Evren nasıl oluştu? sorusuna bir çoğumuz “Big Bang” Türkçesi ile Büyük Patlama deriz. Bilim insanları Evren ilk saniyelerinde neye benziyordu? sorusuna cevap için Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) fizikçileri, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (Large Hadron Collider) yaptıkları deneyin sonucunda, Büyük Patlama öncesi bir şeyler bilinemezken sonrası hakkında bir çok fikir ortaya çıkardı. Bu yazımızda ucu olmayan sınırsız evren hakkında geniş bilgiler vereceğiz. Yazımızda Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? Evren nasıl ve neden genişler? Evren neler içerir? Evrenin boyutu ve yaşı nedir? Işık yılı nedir? Parsek nedir? Paralaks Nedir? Evren nereye doğru genişliyor? Evrenin sınırı var mı? Evrenin sınırına yolculuk etmek mümkün mü? Evrenin sonu nasıl olacak? Evren hangi çağlardan meydana geliyor? sorularının cevabını bilimsel olarak astronomi uzmanlarından alacağız.

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler?

Evren nedir? Evren ya da kâinat, uzay ve uzayda bulunan tüm maddeleri barındıran ve değişik enerji biçimlerini bulunduran her şeyin barındıran bir bütüne verilen addır. Pozitif bilimler açısından evren, gök cisimlerini barındıran uzay ve uzayda yer alan her şeyin toplamıdır.

Evren’in yaşı nedir? 13,8 ile 14 milyar yıl arası olduğu tahmin ediliyor. Evren milyarlarca yıl önce, gördüğümüz ve göremediğimiz her şey, adına “Büyük Patlama” dediğimiz ani bir genişleme ile ortaya çıktı. Genişleme bugün hala devam ediyor. Büyük Patlama’nın öncesinde ne olduğunu tam olarak bilemesek de sonrasındaki süreçler hakkında birçok fikre sahibiz.

Büyük Patlama olayından 3 dakika sonra proton ve nötronlar birleşerek ilk atom çekirdeklerini oluşturdu. Ancak bu çekirdeklerin elektron yakalayıp ilk atomları oluşturması için yaklaşık 380.000 yıl daha geçmesi gerekti, işte o an evren ilk kez ışık saçtı. Bu ışınıma Kozmik Mikrodalga Arkafon Işınımı diyoruz. Hangi yöne bakarsanız bakın uzaya neredeyse mükemmel şekilde eşit dağılmış bir ışınım. Sıcaklığı ise yaklaşık -270 santigrat derece.

Evrenin oluşumuna dair bir çok bilim adamının ortak görüşü Bigbang (Büyük Patlama) teorisidir. Bu teoriye göre evren, sıfır hacimli ve çok yüksek bir enerji potansiyeli olup, sıkışmış bir noktanın patlamasıyla meydana gelmiştir. İlk patlama nasıl meydana geldi, evren oluşmadan önce bu boşlukta ne vardı, yada evren bu boşlukta mı genişliyor sorularına günümüzde halen cevabı verilememiştir.

Büyük Patlama sonucunda sürekli genişleyen evrenin her yerinde geçerli olan fizik kanunlarından kütleçekimi kanunu vasıtasıyla bağımsız gazlar birleşerek galaksileri (gök adaları) meydana getirdiler. Bu gökadalar yani galaksiler birbirlerine yaklaşıp gruplar oluşturdular. Galaksiler içinde bulunan yıldızlar ve bazı yıldızların çevresinde oluşan sistemler belirmiştir. Dünyamızın bulunduğu Güneş Sistemi de bunlardan birisidir. Keşfedebildiğimiz kadarı ile evrende 400 milyardan fazla galaksi ve 300 sextillion (3 × 10²³ (10 üzeri 23)) yıldız olduğu tahmin edilmektedir.

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? | Merkezinde Güneş sistemi olan gözlemlenebilir evrenin bir illüstrasyonu Kaynak: Unmismoobjetivo

Evren neler içerir?

Evrenin büyük oranda “karanlık madde” ve “karanlık enerji”den oluştuğuna inanılmaktadır.

Evren aslında bir yağlı boya tablosuna benzer. Eğer bir yağlı boya tablosuna uzaktan bakarsanız resimdeki ahengi ve uyumu kolaylıkla görürsünüz. Ancak eğer resmi çok yakından incelerseniz sanatçının fırça darbelerinin oluşturduğu küçük tepecikleri, vadileri ve ovaları görürsünüz. İşte evren de aynen böyledir. Küçük ölçeklerde uzay-zamanı büken galaksiler, galaksi kümeleri ve onların arasındaki boş uzayı görürken, ölçeği çok ama çok büyütüp evrene daha uzaktan baktığınızda çok daha homojen şekilde dağılmış galaksi kümelerini görürdünüz.

Bildiğimiz kadarıyla gördüğümüz her şey evrenin sadece çok minik bir kısmını kapsıyor. Tüm meteorlar, asteroidler, gezegenler, yıldızlar, galaksiler, gaz, toz ve gözümüzle veya gözlem araçlarıyla görebildiğimiz her şey (buna bizler de dahiliz) evrenin sadece %5’ini oluşturuyor. Geriye kalan %95’lik kısmı hakkında ise pek bilgimiz yok. Direkt olarak göremediğimiz bu %95’lik kısmın %25’i karanlık maddeden oluşuyorken geriye kalan kısmın karanlık enerjiden oluştuğunu düşünüyoruz.

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? | İnsanoğlunun ulaştığı galaksiler evrende kum tanesi kadar yer kaplamıyor belki

Evrenin boyutu ve yaşı nedir?

Gözlenebilir evrenin çapı 93 milyar ışık yılı yani 93.000.000.000 x 9.500.000.000.000 km. Unutmayın gözlenebilir evren ile evren farklı tanımlara işaret eder. Gözlenebilir evren bizim görebildiğimiz evreni kastetmektedir. Evrenin tamamı ise biz göremesek de gözlenebilir evrenden çok daha büyük hatta sonsuz büyüklükte olabilir. Belki büyük patlama dediğimiz olay 1 değil de 1’den fazla trilyonlarca başka evren oluşturmuş olabilir ve biz sadece birinin içerisinde yaşıyor olabiliriz.

Eğer gözlenebilir evrenin çapı 100 km olsaydı, ona kıyasla Dünya’nın çapı 1 mm’nin yaklaşık trilyonda biri kadar olurdu. İşte gezegenimiz Dünya’nın evren karşısındaki minikliği bu. Başka bir örnek daha verelim.

80 yıl yaşayan bir insan her gün ortalama 7 km yürümüşse bu hayatı boyunca yaklaşık olarak toplamda 200.000 km yürüdüğü anlamına gelir. Yani tüm hayatı boyunca Dünya-Ay arası mesafenin sadece yarısını kat edebilir. Ya da görünen evrenin şu anki çapının yaklaşık 5 Kentilyonda 1 ‘ini! (yani 0.0000000000000000002’sini!)

Yine zihinlerde canlanacak bir örnek olmadı. Görüyorsunuz ya biz minik dünyalılar için evrenin büyüklüğünü tam anlamıyla kavrayabilmek öyle kolay değil.

Evren bildiğiniz her şeyden daha yaşlı. Ne de olsa bildiğiniz her şeyin oluşması için önce evrenin oluşması gerekiyordu. Köpeğiniz, arkadaşınız, en sevdiğiniz oyuncağınız, arabanız veya öğretmeniniz buna dahil. Son yapılan hesaplamalara göre evrenin yaşı: 13.8 milyar yıl. iyi de nereden biliyoruz evrenin kaç yaşında olduğunu?

Eğer evrenin birim zamanda hangi hızla genişlediğini bilirsek filmi geri sarıp genişlemenin ne zaman başladığını yani evrenin yaşını belirlemiş oluruz. Bu da demek oluyor ki evrenin yaşı olarak bulacağımız değer aslında Büyük Patiama’dan
sonra geçen süreye denk gelir. Peki evren birim zamanda ne kadar genişliyor?

Buna Hubble Sabiti deniyor. Birimi ise biraz garip. Hubble sabiti bize Evren’de 1 megapar-seklik mesafenin saniyede ne kadar genişlediğini söylüyor. Yani birimi km/s/Mpc. Son hesaplamalara göre Hubble sabiti yaklaşık olarak 70 km/s/Mpc. Yani uzayın 1 Mpc’lik (megaparsek) kısmı saniyede 70 km genişliyor. Eğer bu değerin tersini alırsanız evrenin yaşını kabaca hesaplamış olursunuz. Peki nedir bu parsek? Bu sorunun cevabını vermek için astronomide uzunluk bilgilerine bir göz atalım.

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? | Astronomide uzunluk kavramları ve Paralaks nedir

Astronomide uzunluk

Astronomlar günlük yaşantımızda kullandığımız cm, m veya km gibi uzunluk birimlerini yıldızlar arası mesafe veya daha büyük ölçekler söz konusu olduğunda pek kullanmaz. Onun yerine ışık yılı, parsek, megaparsek gibi birimler kullanılır. Bu birimleri biraz açıklayalım;

• Işık yılı: Işık yılı ışığın 1 yılda aldığı yola eşittir. Işığın boşluktaki hızı saniyede yaklaşık 300.000 km’dir. Bu değeri bir yıldaki saniye sayısı olan 31.557.600 (365.25 x 24 x 60 x 60) ile çarparsak ışığın 1 yılda aldığı yolu yani ışık yılını bulmuş oluruz. Yaklaşık olarak 9.500.000.000.000 km!
• Parsek: Paralaks açısı 1 yay saniyesi olan cismin uzaklığı 1 parsektir deriz, yani 3.26 ışık yılı. Bir başka deyişle 3.26 x 9.500.000.000.000 km!
• Paralaks Nedir? :Bir cisme farklı açılardan bakıldığında o cismin konumundaki göreli yer değiştirme miktarıdır. İki bakış doğrultusu arasındaki açının yarısına eşittir. Astronomide paralaks bir yıldızın Dünya’dan bakış açısına göre farklı doğrultularda görünmesidir.

Evren nasıl genişliyor?

1927 yılında teorik olarak evrenin genişlemesini ilk bulan Georges Lemaitre‘dir. Fakat ondan 13. asır önce zaten teorik olarak Kuran-ı Kerim’de mevcuttu. 51. süre olan Zariyat süresi 47. ayetin Türkçe açıklaması: “Göğü gücümüzle biz kurduk ve onu biz genişletmekteyiz.”

Georges Lemaitre’den 2 yıl sonra 1929’da Edwin Hubble bu genişlemenin varlığını gözlemsel olarak gösteren makalesini yayımladı. O zaman Dünya’nın en büyük teleskobunun kendisinde olduğu düşünülürse bu pek de şaşırtıcı gelmiyor aslında. Yani bilinenin aksine evrenin genişlediğini ve dolayısıyla büyük patlamayı öneren ilk kişi Hubble değil Lemaitre‘dir. Elbette Rus bilim adamı Alexander Friedman’ın çalışmalarından da bahsetmeden olmaz.

Ünlü İngiliz fizikçi Stephen Hawking, 1983 yılında Amerikalı fizikçi James Hartle ile sonsuz evren teorisini ortaya koymuş ve evrenin sonsuz olduğunu çünkü zamanın tıpkı bir küre gibi kendi kendine büküldüğünü söylemişti.

1990’lı yıllara geldiğimizde bu genişlemenin beklenenin aksine yavaşlamadığını giderek ivme kazandığını gösteren bir çalışma yayınlandı. Bu çalışma daha sonra Nobel’e layık görüldü.

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? | Evren genişledikçe birbirinden uzaklaşan galaksiler ve ya galaksi kümelerini, bir balonun üzerindeki lekeler olarak görebilirsiniz. Balon şiştikçe birbirlerinin arasındaki mesafe daha da büyür

Peki nasıl bir genişlemeden bahsediyoruz?

Evren üzümlü ekmek gibi genişler. Üzümlü ekmeği hazırlayıp pişmesi için fırına attığınızda hamur giderek genişleyecek ve üzümler birbirinden uzaklaşacaktır.

Bu anlatımda üzümler galaksi kümelerini temsil ederken üzümler arasındaki hamur galaksi kümeleri arasındaki uzayı temsil eder. İşte evren bu şekilde genişler. Yani bir başka deyişle birkaç milyar yıl önce galaksi kümeleri birbirlerine bugün olduğundan daha yakın konumdaydılar. Zaman ilerledikçe genişlemeden dolayı aralarındaki mesafe arttı ve bugün hâlâ artmaya devam ediyor.

Eğer evreni şişen bir balonun yüzeyi olarak düşünürsek, balon üzerine çizilmiş her bir noktanın balon şiştikçe birbirinden uzaklaşması gibi galaksiler de evren genişledikçe birbirlerinden uzaklaşırlar.

Işık hızından daha hızlı genişliyor!

Bizden 4400 megaparsek (4400 Mpc = 14 milyar ışık yılı yani 1,3 x 10²³ km) uzaklıktaki ve daha ötedeki galaksiler yada galaksi kümeleri bizden ışık hızından daha hızlı uzaklaşıyor. Çünkü o galaksiler ile aramızdaki uzayın saniyedeki toplam genişleme miktarı ışığın 1 saniyede aldığı yoldan, yani 300 bin km’den daha fazladır. Yani bu hız, galaksiler veya galaksi kümelerine ait hızlar değildir. Aradaki uzayın genişleme hızıdır. Einstein 1905 yılında yayınladığı özel görelelik teorisinde ışık hızının evrenin her yerinde sabit olduğunu söylemişti. Buda evrende hiçbirşeyin ışık hızından daha hızlı gidemeyeceği anlamına gelir. Bu teori şimdiye kadarda değişmedi. Ancak bu uzay-zaman örtüsünün kendine koyulmuş hız sınır değildir.

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? | Evrende hala sırrını koruyan kara delikler evrenin yok oluşunda en son kalıp oda yok olacak

Evren nereye doğru genişliyor?

Bu soru aslında mantıksız bir soru. Çünkü eğer Büyük Patlama ile tüm evren oluşmuşsa ve evren sonsuzsa, ki öyle olduğunu düşünüyoruz, evren başka bir yapı içerisinde değil de kendi içerisinde genişlemektedir. Sonsuzluğu güzel yapan şey de bu, asla bitmez…

Bilgi deposunu gelgez : Milyonlarca yıl uzaklıktan gelen haberci Yerçekimsel dalgalar nedir?

Evrenin sınırına yolculuk etmek mümkün mü?

Evren sonlu veya sonsuz bir şekle sahip olsa da bir sınırı olmak zorunda değil. Yolculuğa başladığınızda bir süre sonra kendinizi tekrar başlangıç noktasında bulursam? şaşırmayın. Ancak evrende görebildiğimiz uzaklığın bir sınırı var. O da her yönde bizden yaklaşık 46 milyar ışık yılı ötede.

Eğer evrenin genişlemekte olduğunu ve belli bir uzaklıktan daha ötedeki tüm uzayın bizden ışık hızından daha hızlı uzaklaştığını biliyorsanız evrenin sonu varsa bile ona asla ulaşamayacağınızı da bilirsiniz.

Farz edelim ışık hızında giden bir uzay gemisi yaptınız ve yola koyuldunuz. Aslında ışık hızında giden bir uzay gemisi yapamazsınız. Bu sadece örnek vermek için yaptığımız bir varsayım. Uzay geminizle ışık hızında gidip bir miktar yol alana kadar belli bir uzaklıktan daha ötedeki her şey aynı sürede sizden ışık hızından daha hızlı uzaklaşacağı için onlara hiçbir zaman ulaşamazsınız. Ancak onların bazılarından gelen ışığa ulaşabilirsiniz. Çünkü o ufaktaki cismi terk eden ışık size doğru yol almaya başlamış olacağından bir süre sonra size ulaşacaktır. Bu evrenin genişlemesinin bir sonucudur. Ancak eğer evren genişlemiyor olsaydı yani ne kadar zaman geçerse geçsin boyutunda bir değişme olmasaydı işte o zaman 46 milyar ışık yılı öteye gidebilirdiniz. Ama yine karşınıza çıkan tek şey daha fazla uzay olurdu…

Hızla genişleyen ve sınırı bilinmeyen Evren nasıl oluştu? Evren nasıl işler? | Evren hayata başlamadan önce evrenin yerinde ne olduğuna dair bilim insanlarının hiç bir fikri yok.

Evrenin sonu nasıl olacak?

Evrendeki her şey gibi evrenin kendisi de bir gün bildiğimiz anlamda formunu terk ederek, tek bir yıldızın bile parlamadığı zifiri karanlık ve sessiz bir yere dönüşeceği düşünülüyor. Bu sanki bir balonun şişmesi ve sonunda bu balonun yavaş yavaş sönmesi anlamına geliyor. Evrenin hayat çizgisine bakıp onu nasıl bir sonun beklediğine göz atarak yazımızı sonlandıracağız.

Evrenin 5 önemli çağı var ve hayat çizelgesine göre listeleyelim.

1. İlkel Çağ (Büyük Patlama 0 – 400 milyon yıl): Bigbang yani Büyük patlamadan ilk yıldızlar ve galaksilerin oluşumuna kadar geçen süreyi kapsar.
2. Yıldızlı Çağ (400 milyon yıl- 10 üzeri 13 yıl) : Şu an bu çağ içindeyiz. İlk yıldızın oluşmasından son yıldızın son yıldızın sönüp yok olmasına kadar geçen süreyi kapsar. Tüm yıldızlar öldükten sonra evrende yıldız artıkları olan Beyaz Cüceler, Nötron Yıldızları ve Kara Deliklerle birlikte yıldız olamamış ama çok uzun süredir yaşayan cisimler olan kahverengi cüceler kalır.
3. Dejenere Çağ (10 üzeri 13 yıl – 10 üzeri 40 yıl): Beyaz Cüceler, Nötron Yıldızları ve Kahverengi Cüceler yok olana kadar sürecek çağ.
4. Kara Delik Çağı (10 üzeri 40 yıl – 10 üzeri 92 yıl): Evrenin son sakinleri olan Kara delikler yok olana dek sürecek çağdır. Kara delikler yok olduktan sonra evrende sadece atom altı parçacıklar ve fotonlar kalacaktır.
5. Karanlık Çağ (10 üzeri 92 yıl- Sonsuz): Evreni artık sonsuz bir karanlık kaplamıştır. Kim bilir belki evren tekrar oluşacaktır…

Bilgi deposunu gelgez :Dünyanın sonu mu geliyor? Durdurulamaz 6 kitlesel yok oluş

Kaynaklar ve Dış Bağlantılar

• Astronom Dr. Selçuk Topal
• NASA’s Hubble Finds Universe Is Expanding Faster Than Expected
• The Jet Propulsion Laboratory | NASA | The Big Bang and expansion of the universe
• Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results”