Big Bang Büyük Patlama Kuramı

Big-Bang (Büyük Patlama) Kuramı

SİMGELER DİZİNİ

E Enerji

m Kütle

c Işık hızı

h Planck sabiti

f Frekans

l Dalga boyu

d Yoğunluk

K Mutlak sıcaklık (Kelvin)

1 GİRİŞ

İçindeki olası yaşam biçimleri hakkındaki düşüncelerimizi düzenlemeden önce, yaklaşık 15 milyar yıllık kozmik tarih boyunca çeşitli evrelerden geçerek evrimleşen evrenin “yaşam öyküsü”nü bu perspektifle gözden geçirmek yararlı olacak Bunun için, zaman içinde, her şeyin başlangıcı olduğu düşünülen Büyük Patlama ve maddenin ortaya çıkışını izleyen dönemlerden sonra ilk ortaya çıkan yapılar olduğu düşünülen ve kozmik ufuk sınırına kadar milyarlarca ışık yılı genişliğindeki bölgelere dağılan gökada kümeleriyle başlayıp, kendi gökadamız Samanyolu ve onu oluşturan yüz milyarlarca yıldızla öykümüze devam edebiliriz Bu gök cisimleri nasıl doğarlar, yaşarlar, çeşitli büyüklükte yapılar oluştururlar ve ölürler? Nasıl olup da yıldızların farklılaşmaları, evrimleri, dağılımları ve yaşamları sonunda patlayarak dağılmaları, bunların çevrelerinde yaşamın ortaya çıkması ve gelişmesini olası kılacak kozmik “ekolojik” ortamları yaratabilir?

Evrenin evrimi maddenin kimyasal tarihini içerir Bilimsel hesaplar gösteriyor ki, evrenin ilk saniyesini dolduran “fiziksel evrim” sonunda, madde olarak, yalnızca protonlar, elektronlar ve biraz da helyum çekirdekleri (alfa parçacıkları) ortaya çıktı Yeteri kadar “soğuma”, elektron ve protonların birleşerek hidrojen atomlarını ve bir miktar da helyum atomlarını oluşturdu Bunlardan, ilk 1 milyar yıl içinde, gökadalar ve yıldızlar ortaya çıkarır Bunu izleyen “kimyasal evrim”, önce basit, daha sonra karmaşık elementleri, bu arada yeryüzündeki yaşam için çok gerekli olan (fakat kozmik ölçeklerde bakıldığında çok az orandaki) karbon, azot, oksijen gibi atomları, yıldızların merkez bölgelerinde hidrojen, helyum gibi hafif elementleri “yakarak” daha doğru, nükleer füzyon yoluyla birleştirerek oluşturdu Evrenin tarihini inceleyerek, yalnızca gök cisimlerine ne olduğunu değil, yıldızların evrimi sırasında sürekli oluşturdukları, peşi sıra gelen yıldız kuşakları boyunca zenginleştirdikleri, yaşam için gerekli yıldızlararası ortamdaki hammaddenin öyküsüne de yakalayabiliriz

Daha geniş perspektifle evrene bakarsak, ilk kez 1929’da Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble’in gözlemlerle kanıtlamasından beri, giderek genişleyen bir evrende yaşadığımızı biliyoruz Buna ait temel kanıtlar arasında, gökadaların ve gökada kümelerinin tayflarında gözlenen ve bizden uzaklaşmaya işaret eden uzun dalga boylarına (kızıla) doğru kayma ve evrenin erken dönemlerinden (protonlarla elektronların ilk hidrojeni oluşturduğu ilk 100 bin yıldan) kalma “2,7K değerinde kozmik mikrodalga fon ışınımı” sayılabilir Gökadaların birbirinden uzaklaşmasının bizi götürdüğü mantıksal sonuç, bunların kozmik geçmişte birbirlerine daha yakın oldukları, yani evrendeki ortalama madde yoğunluğunun daha yüksek olduğu Zaman içinde yeteri kadar geriye gittiğimizdeyse, yoğunluğun sonsuza yakın olacağı bir “ilk an”a ulaşırız “Büyük Patlama” dediğimiz bu an, bugün teleskoplarla gözlenen genişlemenin, pratik nedenlerle de evrenin başlangıcı sayılmakta Gökbilimcilerin hesaplarına göre, Büyük Patlama yaklaşık 15 milyar yıl önce oldu Elimizdeki ipuçları, maddenin ortaya çıktığı ve radyasyona baskın hale geldiği başlangıç evrelerinde, evrenin ani ve çok hızlı bir genişleme (enflasyon) dönemi yaşadığı, daha sonra gökada ve yıldızların serpilip geliştiği olağan doğrusal-genişleme dönemine girdiği, içinde bulunduğumuz son evredeyse evrenin genişlemesinin giderek hızlandığı (ivmeli genişleme dönemi) yönünde Evrendeki maddenin büyük bölümünün, halen doğasını iyi anlayamadığımız “karanlık madde” denen türden bir bileşen içerdiği, son dönemlerdeki ivmeli hızlanmanınsa “karanlık enerji” olarak isimlendirilen daha da karmaşık bir bileşkeye bağlı olduğu düşünülmekte, Büyük Patlama’dan öncesinin olup olmadığını, o zaman evrenin ne durumda olduğunu bilemiyoruz Bu başlangıç anına doğru bir geri çöküşün içinde olabileceği gibi, bir varlığa sahip de olmayabilir En basitleştirilmiş şekliyle bilimin evrenin tarihiyle ilgili senaryosuna göre, Samanyolu gökadamız yaklaşık 12 milyar, ikinci yada üçüncü kuşak bir yıldız olan Güneşimiz de 5 milyar yaşında Evrende binlerce gökada kümesi, birkaç milyar yıldız var Yıldızlar, gaz ve toz haldeki yıldız olmamış maddeyi içeren “yıldızlararası ortam”daki “moleküler hidrojen bulutları”nın kendi çekim kuvvetleri altında çöküşüyle oluşur Aynı yada benzeri bir sürecin yıldızlara ait gezegen sistemlerini (bu arada Güneş’i) de oluşturduğu düşünülüyor

Görülebileceği gibi, bu tarih bir dizi “evrim” süreci içeriyor: Önce fiziksel evrim diyebileceğimiz süreçle, “temel parçacıklar” ve ilk atomlar (hidrojen, helyum) oluşmuş, bunu yıldızların oluşumu ve “kimyasal evrim”, yani daha ağır elementlerin ortaya çıkışı izlemiş Samanyolu ve ilk yıldızların oluşumu ve evrimini Güneş Sistemi’nin oluşumu ve evrimi izliyor

Big-Bang (Büyük Patlama) Kuramı

2 BİG-BANG (BÜYÜK PATLAMA) KURAMI

21 GİRİŞ

Bilim adamları, tarih boyunca evrenin oluşumu hakkında değişik fikirler ve teoriler atmışlardır Ancak büyük patlama, yaygın adıyla Big-Bang evrenin oluşumu konusunda en geçerli teorilerden bir tanesidir Big-Bang olarak adlandırılan bu olay; Sonsuz küçük hacimdeki ve sonsuz büyük yoğunluktaki madde ve eenrji yumağının zamanımızdan 10-20 milyar yıl önce, aniden kendi hacmine sığmayarak uzaya büyük bir hızla taşması sonucunda mekan ve zaman boyutlarının yaratılmasıdır Bu teori ilk olarak 1922 yılında Alexander Friedmann tarafından öne sürülmüştür Ancak modelin çağdaş biçimi 1948’de Georges Gamow ve çalışma arkadaşlarınca geliştirilmiştir

22 DİĞER TEORİLER VE BİG-BANG

Materyalistlerin getirmeye çalıştıkları diğer iki alternatif , Big Bang'i kabul eden, ama Big Bang'i yaratılış dışında yorumlamaya çalışan modellerdir Bunların birincisi "açılır-kapanır evren modeli", ikincisi ise "kuantum evren modeli"dir Şimdi sırasıyla bu teorileri ve neden geçersiz olduklarını inceleyelim

Açılır-kapanır evren modeli, Big Bang'i evrenin başlangıcı olarak kabul etmeyi bir türlü hazmedemeyen astronomlar tarafından ortaya atılmıştır Bu modelde, evrenin Big Bang'den sonra tekrar kendi içine çökerek tek bir noktaya toplanacağı, sonra yeniden patlayıp açılacağı, tekrar kapanacağı ve bu döngünün sonsuza kadar devam edeceği öne sürülür Yine bu modele göre Big Bang'den önce de sonsuz kez evren patlayıp büzülmüştür Yani iddiaya göre evren ve madde sonsuzdan beri vardır, ama belirli zaman aralıklarında patlamalar ve sonra içine çökmeler yaşanmaktadır Şu an içinde yaşadığımız evren ise bu kısır döngünün içinde yer alan sonsuz sayıdaki evrenden bir tanesidir

Bu modeli ortaya atanların yaptıkları şey, sadece oturup "Big Bang'i nasıl sonsuz evren fikrine uyarlayabiliriz" şeklinde düşünmek ve bir senaryo yazmaktan başka bir şey değildir Ama bu bilim dışı bir senaryodur, çünkü son 15-20 yılın araştırmaları, açılır-kapanır bir evren modelinin mümkün olmadığını ortaya koymuştur Çünkü, evren kendi içine çökecek olsa bile, bilinen hiçbir fizik kanununun böyle bir Büyük Çökme'yi geri çevirmesi ve evreni yeni bir Büyük Patlama ile yeniden oluşturması mümkün değildir

Bu modeli geçersizliğe uğratan en önemli faktör ise, eğer gerçekten evren sürekli kapanıp-açılıyor olsa bile, bu çevrimin sonsuza kadar süremeyecek oluşudur Çünkü hesaplamalar, çevrimsel evrenlerin birbirlerine entropi aktaracaklarını göstermektedir Yani enerji her evrende biraz daha yararsız hale gelecek ve her yeni "açılan" evren biraz daha yavaş açılıp biraz daha geniş bir çapa sahip olacaktır Bu ise zamanda geri gidildiğinde giderek daha küçük evrenler olmasını gerektirecek ve yine bir "ilk evren"de kilitlenecektir Yani eğer sürekli kapanıp-açılan evrenler olsa bile, bunların ilk başta yine yokluktan var olmaları gerekecektir

Kısacası "açılır-kapanır" sonsuz evren modeli, gerçekleşmesi fiziksel olarak imkansız bir fanteziden başka bir şey değildir

Big Bang'i yaratılış dışında açıklayabilmek için öne sürülmüş olan ikinci model ise, başta belirttiğimiz gibi "kuantum evren modeli"dir Bu teoriyi savunanlar, kuantum (atom altı) fiziğinde yapılan bir gözleme dayanarak bir senaryo üretmişlerdir Kuantum fiziğinde, atom altı parçacıkların, boşluk (vakum) içinde aniden oluştukları ve yok oldukları gözlemlenmektedir Bu gözlemi, "madde kuantum düzeyinde yoktan var olabilmektedir, bu maddenin kendine ait bir özelliktir" diye yorumlayan bazı fizikçiler, evrenin yaratılışı sırasında maddenin yoktan var olmasını da "maddenin kendine ait bir özellik" olarak tanımlamaya ve doğa kanunlarının bir parçası gibi göstermeye çalışmaktadırlar Bu kuantum modeli içinde, bizim yaşadığımız evren, çok daha dev bir evrenin bir atom altı parçacığı gibi yorumlanmaktadır

Oysa kuantum fiziğine yapılan benzetme, kesinlikle ilgisizdir ve evrenin yaratılışını açıklamaktan uzaktır

Yani kuantum fiziğinde de aslında madde "yoktan var" hale gelmemektedir Sadece ortamda var olan enerji, ani bir biçimde maddeye dönüşmekte, sonra bu madde dağılarak tekrar enerji şeklini almaktadır Kısaca, "kendiliğinden yoktan var olma" gibi bir durum söz konusu değildir

Öyle ki bu model, bugün onu ilk kez ortaya atan R Brout ve Ph Spindel gibi fizikçiler tarafından bile terk edilmiş durumdadır

Stephen Hawking de, Big Bang’e yaratılış dışında bir açıklama getirmeye çabalayan diğer materyalist bilim adamları gibi, hayali birtakım kavramlara dayanmakta ve çelişkiler sergilemektedir

Big Bang öncesinde zaman olmadığı gerçeği karşısında ise, "hayali zaman" gibi birtakım kavramlar türetmiştir Hawking'e göre Big Bang'in 10-43 saniyesine kadar sadece "hayali zaman" vardır ve gerçek zaman bu andan sonra ortaya çıkmıştır

Hawking'in umudu, bu "hayali zaman" kavramı ile Big Bang'den önce sadece "zamansızlık" olduğu gerçeğini reddedebilmektir Kuantum modelinin son yıllarda ün kazanmış bir versiyonu ise, dünyaca ünlü fizikçi Stephen Hawking'den gelmektedir Hawking, Zamanın Kısa Tarihi adlı kitabıyla ilgi toplayan modelinde, Big Bang'in "yokluktan var olma" anlamına gelmediğini iddia etmektedir

Oysa "hayali zaman", "bir odadaki hayali insanların sayısı" ya da "bir yoldaki hayali arabaların toplamı" gibi gerçekte sıfıra, yokluğa karşılık gelen bir kavramdır Hawking bununla sadece bir kelime oyunu yapmaktadır Hayali zamanla kurduğu matematiksel denklemlerin doğru olduğunu öne sürmektedir, ama bunun hiçbir manası yoktur Gerçekte var olmayan şeylerin matematikte doğru gibi gösterilebilmesinin mümkün olduğunu, ünlü matematikçi Sir Herbet Dingle şöyle açıklar:

Matematiğin lisanı içinde, biz doğrular kadar yalanlar da söyleyebiliriz Ve matematiğin sınırları içinde, bunların birini diğerinden ayırma şansı yoktur Bu ayrımı ancak deneyle ya da matematik dışında kalan bir akıl yürütme ile yapabiliriz; matematiksel çözüm ile onun fiziksel karşılığı arasındaki muhtemel ilişkiyi inceleyerek

Kısaca, matematikte soyut, teorik olarak varılan bir sonuç, bunun gerçek bir karşılığının olmasını gerektirmez İşte Hawking matematiğin bu soyut özelliğini kullanmakta ve hiçbir gerçekliğe karşılık gelmeyen varsayımlar üretmektedir Peki acaba bu çabasının nedeni ne olabilir? Cevabı kendi sözlerinde bulmak mümkündür Hawking, Big Bang'e alternatif olarak öne sürülen evren modellerinin çoğunlukla Big Bang'in "İlahi yaratılışı çağrıştırması nedeniyle" ortaya atıldığını kabul etmektedir

Tüm bunlar göstermektedir ki, Big Bang'e alternatif olarak öne sürülen; sabit durum teorisi, açılır-kapanır evren modeli, kuantum evren modelleri ve Hawking modeli gibi arayışlar, gerçekte sadece materyalistlerin felsefi ön yargılarından kaynaklanmaktadır

Big-Bang (Büyük Patlama) Kuramı

23 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

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 (Büyük Patlama) Kuramı

24 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

"Olması gereken" bu kanıt çok geçmeden bulundu 1965 yılında Arno Penzias ve Robert Wilson adlı iki araştırmacı haberleşme uydusu yapmıştır Uygu çalışmaya başladığında parazitler alınmaya başlandı Bu antenle yapılan deneylerde alıcı ne yöne çevrilirse çevrilsin kuvveti değişmeyen, bir çeşit radyo hışırtısı veya parazit verdiği ortaya çıktı, bu parazitin şiddeti her yönde aynı dalgaboylarında algılanıyordu Böyle bir sinyalin frekansı daha önce hiç bulunmamıştı İlk defa rastlanıyordu Gelen parazitin temsil ettiği radyasyonun dalgaboyu 57 cm gösteriyordu

Radyasyonlar (fotonlar) çarpıştıkları elektronlar tarafından saçılıyorlar ya da yutuluyordu Sıcaklığın 5000 Kelvine inmesi sonucunda elektronların atom çekirdekleri tarafından tutulması sonucunda kainat şeffaf hale geldi ve fotonlarda serbestçe dolaşmaya başladı

Fazla radyasyon emen bir cisim ooranda radyasyon yayma gücüne sahiptir Cismin emdiği radyasyon ile yaydığı radyasyonun eşit olması için bu cisim ile çevrenin termal dengede bulunması, çevre ile cisim arasındaki sıcaklık değişmelerinin sona ermiş olması gerekir Böyle bir denge içinde bulunan radyasyona siyah cisim radyasyonu denir Bunu bilimsel olarak Max Planck açıklamıştır Siyah cisim çok çeşitli dalga boylarında radyasyon yayarYayılan radyasyon miktarı her dalga boyuna eşit şekilde dağılmaz Bazı dalga boylarında fazla olur Dalga boyunun neresi olduğu siyah cismin sıcaklığı belirler Cisim ne kadar sıcaksa o kadar kısa dalgaboylarında ışın yayar Radyasyon enerjisinin yoğunlaştığı dalga boyunun da sıcaklıkla ters orantılı olduğu, gözlenir

Big-Bang'dan sonra sıcaklığın 5000 oK'e indiği devredeki radyasyon yoğunluğunun 5800 A dalgaboyuna karşılık gelmesi gerekmektedir Bu dalga boyu da görünür ışık bölgesidir Görünen ışığın fotonları yorgun ve yıpranmış mikrodalga fotonları haline gelmişlerdir Bu zamandan kalan fotanları 5000 oKhalleriyle değil 29 oK derecesine tekabül eden hal iyice kozmik fon radyasyonu olarak görülürler

"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 Ayrıca evrenin yaratıldığı ilk anlarda seri füzyon reaksiyonları sonucu atomların birleşerek ağır elementler meydana getirememesinin tek nedeni, evrenin yoğun bir radyasyon hakimiyeti altında olmasındandır Radyasyonun yoğunluğundan dolayı atom çekirdeklerinin teşekkülü önlenme evrenin çoğunluk maddesini hidrojen ve helyum oluşturmuştur

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 Tüm bunlarla birlikte Big-Bang bilim dünyasında kesin bir kabul gördü

Big-Bang (Büyük Patlama) Kuramı

25 PATLAMADAKİ DENGE

Evrenin içinde yaklaşık 300 milyar galaksi vardır Bu galaksilerin belirli şekilleri vardır, spiral galaksiler, eliptik galaksiler gibi Bu galaksilerin her birinde bir o kadar da yıldız vardır Bu yıldızlardan biri olan Güneş'in ise etrafında büyük bir uyum içinde dönmekte olan 9 gezegen vardır Bunlardan üçüncüsünün üzerinde şu anda birlikte yaşıyoruz

Bu evren acaba size bir patlama sonucunda etrafa rastgele saçılmış bir madde yığını gibi geliyor mu? Rastgele saçılan madde nasıl düzenli galaksiler oluşturabilir? Neden madde belirli noktalarda sıkışıp toplanarak yıldızları meydana getirmiştir? Sadece Güneş Sistemi'nin hassas dengesi bile, korkunç bir patlama ile ortaya çıkmış olabilir mi? Bu sorular önemli sorulardır ve bizi Big Bang'in ardından evrenin nasıl şekillendiği sorusuna götürür

Big Bang bir patlama olduğuna göre, beklenmesi gereken, bu patlamanın ardından maddenin uzay boşluğunda "rastgele" dağılması olacaktır Bu rastgele dağılan maddenin evrenin belirli noktalarında birikip galaksiler, yıldızlar ve yıldız sistemleri oluşturması ise, bir buğday ambarına atılan bir el bombasının, buğdayları toplayıp, düzenli balyalara sarıp üst üste istiflemesi kadar "anormal" bir durumdur Big Bang teorisine uzun yıllar karşı çıkmış olan Sir Fred Hoyle, bu durum karşısında duyduğu şaşkınlığı şöyle ifade eder:

Big Bang teorisi evrenin tek ve büyük bir patlama ile başladığını kabul eder Ama bildiğimiz gibi patlamalar maddeyi dağıtır ve düzensizleştirirler Oysa Big Bang çok gizemli bir biçimde bunun tam aksi bir etki meydana getirmiştir: Maddeyi birbiriyle birleşecek ve galaksileri oluşturacak hale getirmiştir

26 PATLAMA HIZI

Bu bölümde, söz konusu kusursuzluğu ve olağanüstülüğü birlikte inceleyeceğiz:

Big Bang kavramını duymuş olan ancak konuyu fazla incelemeyen kimseler, evreni başlatan bu patlamanın ardında olağanüstü bir hesaplama olduğunu pek düşünmezler Çünkü "patlama" kavramı, adı üstünde, insana düzen, hesap, plan gibi kavramları çağrıştırmaz Oysa Big Bang'de akıllara durgunluk verecek kadar hassas bir düzenleme vardır

Bu düzenlemenin bir boyutu, patlamanın hızıdır Big Bang'le birlikte var olan madde, elbette etrafa korkunç bir hızla yayılmaya başlamıştır Ama burada bir noktaya dikkat etmek gerekir Patlamanın bu ilk anında, bir de şiddetli bir çekim gücü vardır Evrenin tümünü bir noktada toplayabilecek kadar büyük bir çekimdir bu

Dolayısıyla Big Bang'in ilk anında birbirine zıt olan iki güçten söz etmek gerekir: Patlamanın gücü ve bu patlamaya direnen, maddeyi yeniden bir araya toplamaya çalışan çekim gücü Bu iki güç arasında bir denge oluştuğu için evren ortaya çıktı Eğer ilk anda çekim gücü patlama gücüne baskın çıksa, o zaman evren genişleyemeden tekrar içine çökecekti Eğer bunun tersi gerçekleşse ve patlama gücü çok fazla olsa, bu kez de madde birbiriyle bir daha asla birleşmeyecek şekilde savrulacaktı

Peki bu denge ne kadar hassastı? İki güç arasında ne kadarlık bir oranda farklılığa izin verilebilirdi?

Avustralya'daki Adelaide Üniversitesi'nden ünlü matematiksel fizik profesörü Paul Davies (solda), bu soruyu cevaplamak için uzun hesaplar yaptı ve inanılmaz bir sonuca ulaştı: Davies'e göre, Big Bang'in ardından gerçekleşen genişleme hızı eğer milyar kere milyarda bir oranda (10-18) bile farklı olsaydı, evren ortaya çıkamazdı Davies bu sonucu şöyle anlatıyor:

Hesaplamalar, evrenin genişleme hızının çok kritik bir noktada seyrettiğini göstermektedir Eğer evren biraz bile daha yavaş genişlese çekim gücü nedeniyle içine çökecek, biraz daha hızlı genişlese kozmik materyal tamamen dağılıp gidecekti Bu iki felaket arasındaki dengenin ne kadar "iyi hesaplanmış" olduğu sorusunun cevabı çok ilginçtir Eğer patlama hızının belirli hale geldiği zamanda, bu hız gerçek hızından sadece 10-18 kadar bile farklılaşsaydı, bu gerekli dengeyi yoketmeye yetecekti Dolayısıyla evrenin patlama hızı inanılmayacak kadar hassas bir kesinlikle belirlenmiştir Bu nedenle Big Bang herhangi bir patlama değil, her yönüyle çok iyi hesaplanmış ve düzenlenmiş bir oluşumdur

Evrenin başlangıcındaki bu muhteşem denge, ünlü Science dergisindeki bir makalede ise şöyle ifade edilir:

Eğer evren maddemizin yoğunluğu, bir parça daha fazla olsaydı, o zaman Einstein'ın genel görecelik kuramına göre evren, atomik parçacıkların birbirini çekme kuvvetleri dolayısıyla bir türlü genişleyemeyecek ve tekrar küçülerek bir noktacığa dönüşecekti Eğer yoğunluk başlangıçta bir parça daha az olsaydı, o zaman evren son hızla genişleyecek, fakat bu takdirde atomik parçacıklar birbirini çekip yakalayamayacak ve yıldızlarla galaksiler hiçbir zaman oluşamayacaktı Doğaldır ki bizde olmayacaktık! Yapılan hesaplara göre, evrenimizin başlangıçtaki gerçek yoğunluğu ile ötesinde oluşması imkanı bulunmayan kritik yoğunluğu arasındaki fark, yüzde birin bir kuvadrilyonundan azdır Bu, bir kalemi sivri ucu üzerinde bir milyar yıl sonra da durabilecek biçimde yerleştirmeye benzer Üstelik, evren genişledikçe, bu denge daha da hassaslaşmaktadır

Stephen Hawking de, her ne kadar evrenin kökenini rastlantılarla açıklamaya çalışsa da, Zamanın Kısa Tarihi isimli eserinde evrenin genişleme hızındaki bu olağanüstü dengeyi şöyle kabul eder:

Evrenin genişleme hızı o kadar kritik bir noktadadır ki, Big Bang'ten sonraki birinci saniyede bu oran eğer yüz bin milyon kere milyonda bir daha küçük olsaydı evren şimdiki durumuna gelmeden içine çökerdi

Big-Bang (Büyük Patlama) Kuramı

27 DÖRT KUVVET

Aslında Big Bang'deki patlama hızı, evrenin ilk anında oluşan sayısal dengelerden yalnızca bir tanesidir Big Bang'in ardından, şu an içinde yaşadığımız evrenin yapısını belirleyen "ölçüler" ortaya çıkmıştır ve bunlar tam olmaları gerektiği değerde belirlenmişlerdir

Bu ölçüler, bugün modern fiziğin kabul ettiği "dört temel kuvvet"tir Evrendeki tüm fiziksel hareketler ve yapılar, bu dört kuvvetin birbiri ile iletişimi ve dengesi sayesinde olur Bunlar; yerçekimi kuvveti, elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvettir Güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler sadece atomun yapısını belirlerler Diğer iki kuvvet, yani yerçekimi ve elektromanyetizma ise, atomların arasındaki ilişkiyi ve dolayısıyla tüm maddesel objeler arasındaki dengeyi belirlerler Bu dört temel kuvvet Big Bang'in sonrasında ortaya çıkmışlar ve evrene dağılan madde, bu dört temel kuvvete göre belirlenmiştir

Ancak ilginç olan, bu kuvvetlerin birbirleri ile karşılaştırıldıklarında ortaya çıkan tablodur Çünkü bu kuvvetler, birbirlerinden olağanüstü derecede farklı değerlere sahiptirler Eğer tüm bu kuvvetlerin birbirlerine olan oranlarını ortak bir birim kullanarak ifade etmek istersek şöyle yazmamız gerekir:

Güçlü nükleer kuvvet : 15

Zayıf nükleer kuvvet : 703 x 10-3

Yerçekimi kuvveti : 590 x 10-39

Elektromanyetik kuvvet : 305 x 10-12

Dikkat edilirse, üstteki sayılar arasında çok büyük uçurumlar vardır Örneğin güçlü nükleer kuvvetin değeri, yerçekimi kuvvetinin değerinden yaklaşık "milyar kere milyar kere milyar kere milyar kere milyar" kadar daha büyüktür Peki acaba bu kadar farklı bir güç dağılımının amacı nedir?

Ünlü moleküler biyolog Michael Denton, Nature's Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe (Doğanın Kaderi: Biyoloji Kanunları Evrendeki Amacı Nasıl Gösteriyor) adlı kitabında bu soruyu şöyle cevaplar: Eğer yerçekimi kuvveti bir trilyon kat daha güçlü olsaydı, o zaman evren çok daha küçük bir yer olurdu ve ömrü de çok daha kısa sürerdi Ortalama bir yıldızın kütlesi, şu anki Güneşimiz'den bir trilyon kat daha küçük olurdu ve yaşama süresi de bir yıl kadar olabilirdi Öte yandan, eğer yerçekimi şöyle cevaplar: Eğer yerçekimi kuvveti bir trilyon kat daha güçlü olsaydı, o zaman evren çok daha küçük bir yer olurdu ve ömrü de çok daha kısa sürerdi Ortalama bir yıldızın kütlesi, şu anki Güneşimiz'den bir trilyon kat daha küçük olurdu ve yaşama süresi de bir yıl kadar olabilirdi Öte yandan, eğer yerçekimi kuvveti birazcık bile daha güçsüz olsaydı, hiçbir yıldız ya da galaksi asla oluşamazdı Diğer kuvvetler arasındaki dengeler de son derece hassastır

Eğer güçlü nükleer kuvvet birazcık bile daha zayıf olsaydı, o zaman evrendeki tek kararlı element hidrojen olurdu Başka hiçbir atom olamazdı Eğer güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvete göre birazcık bile daha güçlü olsaydı, o zaman da evrendeki tek kararlı element, çekirdeğinde iki proton bulunduran bir atom olurdu

Bu durumda evrende hiç hidrojen olmayacak ve yıldızlar ve galaksiler, eğer oluşsalar bile, şu anki yapılarından çok farklı olacaklardı Açıkçası, eğer bu temel güçler ve değişkenler şu anda sahip oldukları değerlere tam tamına sahip olmasalar, hiçbir yıldız, süpernova, gezegen ve atom olmayacaktı Hayat da olmayacaktı

Big-Bang (Büyük Patlama) Kuramı

3 MADDENİN OLUŞUMU

Big-Bang nerede, ne zaman ve nasıl oldu? Sorusuna cevap arayalım Bunu için ilk patlamadan sonraki dönemleri çok küçük samanlara bölmeliyiz

Evrenin oluşumunu ilk anlarda saniyenin 10-43 s gibi zaman aralığına göre incelenmesi gerekmektedir Bu zaman aralığına Planck Dönemi adı verilir

Uzay genleşmesi her yer için söz konusudur, ancak bu genişleme sadece galaksiler arası mesafede hissedîlir, ato*mik boyutta fark edilemezAtom tarafından elektronların belirli seviyelerde, dolaşmaları sağlanır

Kozmik fon radyasyonunu her yönden almaktayız Big-Bang uzayın belli bir noktasında oluşmuş olsaydı madde ne kadar yüksek bir hışla saçılmış olursa olsun, radyasyon onu geçip giderdi Fakat patlama kainatın her yerinde aynı anda oluşmuştur

Radyasyonu her taraftan alacağımıza göre çıkış yeri olarak merkezi dünya olan bir daire olacaktır Aradan gecen saman sonucunda daire ile merkez arası boşluk genişlemiş*tir Bu genişleme sonucu dalga tepecikleri arasındaki mesafe artmış ve dalga boyu büyümüştür Radyasyon 29 oK sıcaklığına karşı gelen siyah cisim radyasyonudur

Büyük patlama, ile spiral nebula ve quasarların hızları büyük olduğundan evrenin kıyısında olarak kabul edilir Bun*ların hızları ve uzaklıklarına bakılarak patlamanın 13 milyar yıl önce olduğu sanılmaktadır Einstein'e göre evren ya genişlemeye devam edecek " Evrenin Nefes Alması " ya da tekrar bir araya gelerek çökecektir, " Evrenin Nefes Vermesi "

Dicke, bu patlama sonucunda evrenin bir miktar ısına*cağını ve yaptığı hesaplamalara göre 3 oK olması gerekti*ğidir Patlama tüm boyutlarda tekdüze olduğundan sıcaklı*ğında evrende tekdüze yayıldığını savunmuştur Bu sıcaklığı ölçecek araç geliştirmeye çalışırken Penzias ve Wilson'un buluşuyla hesap ettiBuradaki parazitlerin ezeli patlamadan oluşan elektromagnetik yansımalardan başka bir şey olmadı*ğıdır Dicke'nin Önceden hesap ettiği 3 oK derecelik evrensel sıcaklık ve izotropi (sıcaklığın tekdüze yayılması) son çalışmalarla kesinlik kazandı Bu gaz nebulalarının içerdikleri siyan moleküllerinin analiziyle oldu Siyan moleküllerinin oluşturduğu gaz içerisinden gecen arkadaki bir yıldızın ışıklarının analizi bize evren sıcaklığı konusunda kesin, bilgiler verir Bu yöntemle 3 oK derecelik sıcaklık hesaplanmıştır

Başlangıçta belkide santimetre küpü milyonlarca tondan oluşan bir kozmik öz vardı Kozmik öz kararlılığını yitirdi ve patlamasına neden oldu Bu özün sıcaklığı belkide su anda dünyanın hiç bir yerinde olmayan büyüklükleydi Öz, yoğun*laşmış enerjiden başka bir şey değildi Bunun patlamasıyla her yönde madde ilerlemeye başladığı sanılıyor Yayılma süresi de arttıkça soğumaya başladı, böylece galaksi ve gezegenler oluştu Özden ilk çıkanların hızı oldukça büyüktü ve evrenin kıyıları denilen kısımlarında bulunan spiral, nebula ve quasarların hızları bundan dolayı olabilir Evrensel tabakanın iç kısımlarındaki cisimlerin hızları daha küçük olduğundan özü daha geç terk etmişlerdir Bir tarafta enerji bir tarafta madde Einstein'ın kanıtladığı gibi (E=mc2)

Evrende patlamadan sonra hızla genişlemiş ve bu genişlemenin Doppler olayı ile tespiti mümkün olmuştur Fakat bu genişleme devam etmeyecektir Çünkü maddeler arası çekim bu hızı genişlemeyi durduracaktırilk patlamayla hızlanan cisimlerin hızı bir noktada sıfır olacaktırBu noktaya tepe noktası denirBu noktada sistem ya dengede ya da gravitasyonel çekim nedeniyle birleşecektir, büzülme oluşacaktır Bu patlamayı daha da küçük saman dilimlerinde incelemeye çalışalım

Plank döneminde 1032 derece sıcaklığındadır Madde şekillenmeye bağlamış ancak çekim kuvvetleri oldukça güçlüdür Bu dönem somutla soyutun karıştığı dönemdir 10-37 sn sonra atomlar daha yaratılmamıştır sıcaklık 1029 civarındadır Güçlü çekirdek kuvvetleri, zayıf kuvvet ve elektromagnetik kuvvet bir bütün haldedir

Saniyenin 10-9 a ulaştığında sıcaklık 1015 dolayındadır Elektromagnetik kuvvet ile zayıf kuvvet ayrılmak üzeredir

Büyük patlamadan 1/105 sn sonra kainat trilyonlarca sıcaklıkta, son derece yoğun ve madde enerji karışımından ibarettir Atom parçacıkları devamlı olarak yaratılmakta ve yok edilmektedir Kainat termal dengede olduğundan yaratılan ve yok edilen parçacık sayısı sabittir

Maddenin yaradılışı

E = mc2

Maddenin yok edilişi

E = hf = hc / λ (f = c / λ )

verilir

Maddenin radyasyondan rahatça yaratılması için gerekli olan bir eşik hararet vardır Eşik hararet her parçacık için değişik değer alır Proton için » 10881013 derecedir Eşik harareti parçacığın durgun haldeki enerjisini Boltzman sabitine bölerek bulabil iris Boltzman sabitiyle sıcaklığın çarpımı foton enerjisini bulabiliriz

Maddeler, madde ve antimadde olarak yaratılırlar ancak hiç geçinemezler, karşılaştıkları gama ışınlarına dönüşürler Kainatını ilk yaratılışında yoğunlukta parçacığın serbest şekilde hareketine imkan yoktu Parçacıklar ve anti*maddelerin çarpışmaları sonucunda parçacık yok olurken diğer taraftan madde yapılıyordu Bu sırada fotonlarda rahat hareket edemiyorlar, parçacıklarla devamlı çarpışıyorlardı ve bunun sonucunda enerji aktarımı oluyordu

Sıcaklık 12 trilyon olduğunda ne kadar foton varsa o kadarda nötron, proton ve elektron vardı Sıcaklığın 10 trilyona düşmesinden sonra nötron ve protonun yaratılması son bulmuştur Ancak,nötron-antinötron, proton-anti proton çarpışmaları devam eder ve gama ısınlarına, dönüşür

10-2 s geçmesinden sonra sıcaklık 10 milyar dereceye inildiği sanılıyor Evrenin ilk maddesi şekillenmeye başlamış ve madde ile radyasyon çorba şeklindedir Proton ve nötron sayısı hışla düşmeye devam etmiştir Elektron ve pozitron yaratılmaya devam, edilmiştir Evrenin yoğunluğu oldukça büyüktür Enerji yoğunluğu, buradan da

E = mc2

Kütleyi hesaplayarak yoğunluğa geçilebilirYoğunluk

d = 3,8109 kg/lt hesaplanmıştır

Bu yoğunluktan dolayı nötrinolar kütlesiz olmasına rağmen hareketi engellenmekte, çarpışmalara katılmaktadır Çarpışma sonucu protonlar ve nötronlar arası yerdeğistirmeler olmaktadır Bir nötrino ile çarpışan proton nötron protona dönüşür, bu sırada bir elektron meydana gelir Anti nötrino ile çarpışan proton da nötrona dönüşür ve pozitron açığa çıkar

10-1 s geçtikten sonra sıcaklık 30 milyar derece*dir Nötron ve proton sayısı değişmeye baslar Sıcaklığın düşmesi ile protonlar ağır kütleli nötrona dönüşmesi daha zor olur Böylece nötrondan protona doğru tek yönlü madde değişimi olur Bu zamanda %62 proton ve %38 nötrondur

Kainat genişledikçe sıcaklık ve yoğunluk düşmeye baslar Big-Bang'dan bir saniye sonra sıcaklık 10 milyardır Sıcaklığın azalmasıyla nötrinolar rahat hareket etmektedirler Bunun sonucunda proton ve nötronlar arası değişmeler sıkça görülmez Nötronlar ve protonların bir araya gelerek atomu oluşturması için yeterli soğukluk ereceğine bu dönemde ulaşılmıştır

Başlangıçtan 14 s geçtikten sonra sıcaklık 3 milyardır Evren çok hisli bir gelişme içindedir Parçacıkların yaratılması son bulmuştur Elektronlarla pozitronlar bir araya geldiğinde yok olmakta ve fotonlar seklinde ortaya çıkmaktadırlar Elektron ve pozitronun çarpışması sonucunda bunlar yok olmaktadır Atom çekirdeklerinin yaratılması için ortam uygun durumdadır

Atom çekirdeklerinin oluşması için elverişli ortam 3 dakikanın sonlarına doğru ulaşır 1 milyon derece civarında olan sıcaklıkta proton ve nötronlar Helyum-3 çekirdekleri oluşur Her üç saniyede mevcut nötronların %10 protona dönüşür Sıcaklığın daha da düşmesi ile döteryum oluşur Bu çekirdekler trityum ve Helyum-3 safhalarından geçerek kararlı helyum çekirdekleri oluşur Bu oluşumlar 35 dakikaya kadar sürer Nötronlar helyum çekirdeklerinde kalırken, fazla protonlarda tek başlarına hidrojen çekirdekleri olarak kalır Elektron ve pozitronların yıkımı sürmektedir

Proton ve elektron sayısının eşit olması demek evrende yük dağılımının eşit olması yani nötr olması anlamındadır Bu denge olmasaydı evren oluşamazdı

Sıcaklığın 300 Milyon dereceye indiği 35 dakikada evrenin ham maddesi üretilmiş durumda, henüz atomlar teşekkül etmemişti Helyumdan sonra çekirdek sayısı 5-8 olan element üretilmemiş ve bunlar atlanılmıştır Evrenin bütün maddesinin ağır çekirdeklere dönüşmesi önlenmiştir

Evrenin genişlemesi ve soğuması devam etmiştir 700 bin sene sonra sıcaklık 5000o ye inmiştir, atomların oluşması için semin açılmıştır Bundan sonra maddeyle radyasyon arası ilişki kopmuştur Maddeyle radyasyonun çarpışması sonucu, atom çekirdekleriyle elektronların birleşmesine engel oluyordu 5000o de yoğunluk azalmasıyla elektromagnetik kuvvet oluşmuş ve negatif yüklü elektronların atom çekirdeği ile tutulması başlamıştır

Atomların oluşmasından sonra fotonlarda rahatça hareket etmeye başlamıştır Her yönden aldığımız kozmik fon radyasyonunu teşkil eden fotonlar Big-Bang'in 700 bininci yılında serbest kalmıştır

Deneysel çalışmalar sonucunda %20 - %30 olduğu sanılan helyum yıldızların oluşmasından önce olmalıdır Bu hesaplanan sayı ise Big-Bang teorisinin hesapladığı sayı ile uyum içerisindedir

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

42 GALAKSİLERİN OLUŞUMU

421 Galaksilerin Yedi Gizemi

Edwin Hubble yaklaşık 70 yıl önce galaksilerin temel doğasını keşfetti 1990’lı yıllara gelindiğinde bile, galaksilerin nasıl doğduklarını, nasıl evrimleştiklerini ve evrende nasıl bir rol üstlendiklerini ancak söyleyebilmekteyiz Neden galaksiler bu kadar gizemlidirler?

Astronomlar geçen 70 yıl boyunca galaksilerin araştırmasında büyük gelişmeler kaydettiler Bugün büyük teleskoplar kullanılarak komşumuz Andromeda’yı veya diğer galaksilerinin görüntülerini daha ayrıntılı elde edilebilmektedir Büyük galaksileri incelemek daha kolaydır çünkü çok sayıda yıldızdan meydana gelirler Bu tip büyük galaksilerde 1 trilyon yıldız bulunur Galaksi içinde bulunan yıldızlar birbirlerine uyguladıkları çekim kuvvetiyle başta olmakla beraber aynen Güneş’in etrafındaki yörüngelerde dönen gezegenler gibi galaksi merkezi etrafındaki yörüngelerde dolanırlar

Gerçekten her yıldız bir galaksiye ait olup galaksi içinde bulunan büyük miktarda gazdan meydana gelmektedir Galaksiler, evrenin temel yapı taşlarıdır Peki bunlar nasıl meydana gelmişlerdir? Bunu yedi gizemli sorunun cevabında bulabiliriz Bunun için önce, zaman ölçeğinde geriye giderek galaksilerin nasıl oluştuğunu ve uzayda nasıl bir dağılım gösterdiklerine bakalım Daha sonra galaksileri tek tek inceleyip merkezlerinde neler olduğunu araştıralım Yolculuğumuzun sonunda Galaksimizin sonunu inceleyerek, galaksilerinin doğasını bugünkü bilgilerimizle yorumlayalım

·Evren “kırışık” halden “galaksi üreten” hale nasıl geçti?

Kozmoloji ile uğraşan teorisyenler mükemmel bir evren modeli oluşturduklarında modelleri galaksileri içermeyebilir Bunun nedeni, galaksilerin oluşumları hakkında çok az bilgiye sahip olmalarıdır Büyük patlamadan sonra evrenin soğuduğu bilinir Böyle bir durumda uzay, zamanla geçirgen bir hale gelir ve büyük patlamanın ilk zamanlarına ait ışık bu noktadan evrene yayılır Bugün bu ışık 273 kelvinlik kozmik zemin ışınımı olarak görülür Bu ilk erken ışık, büyük patlamadan 300000 yıl sonra meydana gelmiştir O zaman Evren bir atom çorbası halinde idi (galaksiler henüz oluşmamıştı) Patlamadan birkaç milyar yıl sonra yıldızımsı cisimler veya kuazar (QSO’s) olarak bilinen cisimler meydana gelmiştir Bugün bu cisimler evrendeki ilk galaksi büyüklüğündeki cisimler gibi görülür Bununla birlikte, ilk kuazar oluşumu ile kozmik zemin ışınımı arasındaki zamanda ne olduğu halen bilinmemektedir Bu çağ boyunca, evren kendisini birkaç bin kez büyütmesine karşın astronomlar bu periyottaki olayları gözlemleyemediler İlk büyük ölçekli yapının evrende genişleyerek soğuduğu ve ilk yıldızların oluştuğu bilinmesine rağmen evrenimizin son derece önemli olan bu evresini tam olarak anlayamamaktayız

Kozmik zemin ışınımındaki düzensiz küçük dalgalanmaların son ölçümleri, maddenin yoğunluğundaki küçük değişimlerin kozmik zemin ışımasında ortaya çıktığını gösterdi Bu ilkel yoğunluk dalgalanmaların daha sonraları galaksi şekline dönüşmeleri tam olarak açık değildir Üstelik bugün yıldız ve gaz olarak gözlenen parlak maddedeki çekim, bu yapıların çökmesine neden olacak kadar da yeterli değildir

Bu yüzden büyük patlamaya ait yaygın gazdan, galaksilerin oluşumuna geçişte yeni bir şeyi açıklamak gerekir Bu şey görünmeyen maddedir ki, astronomlar buna “karanlık madde” adını vermektedirler

Günümüzde bir galaksinin oluşumu için yapılan varsayım şudur: Büyük patlama evreni yarattı ve onu yüksek sıcaklığı ile pişirdi Bu işlem parlak madde ile karanlık madde üretilene dek sürdü Oluşan karanlık madde, çekim kuvvetiyle uzayı buruşturdu Evren genişlerken, bu buruşukluklar etrafındaki gazı topladı ve onu soğuttu Soğuyan gaz da çekim kuvveti altında yıldızlara dönüştü

·Galaksiler neden süperkümeler içinde bir yığılma gösterirler?

Galaksiler uzayda düzenli olarak dağılmamışlardır Bunun böyle olduğunu bir teleskop ile ilkbahar zamanı gökyüzüne bakılarak görülebilir Buna karşın parlak galaksi kümelerinin bulunduğu Virgo ve Canes Venatici takımyıldızlarında durum farklıdır Yeni araştırmalar galaksi kümelerinin uzantılarının varlığını ortaya koydu Bu da galaksilerin tabaka (sheet) ve ipliksi (filament) hallerde bulunduğunu ve bu yapılarında büyük boşluklarla çevrili olduğunu gösterdi Bu galaktik tabakalar ve ipliksi uzantılar 100 milyon ışık yılı büyüklüğünde olup Samanyolu galaksisinin bin katı büyüklüğündedir

Galaksilerin uzaydaki bu dağılımı, astronomları şaşırtmaktadır Galaksiler böyle bir dağılım haline nasıl geldiler ? Tabakalar ve ipliksi yapılar galaksilerin nasıl oluştuğuna dair bir ipucu verebilir mi ? yoksa galaksiler oluştuktan sonra mı böyle bir kümeleme gösterdiler ? Durumun daha iyi anlaşılabilmesi için erken evrende titanik patlaması adı verilen bir patlama olmuşumu öne sürülerek bu patlamayla maddenin etrafında büyük boşluklar olan tabakalara ve ipliksi yapılara itildiği önerildi Çoğu astronom bununla birlikte iyi bilinen bir kuvvet olan çekim kuvvetinin tabakaları ve ipliksi yapıları oluşturduğunu düşünmektedirler Sayısal hesaplamalar, bunun ancak Doğanın erken evrendeki maddenin yoğunluğunda büyük ölçekli değişimler düzenleyip yapması halinde mümkün olduğunu gösteriyor Tabakalar ve boşlukların yapısını açıklayan modellerin incelenmesiyle bu yapıların erken evrende meydana gelen bazı fiziksel olayların parmak izlerini taşıdığı görüldü

Astronomlar tabakaların ve ipliksi yapıların daha iyi anlaşılabilmesi için büyük bir proje başlatmışlardır Bu proje ile astronomlar bir milyar ışık yılı uzaklığına kadar bütün galaksilerin haritasını yaparak tabakaların ve ipliksi yapılar hakkında daha ayrıntılı bilgiler elde edeceklerini

Niçin galaksilerin dış kısımları bu kadar hızlı dönmektedir?

1970’li yılların ortalarına gelindiğinde astronomlar spiral galaksilerin dönme (rotasyon) hızlarını güvenilir bir şekilde ölçebiliyorlardı; bu hız, galaksiye ait parçaların merkezleri etrafındaki dönmeleridir Astronomların çoğunun hayret ettiği olay, galaksilerin dış bölgelerindeki maddenin beklenilenin üç katı kadar bir hızla dönmesidir Bu ölçümleri yapmadan önce, astronomlar bir galaksinin toplam kütlesini onun içinde gözlenen yıldızlardan ve gazdan oluştuğunu kabul etmişlerdi Bugün kabul gören görüşe göre bir galaksinin dış kısımlarının hızlı dönmesi, gene galaksinin dış kısımlarında yer alan büyük miktarda görünmeyen maddeden kaynaklanmaktadır Gerçekten, Galaksimizde gözlediğimiz yıldızlar ve gaz, Galaksimizin parlak kütlesinin %10 unu teşkil eder Bundan dolayı astronomlar oluşturdukları galaksi modellerinde, kullandıkları kütle parametresini daha büyük bir değerde kabul etmektedirler

Bu fazla kütle karanlık madde biçiminde bulunur Galaksilerin etrafındaki karanlık maddenin varlığı ilk defa 1930’lu yıllarda galaksi kümelerinin merkezlerine yakın galaksileri inceleyen astronomlar tarafından önerilmiştir Bu bilgi 40 yıldan daha uzun bir süre akademik bir dip not olarak kalmıştır Fakat 1990’lı yıllarda karanlık madde bir dip not olmaktan çıkmış ve Astrofiziğin en önemli bir problemi haline gelmiştir Astronomlar evrenin %90 dan daha büyük miktarda karanlık madde içermesini pek istememektedirler

Galaksilerde bulunan karanlık maddenin biçimi bilinmemekte olup birçok şekilde bulunabilir Yüksek enerji astrofiziği, evrenin ilk zamanlarında çok erken evrende egzotik temel parçacıkların oluşabileceğini söylemektedir Bunlar, proton ve nötronlardan daha ağır elementlerdi Üretilen bu parçacıklar bugüne kadar yaşamlarını sürdürebilmişlerse, karanlık maddenin miktarına katkıları olabilir Bu görüşe göre galaksiler, Büyük Patlama’dan sonra 1 saniye içinde oluşan cisimlerdir

Astronomların galaksilerin oluşumları için yeterli çekim kuvvetini sağlayacak karanlık maddenin biçimi hakkında bir düşünceleri daha vardır Fizikçiler, geçen yıllarda Galaksimizde karanlık maddeyi araştırmada etkin bir yol buldular Galaksimizin dış halosunda yer alan gökcisimleri, Macellan Bulutsularında bulunan yıldızların gözlemlerinde etkili olmaktadır Bu görünmeyen cisimlere MACHO (“Massive Compact Halo Objects”, “Büyük Kütleli Yoğun Halo Cisimleri”) denmektedir Son zamanlarda keşfedilen bu cisimler cüce yıldızlar, Jüpiter büyüklüğünde gezegenler veya içlerinde yeterli termo-nükleer reaksiyonları başlatamayacak kütleye sahip olan kahverengi cüce yıldızlar olabilir

·Bölgeselleşme, Bölgeselleşme, Bölgeselleşme, her şey midir?

Galaksiler çevrelerine duyarlıdırlar Yerel süper kümemiz içinde, birçok dev eliptik galaksi birçok galaksinin birbirine sıkı olarak bağlı olduğu, bu kümenin merkezinde yer alır (örneğin, M87 ve M49, Virgo kümesinin merkezinde bulunur Spiral galaksiler ise kümeni merkezi dışındaki kısımlarında çok sayıda bulunur (örneğin, Hydra da M83, Ursa Major takımyıldızında M101 gibi)

Galaksilerin herhangi bir tipi, herhangi bir ortam içinde meydana gelebilir mi ? Bir tek galaksi ile büyük bir ölçekteki evren yapısı arasında bir ilişki var mı ? Bugün astronomlar galaksilerin karakteristik özelliği olan fiziksel biçimleri ile başlangıç koşulları arasında bir ilişkinin var olup olamayacağını araştırmaktadırlar

Zengin galaksi kümelerine yol açan ilk yoğunluk dalgalanmaları seyrek bölgeleri oluşturan yoğunluk dalgalanmalarından farklı idi Kümeleşmeye ayrılan yoğunluk dalgalanmaları bazı özel evrelerde eliptik galaksileri oluşturmaya yöneldi Eliptik galaksiler, karanlık halolarının karşılıklı çekimleri sonucunda, diğer galaksilerin etkileşmesinden oluşmuş olabilirler

·Neden galaksilerin farklı tipleri mevcuttur?

Galaksiler gösterdikleri fiziksel yapıdan dolayı iki ana grupta toplanır Bunlar “eliptik” ve “spiral” tipte olanlardır Henüz eliptik galaksiler ile spiral galaksilerin oluşum mekanizmalarını açıklanamamaktadır Bugün bu yapıların, galaksilerin oluşumu esnasında yeni doğan yıldızların uyguladıkları çekim kuvvetiyle oluştuğu düşünülmektedir

Gökyüzüne gözlediğimiz bir galaksi, büyük patlamadan arta kalan maddenin soğumasıyla meydana gelmiştir Galaksiyi meydana getiren gaz yavaşça çökseydi ve küçük bir dönme hızına da sahip olsaydı dönen disk haline dönüşürdü Bunun bir spiral galaksi olması ancak, gazın iç etkileşmesi sonucunda, enerji kaybetmesi ile mümkündür Bu oluşum uzun zaman gerektirir Galaksiyi meydana getiren gaz, ilkel galaksinin çöküşü tamamlanmadan önce, hızlı bir şekilde yıldızlara dönüşürse ve bu yıldızlar da birbirleri ile zayıf bir şekilde etkileşirse, bu sefer de bir eliptik galaksi meydana gelir

Bazı astronomlar, bu olay için daha genel bir anlatımı tercih ederler Bir küresel galaksinin meydana gelmesi için, hızlı yıldız oluşumunu içeren bir prosese gereksinme vardır; gazdan ibaret ilkel bir galakside hızlı yıldız oluşumu veya önceden oluşmuş iki spiral galaksinin çarpışması gibi Küresel galaksiler herhangi bir şeydirler fakat mükemmel küreler ve bunların görünüşteki benzerliği, oluşumlarına ait delilleri içeren birçok fiziksel farkın görünmesine olanak vermiyor Örneğin, ekseni etrafındaki dönmesi, Samanyolu’nun küresel yapıdaki “şişkin bölgesi” ni düzleştirmiştir Bu şişkin bölge, yaz gecelerinde, Samanyolu’nun şerit halindeki parlak bölgesinin Akrep takımyıldızına doğru uzantısı şeklinde görülebilir Bununla beraber, bazı düzleşmiş eliptik galaksiler eksenleri etrafında hiç dönmezler Bunun yerine eliptik galaksiler, içerdikleri yıldızların üç boyutlu uzaydaki rasgele hareketlerinin etkisi ile şekillenirler Astronomlar küresel (sferoidal) galaksilerin, bu biçimlerine nasıl geldiklerinden veya evrensel zaman ölçeğinde bu kararlı durumlarında kalıp kalmayacaklarından tamamen emin değillerdir

Küresel yapılar (sferoidler) dinamik bakımdan “sıcak” yıldız sistemleri iken, disk galaksileri dinamik bakımdan soğukturlar; bunun anlamı, disk galaksilerindeki yıldızların üç boyutlu hareketlerinin önemsiz olmasıdır Dalgalar, diski yalayıp geçtikleri zaman, soğuk yapılar kararsızlık gösterirler Gerçekten, spiral disklerin çoğunun kararlılık sınırında oldukları görülüyor ve bundan dolayı spiral kol veya bar bakımından zengindirler Bu kollar veya barlar, galaksi diskine çok miktarda gaz toplar Bu gazlar da daha sonra birçok yıldıza dönüşür; büyük kütleli parlak yıldızlar da birçok yıldıza dönüşür; büyük kütleli parlak yıldızlar da bunlar arasında yer alır Bu durum, galaksilerin spiral kollarının çok net olarak görülmesini açıklar; Canes Venatici’deki girdap gibi

Cevap: Big Bang Büyük Patlama Kuramı frmacil sayfa 2iki Cevap: Big Bang Büyük Patlama Kuramı

Galaksilerin merkezlerinde canavarlar mı saklanıyor?

Çoğu galaksinin merkezinde, son derece yoğun yıldız kümeleri bulunur Galaksilerin çekirdekleri küçük, yaklaşık 1 ışık yılı genişliğinde olmakla beraber inanılmayacak derecede büyük yıldız yoğunluklarına sahiptirler Örneğin Andromeda galaksisinin merkezindeki yıldız yoğunluğu, Güneş civarındaki yıldız yoğunluğundan bir milyon kez daha fazladır Galaksimizin merkezi doğrultusundaki toz görüşümüzü engellemeseydi Galaksimizin merkezi, parlaklığı sıfır kadir olan (gökyüzünde kış aylarında gördüğümüz Vega yıldızı gibi) bir yıldız gibi ışıldayacaktı Astronomlar Galaksinin merkezini, yine Galaksimizin merkezine yakın bir gezegenden gözleselerdi, gökyüzünün yıldızlarla dopdolu olacağını ve diğer galaksileri de neredeyse gözlenemiyor olacağını göreceklerdi

Galaksilerin merkezlerine doğru gidildikçe, gaz miktarında ve yıldız sayısında bir artış olduğu gözlenir Galakside meydana gelen evrimle yıldızlar ve gaz, zamanla galaksinin merkezine doğru toplanır ve bugün galaksilerin merkezlerinde gözlenen zengin yıldız toplulukları oluşur

Gözlenen çoğu galaksinin merkez bölgesi yoğun yıldız topluluklarından oluşmakla beraber, bütün galaktik merkezler yukarıda anlatılan yol ile meydana gelmez

Canes Venatici takımyıldızında bulunan NGC 4151 ve Cetus takımyıldızında bulunan M77 gibi yakın parlak galaksiler, normal galaksilerde üretilen enerjiden daha fazlasını üretirler Bunun yanı sıra bir trilyon yıldız içeren normal bir galaksinin ürettiği enerjiden yüz kez kat fazlasını üreten bir başka kozmik cisim ise kuazarlar olup normal bir galaksinin merkezi boyutlarındadır

Astronomlar aktif galaksilerin ve kuazarların nasıl enerji ürettiklerini ancak öğrenmeğe başlamışlardır Çoğu astronom bu tip galaksilerin merkezlerinde büyük kütleli bir kara delik bulunabileceğini düşünmektedir Eğer galaksilerin merkezlerinde büyük kütleli kara delikler bulunuyorsa, kara deliklerin o müthiş çekim kuvveti ile çevresinde bulunan gazı ve yıldızları kendisine çekerek bir enerji kaynağı üretiyor olabilirler Bu düşünce de kuazarlar ile aktif galaksilerin yayınlamakta olduğu büyük enerji miktarını açıklayabilir

Kara delikler üzerinde yapılan astronomik araştırmalar günümüzün en popüler konusunu oluşturmaktadır Astronomlar, Hubble Uzay Teleskopunun sağlamış olduğu yüksek ayırma gücü ile yakın galaksilerin merkezlerinde kara delik arayışlarını sürdürmektedirler Bu araştırmalar sayesinde bilim adamları kara deliklerin nasıl oluştuklarını ve davranışlarını daha iyi anlayabileceklerdir

·Samanyolu Galaksisine ne olacak?

Galaksiler değişir Galaksimizde bulunan gaz yıldız şekline dönüşebileceği gibi yine yıldız halinden gaz haline dönüşebilir Bu durumu en iyi bir yıldızın evrimini inceleyerek anlayabiliriz İlkel yıldızın çökmesiyle meydana gelen yıldızlar, evrimlerinin sonlarında kütlelerinin büyük bir kısmını yıldızlararası ortama atarak beyaz cüce, nötron yıldızı veya bir kara delik olarak yaşamlarına son verirler Büyük bir olasılıkla Samanyolu galaksisinde bulunan yıldızlararası gaz bu dönüşümler sonucu tükenecektir Böylece Galaksimizde yeni yıldızlar meydana gelmemekle beraber mevcut olan yıldızlar da yavaş yavaş yaşlanacaktır Yaklaşık bir milyar yılın birkaç 10 katı kadar zaman içinde, yıldızları yaşlandığında Galaksimizin parlaklığı yavaşça azalacaktır Astronomlar halen diğer galaksilerde bulunan yıldızların kalıntılarını kataloglamaktadırlar Bunlara en iyi örnek, Loe takımyıldızında bulunan M105 ile Virgo takımyıldızı da bulunan M84 gibi gaz içermeyen eliptik galaksilerdir Yakıtla beslenmeyen kara delik ile aktif galaksi çekirdekleri, yıldız oluşumlarının durmasıyla güçlerini yitireceklerdir Bu durumda galaksilerde bulunan gaz tükenince, bu galaksiler zamanla gözden kaybolacaklar mı?

Galaksiler, diğer galaksilerle veya çevrelerinde bulunan gaz ile etkileşerek şiddetli bir şekilde değişimler gösterebilirler Normal galaksiler çevrelerinde bulunan cüce galaksilerle birleşerek galaksi içinde yeni yıldızların oluşmasını sağlayabilirler Böyle bir durum gelecekte Samanyolu Galaksisi için de geçerli olacaktır Uydu galaksimiz olan Macellan Bulutsuları birkaç milyar yıl sonra Galaksimiz ile birleşerek yeni yıldızların oluşumuna sebep olacak ve yeni bir yıldız popülasyonu meydana gelecektir

Galaksilerin nasıl evrimleştiğini anlamak gelecek yıllarda astronomlar için en önemli konuyu oluşturacaktır Milyarlarca yıl yol kat ederek gelen ışık, uzak galaksilerin geçmişteki halini öğrenmemizi ve düşüncelerimizin doğruluğunu gözlemlerle kontrol etmemizi sağlar Böylece teorik olarak düşünülen bazı fikirler bu gözlemler sayesinde test etme olanağını bulmaktayız Hele hele evrenin ilk oluştuğu zamanlara ait kozmik gökcisimlerinden olan kuazarlardan gelen ışık, kozmoloji ile uğraşan teorisyenler için çok önemlidir Gelecek yıllarda, teknolojideki yeniliklerin astronomiye daha da yansıyarak daha güvenilir bilgiler alınacak olması galaksilerin gizemleri hakkında bizlere daha iyi bilgiler sağlayacaktır