Büyük Patlama Kuramı Nedir?


Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması
Büyük Patlama'nın arkaplan ışımasının 2013'ye yapılan haritası. Avrupa Uzay Ajansı Planck uzay aracı evrendeki en eski ışıkları kaydetti. Bu bilgiler astronomlara evrenin yaşının hesaplanmasında yardımcı oldu.

Büyük Patlama Kuramı, evrenimizin nasıl başladığıyla ilgili önde gelen kuramlardan biridir. Kısaca şunu söylüyor: Evren, bir tekillikten, 13.8 milyar yıl boyunca bugün bildiğimiz haline doğru genişledi.

Günümüz teknolojisi gökbilimcilerin, evrenimizin doğumuna bakmasına olanak sağlayacak kadar gelişmediğinden, bugün bildiklerimizin çoğu matematik formüllerinden ve modellerinden geliyor. Yine de gökbilimciler bu genişlemeyi kozmik mikrodalga arkaplan ışıması olarak bilinen fenomen sayesinde görebilirler.

Gökbilimcilerin çoğunluğu Büyük Patlama Kuramı'nı kabul etseler de, Sonsuz Genişleme ve Döngüsel Model gibi alternatifleri tercih edenler de vardır.

Büyük Patlama İllüstrasyonu

İlk Saniye ve Işığın Doğumu

NASA'ya göre evren başladıktan sonraki ilk saniyede sıcaklık 5.5 milyar dereceydi. Evren nötron, elektron ve proton gibi temel parçacıklarla doluydu ve giderek soğurken bunlar ya kayboldular ya da birleştirler.

Işık dışarıya bir şey taşıyamadığından, bu çorba evrene bakmak mümkün değildi. Çünkü tıpkı güneş ışığının bulutlardaki damlaları dağıtması gibi, bu çorbadaki serbest elektronlar da fotonları (yani ışığı) dağıtıyordu. Zamanla bu serbest elektronlar çekirdeklerle birleşerek nötr atomları yarattılar. Böylece ışık, Büyük Patlama'dan 380.000 yıl sonra yayılmaya başlayabildi.

Bu erken ışık, bazen Büyük Patlama'nın son parıltısı da denir, düzgün bir isimlendirmeyle kozmik mikrodalga arkaplan ışıması olarak bilinir. Bu, ilk olarak Ralph Alpher ve diğer biliminsanları tarafından 1948 yılında öngörülmüştü; fakat kazara keşfedilmesi 20 yıl sonra oldu.

1965 yılında Arno Penzias ve Robert Wilson bir radyo alıcısı yaparken, beklenenden daha fazla bir cızırtı olduğunu buldular. Bu anormalliğin sebebinin güvercinler ve dışkıları olduğunu düşünüp, antenin olduğu bölgeyi bunlardan arındırdılar. Yine de bu, bir çözüm olmadı.

Arno Penzias ve Robert Wilson

Aynı zamanda Princeton Üniversitesi'nden Robert Dicke öncülüğünde bir ekip de kozmik mikrodalga arkaplan ışımasını yakalamaya uğraşıyordu. Sonra anlaşıldı ki Penzias ve Wilson çoktan onu bulmuşlardı.

Evrenin Yaşını Belirlemek

Hem NASA hem Avrupa Uzay Ajansı, kozmik mikrodalga arkaplan ışımasını birçok kez gözlemledi. 2013 yılında ise Avrupa Uzay Ajansı'nın Planck uzay aracı da eşi benzeri görülmemiş detayda bir evrenin bir haritasını yayınladı. Bununla birlikte ortaya çıktı ki evren 13.7 milyar yıl değil, 13.82 milyar yaşındaydı.

Planck
Bu harita bazı bilinmezlikler de doğurdu; mesela Güney Yarımküre'nin Kuzey Yarımküre'ye göre daha kırmızımsı olması gibi. Büyük Patlama Kuramı'na göre nereye bakarsanız bakın çoğunlukla aynı olmalıydı.

Haritayı incelemek gökbilimcilere evrenin bileşimini anlamak gibi başka faydalar da sağladı. Araştırmacılar evrenin çoğunun geleneksel araçlarla sezilemeyen karanlık madde ve karanlık enerjiden meydana geldiğini düşünmeye başladılar. Evrenin sadece %5'i gezegenler, yıldızlar ve galaksilerden oluşuyordu.

Kütleçekimsel Dalgalar Tartışması

Gökbilimciler evrenin başlangıcını görebilseler de aynı zamanda evrenin hızlı genişlemesi için bir kanıt da arıyorlardı. Kurama göre Büyük Patlama'nın ardındaki ilk saniye evren ışık hızından daha hızlı genişlemişti. Bu Albert Einstein'ın Görelilik Kuramı'yla çelişmez; çünkü kuramda evrenin içindeki herhangi bir şey için en yüksek hızın ışık hızı olduğunu söylenir. Dolayısıyla evrenin kendi genişlemesi bu ifadenin dahilinde değildir.

2014 yılında gökbilimciler kozmik mikrodalga arkaplan ışımasında B-modes ismini verdikleri, evrenin genişleyip kütleçekimsel dalgalar yaratmasıyla oluşan bir çeşit kutuplaşmayı bulduklarını duyurdular. Araştırma ekibinden astrofizikçi John Kovac, bulduklarının aradıkları kanıt olduğundan çok emindi. Aylar sonra galaktik toz bulutunun sonuçları etkilemiş olabileceği duyurulsa da, araştırmacı özünde doğru sonuçlara ulaşmış olduklarını düşünüyordu.

Bunun haricinde kütleçekimsel dalgalar, 2016 yılından beri artık Lazer İnterferometre Kütleçekim Dalga Gözlemevi (LİGO) sayesinde kara deliklerin hareketleriyle ve çarpışmalarıyla da doğrulanabiliyor. LİGO'nun daha hassas hale gelmesiyle kütleçekimsel dalgaları bulmak gitgide kolaylaşacak.

LİGO
Kütleçekimsel dalgaları yakalayan LİGO

Kaynak 1: [https://goo.gl/JRmDsz]