Big Bang - 2

Big Bang - 2

Makaleler 06 Temmuz 2015
Büyük Patlama’nın bir saniyenin milyonda birinden daha az bir zamanı içinde, kâinat bir anda değişip bir atomdan birkaç milyar kat daha büyük hale geldi. Sonra da bir beyzbol topu büyüklüğüne erişti. Bu an içinde 13,7 milyar yılda olduğundan daha hızlı büyüdü. Evrenin ilk anlarında enerjiden başka hiçbir şey yoktu. Peki, saf enerji nasıl maddeye dönüştü?

Saatler, dakikalar ve saniyeler günlük yaşamın temelini oluşturuyor. Fakat büyük patlamadan sonra her şey 1 saniyeden daha kısa bir süre içinde gerçekleşti. Bu zaman dilimini kavramak ve her dilimini analiz etmek oldukça zordur. Bunun için bilim adamları, Planck zamanı denilen yeni bir zaman ölçümü kullanırlar. Bir Planck zamanı 10-43 saniyedir. Bu hayal edemeyeceğimiz kadar küçük bir zaman dilimidir. Fakat bu Planck zamanının ilk anında olanlar bundan sonraki 13,7 milyar yılın kaderini belirledi. Bu büyük patlamanın ardından, doğanın dört temel kuvveti meydana geldi. Bu kuvvetler etrafımızdaki her şeyin temelini oluşturur. Yıldızların ve gezegenlerin oluşmasının nedeni kütle çekimidir. Ay’ı ve gelgitleri kontrol eder ve bizi yeryüzünde tutar. Elektromanyetizma şehirlerimizi aydınlatır ve tüm elektronik aletlerin çalışmasını sağlar. Ayrıca zayıf ve güçlü olan iki nükleer kuvvet bedenimizi oluşturan en küçük parçacıkları birleştirir ve yıldızların yanmaya devam etmesini sağlar. Büyük patlamadan sonra bu kuvvetler oluştuğu için biz hayattayız. Onlar olmasaydı evren özelliksiz bir radyasyon bulutundan ibaret olurdu. Planck zamanının ilk anında kütle çekimi, elektromanyetik ve nükleer kuvvetler henüz birbirinden ayrılmış değildi.

Maddenin ortaya çıkışı bilim adamları için bir sırdı, ta ki 1905 yılına kadar. Sonrasında Albert Einstein şu meşhur denklemi buldu: E= m*c2. Einstein bize E (Enerji)’nin ve M (Kütle)’nin aynı şeyin farklı formları olduğunu gösterdi. Kütle ve enerji birbirlerine dönüşebilirlerdi. Bazı bilim adamları bu denklemi tarihin en ölümcül silahı olarak kullandı: Atom bombasını. Bu da evrenin oluşumundaki ilk anda neler olduğuna dair bir fikir verdi. Nükleer bir patlamada maddenin parçacıkları devasa bir patlama yaratmak için birbirinden ayrılırlar. Büyük patlamada ise tam tersi gerçekleşmişti. Bu devasa enerji, maddeye dönüşmüştü. Einstein’ın denklemi bir sonucu ortaya çıkardı. Bebek evren büyüyüp soğudukça büyük patlamanın saf enerjisi de maddenin bizi oluşturan parçalarına dönüştü. Fakat atomun oluşması ile ilgili büyük bir soru işareti vardı.  Maddenin ilk hali nasıldı ve nasıl oldu da atomu oluşturan proton ve nötronlar haline geldi. Büyük patlamadan sonraki ilk anda maddenin aşırı sıcak yapı taşlarını görmenin tek bir yolu vardı. Büyük patlamanın koşulları yeniden oluşturulmalıydı. Bir yıldızın merkezindeki ısı on milyonlarca derece ile ölçülürken, büyük patlama trilyonlarca dereceyi ifade ediyordu. Bu muazzam ısı ancak parçacık hızlandırıcıları sayesinde ortaya çıkarılabilirdi.

1995 yılına kadar yapılan hızlandırıcı deneyleri sayesinde proton ve nötronların yapı taşları ortaya çıkarıldı. Kuark adı verilen bu parçacıklar takip edilemeyecek kadar hızlıdırlar. Kuarklar hiçbir zaman tekli halde bulunmazlar. Kuarkların meydana getirdiği yapılar hadron olarak isimlendirilir. Kararlı yapıdaki hadronların en kararlıları proton ve nötrondur. Fakat maddenin sırrını öğrenebilmek için kuark davranışları hakkında daha çok şey bilmek gerekiyordu.

Proje 2000 yılında başladı. Atom çekirdekleri çarpıştırıldı ve parçacıklardan karmaşık bir püskürme ortaya çıktı. Verileri analiz etmek 5 yıl sürdü. Sonuçlar şok edici nitelikteydi. Atom çekirdeklerini çarpıştırdıklarında ortaya bir gaz çıkacağı düşünülüyordu; fakat açığa çıkan şey sıvıydı. Buradan anlaşıldı ki madde kâinatta ilk kez ortaya çıktığında, kuarklar o kadar yoğun ve enerji doluydular ki evrenin tümü sıvı gibiydi. Evren 1 sn’den çok daha kısa bir sürede enerji topundan bir kuark çorbasına dönüştü. Sıvı evren, sıcak, yoğun ve şiddetliydi. Sürekli karşılıklı etkileşimde olan küçük parçacıklarla doluydu. Büyük patlamadan sonraki ilk saniyede evren maddenin yapı taşlarıyla doldu.

Çevremizdeki her şey büyük patlamadan açığa çıkan enerjiden meydana geliyor.  Bu kadar çok maddeyi oluşturan evrenin nasıl meydana geldiği ise en büyük soru işaretlerinden biriydi. Yine parçacık hızlandırıcı bu soruyu yanıtlayabilirdi. İlk an tekrar oluşturulduğunda eşit derecede iki madde oluştu: Madde ve Anti madde. Biri etrafımızda gördüğümüz madde diğeri ise onun tam tersidir. Bu iki madde birbirinin aynısı gibi görünür fakat tamamen zıt ve bir araya geldiklerinde birbirlerini yok eden iki maddedir. Evrenin başlangıcında saniyenin milyonda birinde madde ve anti madde çarpışarak muazzam derecede bir enerji açığa çıkardı (Kozmik arka plan ışını işte bu anti madde ve madde savaşından kalmadır). Eğer bu yoğun madde sıvısı içinde madde ve anti madde birbirini nötrleseydi ortada hiçbir şey kalmazdı. Sadece bu çarpışmalardan açığa çıkan radyasyon var olurdu ve hiçbir zaman madde oluşmazdı. Şuan ise görünür evrende madde hâkimdir. Peki, madde anti maddeyi nasıl yenmişti. Bu bilimin en büyük gizemlerinden birisidir. Başka bir yazıda bu durumla ilgili öne sürülen hipotezlerden bahsedeceğim. Her nasıl olduysa bir şey maddenin galip gelmesine neden oldu ve geriye eskisinden çok daha az miktar bir madde kaldı ve evren bu maddeden meydana geldi. Fakat bir şey bilmece daha vardı: maddenin yapı taşlarının nasıl oluştuğunu artık biliyorduk ama maddelerin nasıl kütle kazandığını bilmiyorduk. Kâinattaki her şeye kütlesini veren şey neydi?

1964 yılında İngiltere’deki Edinburgh Üniversitesi’nde görevli Fizikçi Peter Higgs sarsıcı bir teori ortaya attı. Görünmeyen bir kuvvet alanının ilk anda evreni kaplayarak parçacıklara kütle kazandırdığını iddia etti. Buna Higgs alanı adı verildi. Parçacıklar onunla iletişime girince kütle kazanıyordu. Bilim adamları Higgs alanını bir çamura benzettiler. Bir arabayı elinizle kuvvet uygulayarak ittirebilirsiniz. Fakat çamura batan bir arabayı hareket ettirmeniz çok daha zor olacaktır. Bir cisim bu çamura ne kadar bulaşırsa o kadar kütle kazanacaktır. Araştırmacılar, Higgs alanının kendine has bir parçacık tarafından taşındığını düşünüyordu. Sosyal medya buna tanrı parçacığı adını verdi. Bilim insanları ise Higgs Bozonu olarak nitelendirdiler. Matematik hesaplamaları tutuyordu. Teorik olarak mümkündü. Fakat hiçbir çarpıştırıcı Higgs Bozonu’nu ortaya çıkaracak kadar güçlü değildi. Bunun üzerine bilim adamları İsviçre, Cenevre’de 12 ülkenin katılımıyla insanlık tarihinin en pahalı deneyini yapmak için kolları sıvadı.
 

Dünyanın en büyük hadron çarpıştırıcısı ve Higgs’i bulabilmek için en büyük şansımızdı. Maliyeti 10 milyar dolara mal oldu ve yapımı 15 yıl sürdü.  Projede 7000 bilim insanı görev aldı. En son 13,7 milyar yıl önce meydana gelen koşulları küçük ölçekte yeniden yarattılar. Yerin 90 metre altında 27 km uzunluğunda yuvarlak bir boru içinde saç telinden daha ince olan iki proton ışını neredeyse ışık hızına ulaşacak kadar hızlandırıldı. 300 trilyon proton borunun etrafında ters yönlere doğru dönerek devasa detektörlerin merkezinde defalarca çarpıştırıldı. Her proton çarpışmasının gözlemlenmesi için saniyede 40 milyon kare fotoğraf çeken kameralar kuruldu. Higgs Bozonu, CERN'de yapılan deneyler sonucunda 4 Temmuz 2012’de keşfedildi ve 14 Mart 2013’te keşif resmi olarak duyuruldu. [1] Bu deney, Belçikalı fizikçi François Englert ile İngiliz bilim adamı Peter W. Higgs'e Nobel Fizik Ödülünü kazandırdı.

Cern deneyi sayesinde yapbozun eksik parçasını da tamamlamış olduk. Artık Büyük Patlama sonrasına dair çok şey biliyoruz. Maddenin temel taşlarına kadar nasıl oluştuğunu, nasıl kütle kazandığını kavradık. Geriye tek bir soru işareti kalıyor. Büyük patlamadan öncesi var mıydı? Günümüzde buna yönelik birçok hipotez mevcut. Paralel Evrenler bu hipotezlerin başında geliyor. Matematiksel olarak mümkün ve diğer birçok teori tarafından destekleniyor. (Sicim teorisi, karanlık madde teorisi vs.) Görüldüğü gibi Big Bang’den kuarkların varlığına kadar tüm muazzam buluşlar zamanında birer hipotezden (varsayım) ibaretti. Henüz güneş sisteminin dışına bile çıkamamışken evrenin doğuşunu keşfettik ve evrenin 13,7 milyarlık tarihini okuduk. Hiç şüphe yok ki bilim en zor soruların yanıtı vermeye devam edecektir.

İLK BÖLÜM: BİG BANG - 1

 

Kaynaklar
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/CERN
http://www.space.com/25126-big-bang-theory.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang
http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang/
http://home.web.cern.ch/about/experiments
The Most Important Second Ever, BigBang , (National Geographic- Documentary)

  FACEBOOK YORUMLARI

  YORUM YAP

Bu içeriğe yorum yapabilmek için lütfen
06 Eylül 2015
Elinize saglik cok guzel bir yazi.
31 Mayıs 2016
Çok başarılı ve anlaşılır bir yazı olmuş. Teşekkürler bizleri aydınlattığın için.
31 Mayıs 2016
'' İlk an tekrar oluşturulduğunda eşit derecede iki madde oluştu: Madde ve Anti madde. Biri etrafımızda gördüğümüz madde diğeri ise onun tam tersidir. Bu iki madde birbirinin aynısı gibi görünür fakat tamamen zıt ve bir araya geldiklerinde birbirlerini yok eden iki maddedir. Evrenin başlangıcında saniyenin milyonda birinde madde ve anti madde çarpışarak muazzam derecede bir enerji açığa çıkardı '' bu kısmı biraz detaylandırma şansınız varmı madde ve karanlık madde kavramları nedir ? Nasıl oluştular? evrenin bu 2 maddenin çarpışmaları sonucu oluştuğundan bahsetmişsiniz. Birde Stephen Hawking başta bilim adamlarının Herşeyin Teorisi adı altında uğraştığı teori nedir ? Hawking 'in bahsettiği karadelik kavramı nedir ? Nasıl ve ne zaman oluşmuştur ? Bakış açısı yanlış olabilir ama krolonojik bir karmaşa var şuanda bende :)
13 Aralık 2016
siteye like butonu lazım :)

Giriş Yap

Arkadaşına Gönder