyönlülük sergiliyordu Başka bir ifade ile yerel kökenli değildi, yani belirli bir kaynağı yoktu, evrenin tümüne dağılmış bir radyasyondu Böylece uzun süredir evrenin her yerinden eşit ölçüde alınan ısı dalgasının, Big Bang'in ilk dönemlerinden kalma olduğu ortaya çıktı Üstelik bu rakam bilimadamlarının önceden öngördükleri rakama çok yakındı Penzias ve Wilson, Big Bang'in bu ispatını deneysel olarak ilk gösteren kişiler oldukları için Nobel Ödülü kazandılar

1989 yılına gelindiğinde ise, George Smoot ve onun Nasa Ekibi, Kozmik Geriplan Işıma Kaşifi Uydusu'nu (COBE) uzaya gönderdiler Bu gelişmiş uyduya yerleştirilen hassas tarayıcıların, Penzias ve Wilson'ın ölçümlerini doğrulaması yalnızca sekiz dakika sürdü Sonuçlar, tarayıcıların kesinlikle evrenin başlangıcındaki büyük patlamanın sıcak, yoğun konumunun kalıntılarını gösterdiğini kanıtladı Çoğu bilimadamı COBE'nin başarısını Big Bang'in olağanüstü bir şekilde onaylanması olarak yorumladı

Big Bang'in bir diğer önemli delili ise, uzaydaki hidrojen ve helyum gazlarının miktarı oldu Günümüzde yapılan ölçümlerde anlaşıldı ki, evrendeki hidrojen-helyum gazlarının oranı, Big Bang'den arta kalan hidrojen-helyum oranının teorik hesaplanmasıyla uyuşuyordu Eğer evren, bir başlangıcı olmadan, sonsuzdan geliyor olsaydı, evrendeki hidrojen tamamen yanarak helyuma dönüşmüş olurdu

Tüm bunlarla birlikte Big Bang bilim dünyasında kesin bir kabul gördü Scientific American dergisinin Ekim 1994 sayısındaki bir makaleye göre, evren sürekli, düzenli olarak genişliyordu ve Big Bang modeli yüzyılımızın kabul görmüş tek modeliydi


Fred Hoyle ile birlikte uzun yıllar sabit durum teorisini savunan Dennis Sciama, ardı ardına gelen ve Big Bang'i ispatlayan tüm bu deliller karşısında içine düştükleri durumu şöyle anlatır:

Sabit durum teorisini savunanlarla onu test eden ve bence onu çürütmeyi uman gözlemciler arasında, bir dönem çok sert çekişme vardı Bu dönem içinde ben de bir rol üstlenmiştim Çünkü gerçekliğine inandığım için değil, gerçek olmasını istediğim için 'sabit durum' teorisini savunuyordum Teorinin geçersizliğini savunan kanıtlar ortaya çıkmaya başladıkça Fred Hoyle bu kanıtları karşılamada lider rol üstlenmişti Ben de yanında yer almış, bu düşmanca kanıtlara nasıl cevap verilebileceği konusunda fikir yürütüyordum Ama kanıtlar biriktikçe artık oyunun bittiği ve sabit durum teorisinin bir kenara bırakılması gerçeği ortaya çıkıyordu