Big Bang Kuramından Önceki Evren Modelleri
Gökyüzü ilkel insandan bu yana insanın ilgisini çekmiştir. O dönemlerde insanlar, çoğu kez başlarına gelen iyi ve kötü şeyleri de hep gökyüzüne, orada görüp tanımlayamadığı yıldızlara ve çoğu kez oralarda bir yerlerde olduğunu varsaydığı doğa üstü güçlere bağlamıştır.
• 1- M.Ö. 384-322 yıllarında yaşayan Aristo evrenin iki ana bölgeden oluştuğunu söyler. Birinci bölge ay ile dünya arasıdır.İkinci bölge ise “ay’ın ötesi”.
• 2- Batlamyusa göre ise gezegenler hayali bir noktanın etrafında dolanıyordu; bu hayali nokta da dünyanın etrafında dolanıyordu.
• 3- Kopernik ise güneş merkezli bir evren modelini zamanında kabul ettirmiştir.
• 4- Emanüel Kant ise evrenin sonsuzdan beri var olduğunu savunmaktadır.
20. yy ın başlarında ortaya çıkan bir gelişme ise hiç değişmeyen statik evren düşüncesini sona erdirdi. Bu yıllarda Amerikalı Astronom Edwin Hubble, Mount Wilson Gözlemevi’ndeki 2.5 m.lik teleskobuyla sarmal gökadaların uzaklıkları konusunda yaptığı çalışmalar sırasında, bu gökadalardan gelen ışığın kırmızıya kaydığını saptamıştı. Kırmızıya kayma Dopler yorumuna göre “uzaklaşma” anlamına geliyordu. Freidman ve Lemaitre bu durumu evrenin genişlemesi olarak yorumlamış ve genişleyen bir evrenin bir başlangıç noktası olması gerektiğini düşünmüşlerdi.
Big Bang’te Problemler
İkinci Dünya Savaşı’nın hemen sonunda Fred Boyle, Herman Bondi ve Thomas Gold “Durgun Hal” ( Değişmez Durum) modelini ortaya attılar. Bu modele göre evren Hublle’ın keşfettiği gibi genişliyor ama zaman içinde bir değişiklik göstermiyordu.
Onlara göre büyük patlama kavramında geçmişe ait bir tutarsızlık vardı. Evrendeki bütün madde ve enerji bir anda, birdenbire mutlak olarak hiçbir şeyden yaratılmıştır. Onların alternatif olarak ileri sürdükleri ise değişmez durumda bir evrendi, yani temel olarak her zaman aynı olan bir evren. Galaksilerin Dopler kayması ile birbirlerinden uzaklaşması sürerken, arkada bıraktıkları boşluk devamlı olarak yaratılan yeni madde ile doldurulmaktadır. Bu oluşacak hammadde, yeni oluşacak galaksilerin tohumlarını eker ve böylece esas olarak evrende galaksi dağılımı sabit kalır.
Big-Bang konusunda önemli eleştirilerin başında başlangıç süreçleri ile ortaya çıkan sorunlardır. Model öncelikle big-bang öncesini açıklayamadığı gibi patlama an’ını ve patlamanın neden gerçekleştiği konusuna da bir açıklık getirememektedir.
Fiziksel belirsizlik fiziğin en temel enstrümanı olan ölçmeyi ortadan kaldırdığı için özellikle başlangıç durumu için yoğun eleştiriler vardır. Üstelik Einstein’dan bu yana evrenin başlangıcına ilişkin çalışmalar olanca hızıyla devam etmesine karşılık pek fazla bir yol katedilememiştir.
Büyük patlama anında ne olduğunu ve bu patlamaya neyin yol açtığını bilmiyoruz. Söylenen her şey bir tahminden öteye geçemiyor. Eğer evren bir tekillik noktasından oluştuysa ve bugünün evrenini oluşturan madde bu patlamayı izleyen süreçte meydana gelebilmişse, evrenin yeterince genişlemeye fırsat bulamadan oluşan çekim gücü nedeniyle, tıpkı karadelikler gibi içine çökmesi gerekirdi. Ama hala buradayız. Gezegenler, yıldızlar, galaksiler, gaz ve toz bulutları evrende yerini almış durumda.
Başka sorunlar da var. Galaksilerin incelenmesi onların yaşının kesin bir şekilde ortaya koymamıza neden olabiliyor. Oysa başlangıçtaki o “küçük uzay”ın hiç bir boşluk ve hiç bir düzensizlik içermeyen koşullarından bu kadar kısa bir süre içinde ve sadece kütle çekimine bağlı olarak bugünün evrenindeki 100 milyon ışık yılı genişliğinde, bir milyar ışık yılı uzunluğundaki devasa gökadaları oluşturamayacakları da bir başka eleştiri konusudur.
Genişleme problemi: Model evrenin neden genişlemeye başladığını açıklayamamaktadır. Başlangıç bir “kabul” durumundadır. Genişlemeye neden olacak bir mekanizma ortada yoktur.
Ufuk problemi: Kozmik mikrodalga fon ışınımı yüksek derecede eş yönlüdür. Hangi yöne bakılırsa bakılsın ışınım hep aynı sıcaklıkta gözlenmektedir. Bu derece eş yönlülüğün sağlanabilmesi evrenin her bölümünün birbiriyle etkileşim halinde bulunması anlamına gelmektedir. Ancak evrenin zıddı yönlerden gelen ışınımın eş yönlü olma olasılığı sıfırdır. Çünkü evrenin başlangıçtan bu yana geçen zaman içinde ışınımın, evrenin bir yanından diğer tarafına gidip etkileşim içinde bulunacak zaman yeterli değildir.
Düzlük sorunu: Büyük patlamayı savunan bilim adamlarının hesaplamaları evrenin “düz” olduğu yönündedir. Bu durumda evrenin sonsuza kadar devam etmesi ve sonsuzda durması şeklinde değerlendirilmektedir. Bu koşulun sağlanabilmesi için evrende madde yoğunluğunun metre küpte yaklaşık 3 hidrojen atomunun var olması demektir. Eğer evrende metreküpteki madde miktarı bundan büyükse genişleme durur ve evren çöküşe geçer, az ise genişleme hiç durmadan ilerler ve sonsuzda bile durmaz. Şu anki durum, yoğunluğun kritik bir düzeyde olduğunu göstermektedir. Ama yapılan gözlem ve ölçümler evrende maddenin metreküpte 1 proton olduğu yönündedir. Ayrıca evrenin bugün düz olması erken evrende de düz olmasını ve çok “kritik” ve “doğru” bir hızda genişleyebilmesini gerektirir. Model bu aşırı “hassas” duruma da bir açıklık getirememektedir.
Düzgünlük sorunu: Bugün gökadaları, gökada kümelerini ve süper kümeleri gözleyebilmekteyiz. Evrende bu topaklanmalar nerdeyse bir doğru biçiminde dizilmişlerdir ve aralarında devasa boşluklar vardır. Erken evrenin homojen yapısının bu kadar kısa bir zaman içinde böylesine farklı topaklanmaları nasıl oluşturacağı sorunu giderilememektedir. Son zamanlarda söylenildiği gibi, homojen yapıdaki küçük etkileşimlerin bu farklılığı yaratabileceği düşüncesi bilim adamlarınca kabul görmemekte ve evrenin bugünkü topaklanmış durumu tam olarak açıklanamaktadır.
Manyetik monopollük: Parçacık fiziği erken evrenin yüksek enerjisi içinde monopoller ve kozmik sicimler gibi parçacıkların bulunmasını öngörür. Ancak bugüne kadar bu tür parçacıklar bulunamamıştır.
Big Bang’te Enflasyon
Gerçekte tek bir büyük patlama modelinden sözetmek de çok anlamlı değildir. Modelin başı her derde girdiğinde, gözlem ve deney sonuçlarıyla ilgili her anlaşmazlık olduğunda, yeni modeller ortaya atılmaktadır. Lemaitre’nin patlaması, Gamow’un modeli ve onlara eklenen R.Dicke’nin salınan evren öngörüsü de kısa bir zaman içinde temelden çürütülmüştü. Her çalışma sonrasında ortaya çıkan sorunları çözmek için yeni senaryolara ihtiyaç vardı. 1981 yılında Alan Guth tarafından ortaya atılan şişme ( enflasyon) modeli bu sorunları gidermede nispeten başarılı sayılsa bile, modelin birtakım sorunları olması 1990′larda Anderei Linde’nin geliştirdiği “Yeni Enflasyon Modeli” ile bu sorunlar da aşılmaya çalışılmaktadır. Her iki model de evrenin genişleme mantığına yeni açılımlar getirdiği iddiasındadırlar.
Model yüksek yoğunluklu maddenin kütle itimine yol açacak koşullar taşıyabileceği temeline dayanıyordu. Bu tersine dönüşü yaratan şey maddenin çok büyük basınçlar altındaki davranış biçimiydi. Parçacık fizikçilerinin iddiası bu tür yoğunluklarda maddenin kütleçekimine karşı kütle itimi yaratabilecek negatif basınç oluşturabileceği yolundadır. Eğer gerçekten de böyle bir madde özelliği varsa, evren genişledikçe güçleri de artacak ve sonuçta genişleme üzerinde karşıt kütle çekimsel etkilerini gösterebilirler. Böyle bir durumda genişleme ivme kazanacaktır. Bu ivmelenme de madde alanlarının yeniden kütleçekim etkisine gireceği zamana kadar sürecek ve evren şişecektir. Kütleçekimin yeniden etkisini göstermesiyle genişleme yeniden şişme öncesindeki durumuna geri dönecektir. Şişme kuramı kağıt üzerinde kalmadığı ölçüde erken evrenin evrimini açıklama iddiası içindedir. Ve bu yolla evrenin ilk bir kaç saniye içindeki ışık hızının yüzlerce, milyonlarca katı şeklinde genişlemesini açıklayabilme iddiası taşıdığı gibi, patlamanın ortaya çıkardığı birtakım sorunları da kuramsal düzeyde de olsa bir açıklama getirebilmektedir. Genel anlamıyla şişme modelinin özeti budur.
Büyük patlama zihnimizdeki birçok sorunu çözdüğü için sarıldığımız bir kuram…gerçi bırakın tüm evrendeki maddeyi, Dünya’yı bile çok gerilerde bir zaman içinde bir nokta halinde düşünmek güç…Ama evrenin 14 milyar yıl önce başladığı yolundaki hesaplar, yaşantımızda alıştığımız bir başlangıç duygusuna cevap veriyor. Üstelik büyük patlama, evrenin içeriği, yoğunluğu, madde ve kuvvet parçacıklarının oluşumu ve değişimleri, yıldızların ve gökadaların nasıl ve ne zaman oluştukları konusunda bize çok değerli bilgiler sunmuş olan bir kuram. Ancak tek başına açıklamada yetersiz kaldığı olgular da yok değil. Bunların başında evrenin büyük ölçekte nasıl bu kadar homojen olduğu geliyor. Büyük patlama, hemen ardından evrende meydana gelen yoğunluk farklarını açıklamakta da o kadar başarılı değil. Ayrıca evrenin genişleme hızının sabit mi olduğu, yoksa giderek hızlandığı mı yolundaki tartışmalara da fazla yardımı yok.Kozmolojinin günümüzdeki standart modeli, orijinal büyük patlama ile şişme ( enflasyon) senaryosunu birleştiren bir model. (…) Şişme, evrenin homojenliğini ve büyük ölçeklerde (…) gözlenen düzgün (izotropik) yapısını, düz geometrisini, gökadaların dağılımını ve mikrodalga fon ışınımındaki dalgalanmaları açıklayarak Büyük Patlama’nın eksiklerini gidermek üzere geliştirilmiş bir senaryo.
Kaynaklar
http://www.yaziyaz.net/Blog/?p=129
Alt Kaynakça
(1) : Paul Harlpern; Evrenin Sırları; Sarmal Yay.; s.84.
(2) : H.Kırbıyık, Ü.N. Kızıloğlu, F.R.Rikkat Civelek, E.Beklen; Evren Nasıl Oluştu; ODTÜ yay. S.55.
(3) : John D. Barrow; Evrenin Kökeni; Varlık Bilim Yay. sah.42-43.
(4) : John. D. Barrow; Aynı yapıt. sah.44.
(5) : Steven Weinberg : İlk Üç Dakika; Tübitak Yayınları; Say.37
(6) : H.Kırbıyık, Ü.N. Kızıloğlu, F.R.Rikkat Civelek, E.Beklen; Aynı yapıt; Sah.43.
(7) : E.Hubble; Bilim ve Gelecek,Sayı 34; sah.34.( Prof.Rennan Pekünlü, Evren Genişliyor mu? makalesinden)
(8) : Rennan Pekünlü; Büyük Çöküntü mü? Büyül Buzul mu?; Bilim ve Gelecek; Şubat 2005, sayı 12. sah.13
(9) : Özgür Akarsu; Plazma Evren Modeli; Bilim Ve Ütopya; Ekim 2000, Sayı 76; say.17
(10): Raşir Gürdilek; Evren Kuramları; Bilim ve Teknik. s.417. Tübitak yay. s.39.
