Evren nedir?
Evren, tüm uzayı ve uzayın içerdiği tüm madde ve enerjiyi ve hatta zamanın kendisini de içerir.
Dünya, ay, diğer gezegenler ve onların düzinelerce uydusu evrenin bir parçasıdır. Asteroitler ve kuyrukluyıldızlar gezegenlerle birlikte Güneş’in etrafında dönmektedir. Güneş, Samanyolu galaksisindeki yüz milyarlarca yıldızdan biridir ve bu yıldızların çoğunun dış gezegenler olarak bilinen kendi gezegenleri bulunmaktadır. Samanyolu, gözlemlenen evrendeki milyarlarca galaksiden biridir. Bütün galaksilerin merkezlerinde süper kütleli kara delikler olduğu tahmin edilmektedir. Galaksilerdeki tüm yıldızlar ve astronomların gözlemleyemediği diğer tüm şeyler, evrenin bir parçasıdır.
Evren aslında çok uzak bir yer değildir. Şu anda nerede olursanız olun, uzay sadece 62 mil (100 kilometre) uzaklıktadır. Ayağınızın yaklaşık 8.000 mil (12.800 kilometre) altında uzay boşluğu bulunur. Aslında teknik olarak şuan uzaydasınız. Dünya bir gezegendir ve tıpkı diğer gezegenler gibi uzayda bulunur ve evrenin bir parçasıdır.
Dünya kaç yaşında?
Gezegenimiz Dünya sadece uzayda değil, zamanda da yer alır. Kalıcı olduğu düşünülse de tüm gezegenler evrenin ömrü boyunca geçici bir süreçte bulunurlar. Evrenin başlangıcından bu yana geçen sürenin neredeyse üçte ikisinde Dünya’mız yoktu ve bir süre sonra ömrünü tamamlayacak. Bundan birkaç milyar yıl sonra Güneş genişleyecek, Merkür’ü ve Venüs’ü yutarak Dünya’nın gökyüzünü dolduracak. Hatta Dünya’yı yutacak kadar genişleyebilir. Bunların nasıl olacağı tam olarak bilinmese de yapılan tahminler arasındadır. Uzak geleceği doğru bir şekilde tahmin etmek zor olsa da, bilim insanları Dünya’daki ve asteroidlerdeki izotopların radyoaktif bozunmasını inceleyerek gezegenimizin ve güneş sisteminin yaklaşık 4.6 milyar yıl önce oluştuğunu tahmin etmektedirler.
Evren kaç yaşında?
Evrenin yaklaşık olarak 13,8 milyar yaşında olduğu tahmin edilmektedir. Bu sonuca bilim insanlarının en yaşlı yıldızların yaşlarını ve evrenin genişleme hızını ölçerek bu sayıya ulaştığı bilinmektedir. Ayrıca, galaksilerden gelen ışıkla Doppler kaymasını gözlemleyerek genişlemeyi ölçtüler. Galaksiler ne kadar uzaksa birbirinden o kadar hızlı uzaklaşır. Yerçekiminin galaksilerin hareketini yavaşlatması beklenmesine rağmen daha da hızlanıyorlar ve bunun nedeni henüz bilinmemektedir. Uzak gelecekte galaksiler o kadar uzaklaşacak ki ışıkları Dünya’dan görünmeyecek diye tahmin edilmektedir.
Başka bir ifade ile evrendeki madde, enerji ve her şeyin (uzayın kendisi dahil) geçen haftadaki derinliği bugün olandan daha derindir. Aynı şey geçmişte herhangi bir zaman içinde söylenebilir. Aynı şeyi geçen yıl, bir milyon yıl önce veya bir milyar yıl önce içinde söyleyebiliriz.
Bilim insanları tarafından galaksilerin hızı ve mesafeleri ölçülerek yeterince geriye gidilebilirse, galaksiler oluşmadan veya yıldızlar hidrojeni helyuma dönüştürmeye başlamadan önce atomların ve fotonların oluşamayacağını keşfettiler. Evren karanlık, boş bir uzay değildiR içinde tüm maddenin fışkırdığı bir patlama meydana geldi. Evren ve uzay yoktu. Zaman evrenin bir parçasıdır ve bu yüzden zaman da büyük patlama ile başladı. Evren zamanla genişledikçe, uzayın kendisi tek bir noktadan muazzam kozmosa doğru genişledi.
Evren neden yapılmıştır?
Evren, var olan tüm enerjiyi ve maddeyi içermektedir. Evrende gözlemlenebilir haldeki maddelerin çoğu yalnızca bir proton ve bir elektrondan oluşan, periyodik tablonun ilk elementi olan hidrojen atomlarından oluşur (atom bir proton ve bir nötron içeriyorsa buna döteryum denir). Trilyonlarca atomun bir araya gelmesiyle toz parçacıkları oluşur. Birkaç ton karbon, silika, oksijen, buz ve bazı metallerin bir araya gelmesiyle asteroid oluşur. Dünya kütlesinin 333.000 kat ağırlığındaki hidrojen ve helyum birleşerek Güneş’e benzer bir yıldız oluşturur.
Pratiklik sağlaması amacıyla madde yığınları öz niteliklerine göre sınıflandırır. Galaksiler, yıldız kümeleri, gezegenler, cüce gezegenler, haydut gezegenler, aylar, halkalar, kuyruklu yıldızlar ve göktaşları birbirinden farklı özellikler sergileyen ancak aynı doğa kanunlarına uyan madde sınıflarıdır. Ana galaksimiz Samanyolu, en az 100 milyar yıldız içermektedir ve gözlemlenebilir evren en az 100 milyar galaksi içermektedir. Galaksilerin hepsi aynı büyüklükte olsaydı bu durumda evrende 10 bin milyar yıldız gözlemlenebilirdi. Evren göremediğimiz veya doğrudan gözlemleyemediğimiz bir miktar madde ve enerji içermektedir. Tüm yıldızlar, gezegenler, kuyruklu yıldızlar, kara delikler dahil olmak üzere evrendeki maddelerin %5’inden daha azını oluşturmaktadır. Geriye kalanların yaklaşık %27’si karanlık madde ve %68’i karanlık enerjiden oluşmaktadır.
Evrene Dair Teoriler
Evren bir hologramdır
2B bir yüzeye basılmış standart bir holograma bakıldığında görüntünün 3 boyutlu bir projeksiyonu görülecektir. Görüntüyü oluşturan tek tek noktaların boyutu küçültüldüğünde hologram daha keskin hale gelmektedir. 1990’larda fizikçiler evrenimizde böyle bir şeyin olabileceğinin farkına vardılar.
Klasik fizik, uzay-zaman dokusunu üç boyutlu uzay ve bir zamana sahip dört boyutlu bir yapı olarak tanımlamaktadır. Einstein’ın genel görelilik teorisi, en temel seviyesinde bu kumaşın pürüzsüz ve sürekli olması gerektiğini belirtmektedir. Ancak bu teori kuantum mekaniğinin ortaya atılmasından önce geçerliydi. Görelilik teorisi evreni görünür ölçeklerde tanımlamada çok iyi olsa da, kuantum fiziği her şeyin atomlardan ve atom altı parçacıklardan nasıl oluştuğunu açıklamaktadır. Kuantum teorilerine göre, uzay-zaman dokusu yeterince yakından incelendiğinde her biri bir protondan yüz milyar milyar kat daha küçük olan minicik taneciklerinden oluşmaktadır denilmektedir.
Leonard Susskind ve Gerard’t Hooft kuantum ve uzay-zamanın göreli açıklamaları içeren çalışmalarını birleştirdi. Matematiksel olarak düşünüldüğünde kumaşın 2B bir yüzeyi olması gerekir ve 3B evrenimizin çözünürlüğünü tanımlayan büyük kozmik bir görüntüdeki tahılların noktalar gibi davranması gerektiği keşfedildi. Kuantum mekaniği bu taneciklerin projeksiyonu ara sıra bulanıklaştırabilecek ve tespit edilebilecek rastgele titreşimler oluşması gerektiğini söylemektedir.
Evren bir bilgisayar simülasyonudur
Platon, bizim algıladığımız şekliyle dünyanın bir yanılsama olup olmadığını merak etmekteydi. Modern matematikçiler ise matematiğin neden evrensel olduğunu merak etmektelerdi. Örnek olarak, neden 2 + 2’nin her zaman 4’e eşit olması gerekiyordu? Belki de bu, evrenin kodlanma şeklinin temel bir parçası olduğu içindir diye tahmin de bulundular.
2012 yılında Washington Üniversitesi’ndeki fizikçiler, dijital bir simülasyonda yaşıyor olsaydık öğrenmenin bir yolu olabileceğini belirttiler. Standart bilgisayar modelleri 3B ızgara sistemine dayanır ve bazen ızgaranın kendisi verilerde belirli anormallikler üretir. Evren geniş bir ızgaraysa, kozmik ışınlar adı verilen yüksek enerjili parçacıkların hareketleri ve dağılımları, Matrix filminde olan aksaklıklara benzer anormallikleri ortaya çıkarabilir. MIT mühendisi Seth Lloyd’un 2013 tarihli bir makalesinde; ‘’Uzay-zaman, kuantum bitlerinden oluşuyorsa evren dev bir kuantum bilgisayarı olmalıdır.’’ İfadeleri yer almıştır.
Evren bir kara deliktir
Nikodem Poplawski’nin Indiana Üniversitesi’nde yazdığı 2010 tarihli bir makalede, evrenin büyük bir kara delik içinde oluştuğu belirtilmiştir.
Stephen Hawking kara deliğin popüler tanımını; uzay zamanın o kadar yoğun bir bölgesidir ki, belirli bir noktadan sonra hiçbir şey onun yerçekiminden kaçamaz diyerek yaptı. Kara delikler, ağır yıldızların ölümlerinde olduğu gibi yoğun madde yığınları kendi üzerlerine çöktüğünde oluşur. Kara delikleri tanımlayan bazı denklem versiyonları, sıkıştırılmış maddenin tamamen bir noktaya çökmediğini bunun yerine geri sekerek sıcak ve karıştırılmış maddeyi fışkırdığını ifade eder.
Poplawski sayıları hesaplayarak ve evrenin şekli ve bileşimi konusunda yaptığı gözlemler ile doğmakta olan bir kara deliğin matematiksel resminin eşleştiğini buldu. İlk çöküş büyük patlamaya eşit olacaktı ve çevremizdeki her şey bu karıştırılmış maddenin soğutulmuş, yeniden düzenlenmiş bileşenlerinden oluşacaktı. Bu teori, evrendeki tüm kara deliklerin alternatif gerçekliklere açılan kapılar olabileceğini öne sürmekteydi. Bu model, dönen kara deliklere dayanmaktadır çünkü bu dönüş orijinal maddenin tamamen çökmesini engelleyen şeyin bir parçasıdır. Poplawski, büyük kümelerin hafif ama potansiyel olarak saptanabilir, istenilen bir yönde hareket ettiğini ve galaksi araştırmalarında ana kara delik nedeniyle olan dönüşün etkisini görebilmemiz gerektiğini söylemektedir.
Evren, evrenler okyanusunda bir baloncuktur
Büyük patlamadan sonraki saniyelerde ne olduğu düşünüldüğünde başka bir kozmik bulmaca ortaya çıkmaktadır. Evren doğduktan kısa bir süre sonra yayılan ışık kalıntıları uzayı ilk oluştuğu zamandan sonra normal bir genişleme hızına geçmeden önce göz açıp kapayıncaya kadar kısa bir sürede katlanarak büyümektedir. Enflasyon teorisi, yerçekimi dalgaları adı verilen uzay-zamanda dalgalanmalarının potansiyel keşfi ile daha da artmıştır (ancak hala doğrulanmamış).
Enflasyon teorisi doğrulanırsa, bazı teorisyenler çoklu evrenlerden oluşan köpüklü bir denizde yaşadığımızı iddia edeceklerdir. Eski enflasyon teorilerinden bazıları büyük patlamadan önce uzay-zamanın, kendiliğinden kararsız olan madde ve radyasyondan yoksun yüksek enerji alanı olan sahte bir boşluk olarak bilinen şeyi içerdiğini söylemektedir. Kararlı bir duruma ulaşmak için vakum, bir tencere de kaynayan su gibi köpürmeye başladı. Her baloncukla birlikte sonsuz çoklu evren ortaya çıkaran yeni bir evren doğdu.
Bu fikri test etmedeki sorun, kozmosun aşırı derecede büyük olmasıdır. Gözlemlenebilir evren her yöne yaklaşık 46 milyar ışıkyılı uzanır ve en iyi teleskoplarla bile bu kadar büyük bir balonun yüzeyine bakmak mümkün değildir. Günümüzde büyük patlamadan kalan ışıklara ilişkin haritalar, gökyüzünde kozmik bir maddeye çarpmaktan kaynaklanan ve ezilmeler nedeniyle aşırı derecede soğuk noktalar olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, California Üniversitesi’nden Carroll Wainwright liderliğindeki araştırma ekibi, kabarcıklı çarpışma sonucunda büyük patlamanın geride başka ne tür izler bırakacağını anlamak için bilgisayar modelleri geliştirmeye çalışmaktadır.
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
