Satürn, Güneş Sistemi’nin en büyük ikinci gezegenidir. Ekvatoral çapı ortalama 120.536 kilometre. Kıyaslayınca Dünya'nın ortalama yarıçapının (12.742 kilometre) yaklaşık 9,5 katı etmekte. Birden fazla Dünya'yı alıp birleştirerek Satürn büyüklüğüne ulaşmak isteseydik hemen hemen 764 tane Dünya’ya ihtiyacımız olurdu. Aynı şeyi ortalama çapı 1.392.700 olan Güneş için yapacak olsaydık yaklaşık 962.000 adet Dünya gerekirdi. Hatta ismini şu an hatırlamadığım bir yıldız, bir milyon civarında Güneş’i kapsayabilmekte.Bir de galaksileri düşünün. Cüce olanları 10 milyon, dev olanları 1 trilyon kadar yıldız içermektedir. Sonra evrenin gözlemleyebildiğimiz kısmını inceleriz. Bir de bakarız ki 225 milyar dev, 7 milyar cüce galaksi saymışız. Bu böyle gitmekte, daha fazlası var. Ama biz hepsini göremiyoruz. Çünkü çok uzaktalar. Hatta şuan bile bizden uzaklaşmaktalar.  Ama bir zamanlar çok yakındılar. Hatta ayrılmaz bir bütündüler. O kadar bütündüler ki mekan denen şey, zaman denen olgu, boyut kavramları… Hiçbiri yoktu! Ta ki İngilizce "Big-Bang" diye tabir edilen büyük patlama olayı gerçekleşene kadar.

Gerçi herkes büyük patlama teorisine inanmıyor ya. Noktadan bile küçük bir şeyden bu kadar şey meydana gelmesinin akıl kârı olmadığına inanıyorlar. Acaba birileri onlara o nokta dedikleri şeyin aslında atomdan bile -kat be kat- daha küçük olduğunu söyledi mi?

 

Bir tabir vardır: Yoktan var etmek! Belki de bu tabir, tüm bu aklı melaike sınırlarımızı zorlayan büyük patlama olayını açıklamak için bir kaçış yoludur. Ama fizik yasaları ve ölçümleri işin içinden bu kadar kolay çıkamayacağımızı göstermekte ki bu teori kozmolojik modelin oluşmasına bir sebeptir. Bu yazımda sizlere büyük patlama (Big Bang) teorisini ve dayandığı fiziksel olguları açıklayacağım.

Nasıl keşfedildi?

1912 yılında Vestra Slipher ve Carl Wilhelm spiral nebulalarla (bulutsu) ilgili çalışmalar yaptılar. Çalışmaları sonucunda nebulaların Dünya’dan uzaklaştığını hesaplayarak ortaya koydular. Yakın yıllarda Albert Einstein genel görelilik teorisini yayınladı. O teoride Einstein şöyle bir şeye değinmişti: "Evren durağan, sabit bir yapıya sahip olamaz. Ya genişleyecek ya da büzülecek!"

Tüm bu çalışmalar, hesaplamalar ve teoriler Georges Lemaitre ve Alexander Friedman tarafından incelendi. Ardından bu ikili 1927 yılında evrenin tekil bir noktadan genişlediğini belirten bir teori ortaya attılar. Bu teoride belirtildiği üzere zaman ilerledikçe evren genişliyordu. Fizikteki simetri yasalarına göre zaman ilerledikçe evren genişliyorsa zamanı geriye sardığımızda da büzülmesi gerekiyordu. Yani evren bir önceki gün daha küçüktü. Aynen bu şekilde zamanda geriye gittiğimizde evrenin çok yoğun bir noktada sıkışmış bir yapıda olduğunu görmeliyiz. Bu yapı çok sıcaktı ve içerisindeki o kadar sıkışmıştı ki belirli bir noktadan sonra dehşet bir şekilde patladı. Üstelik patlamaya da devam ediyor. Çünkü o küçük nokta hâlâ sınırlarını genişletiyor.

 

Evrenin oluşumunu ortaya atan bu teoriye büyük patlama (Big Bang) teorisi deriz. Bu teori kozmolojik modeli açıklayan en temel teori olduğundan modeli anlamak için bu teoriyi iyi bilmek büyük önem arz etmektedir. Bu büyük patlamanın günümüzden yaklaşık 13,6 milyar yıl önce gerçekleştiği belirtilmiştir. 

1. Fiziksel kanıt: Hubble Yasası

Büyük patlama teorisinin dayandığı ilk kanıtı 1929 yılında Edwin Hubble keşfetmiştir. Hubble, teleskop ile galaksilerden gelen ışıkları inceledi. İncelemeleri sonucunda ışıkların renk tayfının Dünya’ya yaklaştıkça kırmızıya kaydığını hesapladı. Işığın renginin kırmızıya kayması Doppler olayına dayanır.

Doppler olayı, bir gözlemcinin hareketli bir kaynaktan gelen dalgaların frekansını ve dalgasını farklı algılamasıyla ilgilidir. Eğer kaynaktan gelen dalgaların boyu azalıyorsa kaynak bize yaklaşıyor demektir. Eğer tam tersi dalgaların boyu artıyorsa kaynak bizden uzaklaşmaktadır. Hubble da galaksilerden gelen ışıkların renk tayfının kırmızıya kaydığını hesaplamıştı. Renk tayfında kırmızı ışığın dalga boyu diğer renklere göre daha büyüktür. Bu da demek oluyor ki galaksiler bizden uzaklaşmakta.

Hubble, Milton Hamason ile birlikte 1936’ya kadar çalışmalar yaptı. Çalışmaları sonucunda Dünya’dan uzaklaşan galaksilerin hızları, bize olan uzaklıkları ile doğru orantılı olduğunu keşfetti. Bu yasa, Hubble Yasası olarak bilinmektedir. 

Bu kanıtı anlamak için çok basit bir deney yapabilirsiniz. Şişirilmemiş bir balon üzerine rastgele on nokta işaretleyiniz. Ardından balonu şişirin. Balonun şiştikçe işaretlenen noktalar arasındaki uzaklığın arttığını göreceksinizdir. İşte evrenin genişlemesi de tam olarak böyledir.

2. Fiziksel kanıt: Kozmik fon ışıması

1948 yılında George Gamow, Ralph Alpher ve Robert Herman çalışmalar yaptılar. Bu çalışmaları neticesinde büyük patlamadan arda kalan bir kalıntı/ışınım olması gerektiğini teorik olarak ortaya koydular. Teorilerine göre kalıntının, 5⁰K sıcaklığında bir kara nesnenin yaydığı ışıma ile aynı dalga boyuna sahip olması gerekiyor. Bu da radyo dalgaları bölgesine tekabül etmekte.

1965 yılında bilim insanları duyarlı bir mikrodalga alıcısını test etmeye başladı. Testleri sırasında bir şey fark ettiler. Deney verilerine belli belirsiz fon oluşturan, garip bir ıslık sesi karışıyordu. Bunun üzerine bilim insanları çalışmalar yaptılar. Sonucunda bu garip fonun, büyük patlamadan arda kalan ışımalardan kaynaklandığını ortaya koydular. İşte bu ışımalara kozmik fon ışıması denir.

Mikrodalgayla yapılan testte kozmik fon arka ışıması keşfedilmişti. Ancak ışıma çok düzgündü. Bilim insanları böyle düzgün bir ışımasa galaksilerin meydana gelmesinin mümkün olmadığını belirtiyorlardı. Yani bu fonlar dalgalı olmalıydı. Bunun üzerine NASA, 1989 yılında ışımayı daha iyi analiz etmek için COBE’yi (kozmik fon kaşifi) uzaya gönderdi. COBE’nin ölçüm verileri ile bilim insanlarının hipotezleri birbirini tutmaktaydı. Yani kozmik fon öngörüldüğü üzere dalgalanmalar yapmamaktaydı.

Bahsini ettiğim kozmolojik model şu an tüm bilim dünyasında kabul görmektedir. Etkisi çok fazla. Her yeri etkilemiş. Felsefe, toplum, ahlak, genel kanılar, vs... Bir nevi dünyanın yuvarlak olduğunun kanıtı kadar etkileyici. Ama inanmayanlar da var. Başta bahsetmiştim. Bunu ise kutsal kitaplar ve birkaç tane efsanevi olaya bağlayarak karşı çıkmaktadırlar. Halbuki yaklaşık bin beş yüz yıl önce söylenen şu söze de bir bakın:

Muhakkak Allah, habbeyi (taneyi) ve çekirdeği patlatandır.

EN’AM (6)/95-96