fbpx
Connect with us

Fizik

Büyük Patlamadan Öncesinin Var Olduğuna Dair Yeni Bir Teori Ortaya Atıldı

Published

on

Genel göreliliğin basit bir yorumuna göre, Büyük Patlama ‘her şeyin’ başlangıcı değildi. Bir araştırma ekibi, Einstein’ın ünlü denklemini kullanarak evrenin saatini geri aldı. Fizikçiler son dönemlerde Büyük Patlamanın başlangıç olmadığına inanıyor. Bunu anlamak için biraz geriye gitmeliyiz. 90 yıl kadar önce Georges Lemaître adlı bir Belçikalı gökbilimci, ışığın uzak galaksilerde değişmesine bağlı olarak evrenin genişlediğini iddia etti. Evren gittikçe büyüyorsa bu geçmişte daha küçük olduğu anlamını taşıyor. Saati geri sarmaya devam ettiğimizde- yaklaşık 13,8 milyar yıl – alanın tekillik olarak da bilinen inanılmaz derecede küçük bir hacimle sınırlandırılması gereken bir noktaya geliriz.

Stephen Hawking’in bir konuşmasında açıkladığı üzere zamanın başlangıcında Büyük Patlama olmuş olsaydı, evrendeki tüm maddeler üst üste binmiş olurdu. Bu alanda sonsuz bir yoğunluk meydana gelirdi. Fizikçilerin boş alandaki şeyleri tanımlamak için kullandıkları birkaç model vardır. Einstein’ın genel göreliliği bunlardan birdir – evrenin altında yatan kumaşın geometrisi ile ilgili olan yerçekimini tanımlar. Hawking ve matematikçi Roger Penrose tarafından önerilen teoremler, genel görelilik denklemlerinin sonsuz kısıtlı bir ölçekte (tekillik içinde olduğu gibi) olan çözümlerinin eksik olduğunu iddia ediyor. Çoğu zaman fizik tekilliği bozar, bu da hala mantıklı olan fizikten ne kadar küçük bir şey çıkarabileceğimize dair spekülasyonların bir karışımına yol açar.

Hawking yakın zamanda, “Güney Kutbu’nun güneyinde hiçbir şey yok, bu yüzden Büyük Patlama’dan önce etrafta hiçbir şey yoktu” diyeren Büyük Patlamayı Güney Kutbuna benzetmişti. Ancak diğer fizikçiler BigBang’in ötesinde bir şey olduğunu savundular. Bazıları diğer tarafta, zamanın geriye doğru gittiği bir ayna Evren olduğunu söylüyor.Diğerleri geri tepen bir evren fikrinde birleşiyor. Biraz farklı bir yaklaşım benimseyen fizikçiler Tim A. Koslowski, FlavioMercati ve David Sloan, bozulmanın genel görelilik tarafından tanımlandığı gibi belirli bir zamandaki özelliklerin bir çelişkiden kaynaklandığına işaret ederek yeni bir model geliştirdiler. Tekillik varsayımından geri adım atan araştırmacılar, uzay-zamanın haritasını kendi içindeki ‘şeylerden’ ayırarak mevcut alanın küçülme modelini yeniden yorumladılar. Oxford Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Sloan , “Tüm sorunlu terimler, Evrenin içeriden nasıl göründüğünü belirleyen büyüklüklerin davranışını yerine getirirken alakasız kalıyor ” dedi.

Bunun esasen kattığı şey, fiziğin yeniden doğanlar üzerine etki ettiği aşamada bozulmadan kaldığı BigBang’in bir açıklamasıdır. Ekip bunu tekillikten ziyade Janus Noktası olarak tanımlıyor. Evreni oluşturan nesnelerin göreceli konumları ve ölçekleri, zamanı geri sardıkça, iki boyutlu bir yassı haline gelir. Janus Noktasından geçmekle, sadece arkaya doğru olacak şekilde o yassılık yeniden 3D’ye döner. Bunun fizik terimleri olmadan ne anlama geldiğini söylemek zor, ancak araştırmacılar parçacık fiziğinde simetri üzerinde derin etkileri olabileceğine, hatta belki de en çok antimaddere dayalı bir Evren üretebileceğine inanıyor. Ters çevrilmiş bir evren fikri eski olsa da tekillik sorunu etrafında bu şekilde çalışma yaklaşımı yenidir. Sloan, ‘Yeni ilkeler getirmiyoruz ve Einstein’ın genel görelilik teorisinde hiçbir değişiklik yapmıyoruz – yalnızca nesnelere uygulanan yorumlamayı değiştiriyoruz’ dedi.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/mind-bending-study-suggests-time-did-actually-exist-before-the-big-bang

Astrofizik

Karanlık Madde Nedir

Published

on

Karanlık maddenin varlığı ortalama 70 yıl kadar önce İsviçreli bir gökbilimci olan Fred Zwicky tarafından fark edilmiş ve o günden sonra da sürekli olarak doğrulanmıştır. Şimdi Fred Zwicky’nin izlemiş olduğu yöntemi bir örnek ile anlamaya çalışacak olursak; Ay, Dünya’nın üzerine düşmüyorsa ki bunu Newton’dan beri biliyoruz, bunun nedeni gezegenimizin çevresinde bir yörüngede olmasıdır. Dünyanın çevresindeki dönme hızı ona tam da onu gezegenimize doğru çeken kütle çekim kuvvetine karşı koymak için gereken merkezkaç kuvvetini sağlar. Eğer daha hızlı dönseydi uzay boşluğuna doğru sürüklenirdi ve biz de onu kaybederdik. Yine aynı şekilde Dünya daha büyük kütleli olsaydı Ay’ın da mevcut uzaklığında bu dengeyi koruyabilmek için daha hızlı dönmesi gerekecekti. Bu şekilde Ay ’ın yörünge hızından yola çıkarak Dünya’ nın kütlesini ölçebiliriz.

karanlik-madde-nedir

Bu yöntem Dünya’ nın yörünge hareketinden yola çıkarak da Güneş’ in kütlesini öğrenmemizi de sağlamaktadır. Yine bu aynı teknik galaksinin merkezi çevresindeki yıldızların yörüngesine de uygulanabilir. Mesela Güneş’ in Samanyolu’ nun merkezinin çevresindeki dönüşünü yaklaşık saniyede 200 km hızla 200 milyon yılda tamamlar. Fakat bu noktada karşımıza bir problem çıkar. Galaksinin, yıldızları merkezine doğru çeken görünür kütlesi yani yıldızlar, bulutsular vs. onları yörüngelerinde tutmak için yeterli değildir. Bu yörüngenin korunabilmesi için yıldızlar ile galaksinin ortası arasında yaklaşık 10 kat daha fazla madde bulunması gerekir.

Diğer bir deyişle, galakside teleskoplarımız ile gözlemlediğimiz yıldız ve bulutsulardan başka bir şey olmasaydı, yıldızlar hızla uzaklaşıp galaksiler arası boşluklara doğru giderlerdi. Aynı sorun benzer çalışmaların yapıldığı diğer galaksilerde de karşımıza çıkmaktadır. Galaksilerde başka bir bileşen daha olmalıdır, bu bileşen görünmezdir yani foton yaymaz, yıldız ve bulutsuların toplamından yaklaşık 10 kat daha büyük kütlelidir ve alışık olduğumuz madde gibi çevresindeki cisimleri kendine çekme özelliğine sahiptir. İşte buna Karanlık Madde denilmektedir.
Yıldızların hareketlerine değil de galaksi yığınları içinde galaksilerin kendilerinin hareketlerine yönelik başka pek çok gözlem, nitelik bakımından görünmez maddenin varlığı ve nicelik bakımından ( görünür maddenin yaklaşık 10 katı büyüklüğünde ) bizi aynı sonuca götürecektir.

Editör / Yazar: İsa EKİCİ

Kaynak: https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy

Continue Reading

Bilim

Gerçek Yaşamda Einstein’ın Görelilik Teorisini Görebilmenin 8 Yolu

Published

on

1.Derin etkiler: Görelilik, 20. yüzyılın en ünlü bilimsel teorilerinden biridir, ancak günlük yaşamımızda gördüğümüz şeyleri ne kadar iyi açıklar? 1905 yılında Albert Einstein tarafından formüle edilen görelilik teorisi, fizik yasalarının her yerde aynı olduğu düşüncesidir. Teori, nesnelerin uzaydaki ve zamandaki davranışını açıklar ve kara deliklerin varlığından, yerçekimi nedeniyle hafif bükülmeye, yörüngesindeki Merkür gezegeninin davranışına kadar her şeyi tahmin etmek için kullanılabilir. Teori aldatıcı bir şekilde basittir.İlk olarak, “mutlak” referans çerçevesi yoktur.Bir nesnenin hızını veya momentumunu veya zamanı nasıl deneyimlediğini her ölçtüğünüzde, daima başka bir şeyle ilişkili oluşudur. İkincisi, ışığın hızı, kimin ölçtüğü ya da ölçen kişinin ne kadar hızlı gittiğinin önemi yoktur. Üçüncüsü, hiçbir şey ışıktan daha hızlı ilerleyemez. Einstein’ ın en ünlü teorisinin sonuçları derindir. Işığın hızı her zaman aynıysa, bu, Dünya’ya göre çok hızlı giden bir astronotun, Dünya’ ya bağlı bir gözlemcinin alacağından daha yavaş bir şekilde işaret eden saniyeleri ölçeceği anlamına gelir – zaman esasen zaman genişlemesi olarak adlandırılan bir fenomen olan astronot için zaman yavaşlar.

Büyük bir yerçekimi alanındaki herhangi bir nesne hızlanıyor, bu nedenle zaman genişlemesine de maruz kalacak. Bu arada, astronotun uzay gemisi uzunluğu daralmaya maruz kalacak, bu da uzay aracını uçarken fotoğrafını çektiğinizde, hareket yönünde “kıvrılmış” gibi görüneceği anlamına gelir. Ancak gemideki astronot için hepsi normal gözüküyordu. Ek olarak, uzay gemisinin kütlesi Dünyadaki insanlar açısından da artıyor gibi görünüyor. Ancak göreceli etkileri görmek için ışığın hızına yakın bir mesafeden yakınlaştırma yapmanız gerekmez.Aslında, günlük yaşamlarımızda görebildiğimiz birkaç görecelilik örneği ve Einstein’ ın haklı olduğunu gösteren bugün kullandığımız teknolojiler bile var. İşte görecelikleri eylem halinde görmenin bazı yolları.

2.Elektromıknatıs

Manyetizma göreceli bir etkidir ve eğer elektrik kullanıyorsanız, jeneratörler çalışıyor olduğu için göreliliğe teşekkür edebilirsiniz. Bir tel halkası alıp manyetik bir alanda hareket ettirirseniz, bir elektrik akımı üretirsiniz.Teldeki yüklü parçacıklar, bazılarını hareket etmeye ve akımı yaratmaya zorlayan değişen manyetik alandan etkilenir. Fakat şimdi, teli hareketsiz olarak hayal edin ve mıknatısın hareket ettiğini hayal edin.Bu durumda, tel içindeki yüklü parçacıklar (elektronlar ve protonlar) artık hareket etmemektedir, bu nedenle manyetik alan onları etkilememelidir.Ama öyle ve bir akım hala akıyor. Bu, ayrıcalıklı bir referans çerçevesinin olmadığını göstermektedir. Kaliforniya Claremont’ taki Pomona Koleji’ nde fizik profesörü olan Thomas Moore, değişen bir manyetik alanın elektrik akımı yarattığını belirten Faraday Yasasının neden doğru olduğunu göstermek için görelilik ilkesini kullanıyor.

Moore, “Bu, transformatörlerin ve elektrik jeneratörlerinin arkasındaki temel ilke olduğundan, elektrik kullanan herkes göreliliğin etkilerini yaşıyor” dedi. Elektromıknatıslar görelilikle de çalışır.Bir elektrik akımı doğru akım (DC) bir tel üzerinden aktığında, elektronlar malzemenin içinden geçer.Normalde tel, elektriksel olarak nötr görünür, net pozitif veya negatif yük olmadan.Bu yaklaşık aynı sayıda proton (pozitif yük) ve elektron (negatif yük) olmasının bir sonucudur.Ancak, DC akımıyla yanına başka bir kablo koyarsanız, akımın hangi yönde hareket ettiğine bağlı olarak teller birbirlerini çeker veya iter.

Akımların aynı yönde hareket ettiği varsayıldığında, ilk teldeki elektronlar, ikinci teldeki elektronları hareketsiz olarak görürler. (Bu, akımların yaklaşık olarak aynı güçte olduğunu varsayar). Bu arada, elektronların bakış açısından, her iki teldeki protonlar hareket ediyor gibi görünüyor.Göreceli uzunluktaki daralma nedeniyle, bunlar daha yakın aralıklarla görünmektedir, bu nedenle tel uzunluğu başına negatif yükten daha pozitif bir yük vardır. Şarj gibi ilerlediğinden, iki tel de iter. Ters yöndeki akımlar daha çekicidir, çünkü ilk tel açısından, diğer teldeki elektronlar birlikte daha kalabalık olduğundan net bir negatif yük oluşturur.Bu arada, ilk teldeki protonlar net bir pozitif yük oluşturuyor ve karşıt yükler çekiyor.

3.Global Konumlandırma Sistemi

Aracınızın GPS navigasyonunun olduğu kadar doğru çalışması için, uyduların göreceli etkileri göz önünde bulundurması gerekir. Bunun nedeni, uydular ışık hızına yakın herhangi bir şeyde hareket etmemesine rağmen, hala oldukça hızlı gidiyorlar.Uydular ayrıca yeryüzündeki yer istasyonlarına sinyal gönderiyorlar.Bu istasyonlar (ve arabanızdaki GPS ünitesi) yörüngedeki uydulardan daha fazla yer çekimi nedeniyle daha fazla hızlanma yaşıyor. Bu noktayı kesinleştirmek için, uydular saniyenin milyarda birine (nanosaniye) kadar doğru olan saatler kullanırlar.Her bir uydu Dünya’dan 20.600 mil (20.300 kilometre) yukarıda olduğundan ve saatte yaklaşık 6.000 mil (10.000 km / s) hızla hareket ettiğinden, her gün yaklaşık 4 mikrosaniye düşen göreceli bir zaman genişlemesi meydana gelir.Yerçekimi etkilerini eklersekistasyon yaklaşık 7 mikrosaniye kadar gider. Bu 7.000 nanosaniye demek. Fark çok gerçektir: Göreceli bir etki göze alınmazsa, bir sonraki benzin istasyonuna yarım mil (0.8 km) olduğunu söyleyen bir GPS ünitesi sadece bir gün sonra 8 mil uzakta olacağını söyler.

4.Altının sarı rengi

Metallerin çoğu parlaktır çünkü atomlardaki elektronlar farklı enerji seviyelerinden veya “orbitallerden” atlarlar. Metale çarpan bazı fotonlar, daha uzun bir dalga boyunda olsa da emilir ve yeniden yayılır. En görünür ışık olsa da, sadece yansıtılır. Altın ağır bir atomdur, bu yüzden iç elektronlar göreceli kütle artışının yanı sıra uzunluk büzülmesinin de önemli olduğu kadar hızlı hareket ederler. Sonuç olarak, elektronlar çekirdeğin etrafında daha kısa yollarda, daha fazla momentumla dönerler.İç yörüngelerdeki elektronlar, dış elektronların enerjisine daha yakın olan enerjiyi taşır ve absorbe edilen ve yansıyan dalga boyları daha uzundur. Daha uzun ışık dalga boyları, genellikle sadece yansıtılacak olan görünür ışığın bir kısmının absorbe edileceği ve bu ışığın spektrumun mavi ucunda olduğu anlamına gelir. Beyaz ışık, gökkuşağının tüm renklerinin bir karışımıdır, ancak altının durumunda, ışık absorbe edildiğinde ve yeniden yayıldığında, dalga boyları genellikle daha uzundur. Bu, gördüğümüz ışık dalgalarının karışımı içinde daha az mavi ve mor olması eğiliminde olduğu anlamına gelir. Sarı, turuncu ve kırmızı ışık maviden daha uzun bir dalga boyunda olduğundan altın rengi sarımsı görünür.

5.Altın kolayca korozyona uğramaz

Altının elektronları üzerindeki göreceli etki, metalin başka herhangi bir şeyle kolayca korozyona girmemesi veya reaksiyona girmemesinin bir nedenidir. Altın, dış kabuğunda yalnızca bir elektrona sahiptir, ancak yine de kalsiyum veya lityum kadar reaktif değildir. Bunun yerine, altın olan elektronların olması gerekenden “daha ağır” olmaları atom çekirdeğine yakın tutulur. Bu, en dıştaki elektronun, herhangi bir şeyle reaksiyona girebileceği bir yerde olma ihtimalinin olmadığı anlamına gelir – çekirdeğe yakın olan diğer elektronları arasında olduğu gibi.

6.Civa bir sıvıdır

Altına benzer şekilde, cıva da ağır bir atomdur, hızları ve dolayısıyla kütle artışı nedeniyle elektronları çekirdeğine yakın tutulur. Civa ile, atomları arasındaki bağlar zayıftır, bu nedenle cıva daha düşük sıcaklıklarda erir ve gördüğümüzde tipik olarak bir sıvıdır.

7.Eski televizyon

Sadece birkaç yıl önce çoğu televizyonda ve monitörde katod ışın tüpü ekranları vardı.Bir katod ışını tüpü, büyük bir mıknatısla fosfor yüzeyine elektronlar ateşleyerek çalışır.Her elektron, ekranın arkasına çarptığında ışıklı bir piksel yapar.Elektronlar, resmin ışık hızının yüzde 30’una kadar çıkmasını sağlamak için ateşlenir.Göreceli etkiler göze çarpar ve üreticiler mıknatısları biçimlendirdiğinde, bu etkileri göz önünde bulundurmaları gerekir.

8.Işık

Eğer Isaac Newton mutlak bir dinlenme çerçevesi olduğunu varsaymakta haklı olsaydı, ışık için farklı bir açıklama yapmalıydık, çünkü hiç olmazdı. Pomona Koleji’nden Moore, “Sadece manyetizma olmayacak, ışık da olmayacak, çünkü görecelilik, elektromanyetik bir alandaki değişikliklerin anında değil, sınırlı bir hızda hareket etmesini gerektiriyor” dedi.“Görelilik bu gerekliliği yerine getirmezse… elektrik alanlarındaki değişiklikler anında… elektromanyetik dalgalar yerine iletilecekti ve hem manyetizma hem de ışığa gerek kalmayacaktı.”

Editör / Yazar: Burcu AKIN

Kaynak: https://www.livescience.com/58245-theory-of-relativity-in-real-life.html

Continue Reading

Astrofizik

Karanlık Enerjinin Zayıflığı Süpernovaların Hepimizi Öldürmüyor Olmasının Nedeni Olabilir

Published

on

Evrende neden var olduğumuz sorusu hala gizemini koruyor. Bilimin ve felsefenin temel sorularından biri olan varlık bilinmezine farklı bir bakış açısı da insanlığın hala yaşamaya devam ediyor olmasının neye bağlı olduğu sorusunda kilitleniyor. Şimdi bilim insanları tarafından insanlığın süpernova patlamaları esnasında neden yutulmadığını ve varlığını sürdürebildiğini açıklamada yeni bir bilgi keşfetti. Bilim insanlığın süpernova patlamaları sırasında yok olmamasının sebebi olarak karanlık enerjinin şaşırtıcı ölçüde zayıf olmasını gösteriyor. Karanlık enerji evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli bir güçtür. Bu alanda yeni bir çalışmaya imza atan Tokyo Üniversitesi’de görevli bir astronom olan Tomonori Totani, “Bu, daha önce çok farklı alanlar olduğu düşünülen [karanlık enerji] ve astrobiyoloji arasında yeni bir bağlantı yaratıyor” diyor. Çoğu insan, karanlık enerjiyi (özellikle gökadaları birbirinden ayıran, her şeyi sağlayan güç) – zayıf olarak düşünmez.

Fakat kuantum mekaniğinin argümanlarına ve Albert Einstein ‘ ın yerçekimi denklemlerine dayanarak, bilim insanları karanlık enerjinin, gerçekte olduğundan en az 120 katı daha güçlü olması gerektiğini düşünüyor. Eğer karanlık enerji o kadar güçlü olsaydı, galaksilerin, yıldızların ve canlı varlıkların oluşumunu engelleyerek, erken evrende çabucak ayrışırdı. Bu, bazı bilim insanlarının evrende bulunan fizik yasalarının yaşamı şekillendirmek için ince şekilde ayarlanmış olduğunu söylediği antropik yasayı göz önüne almasına sebebiyet veriyor. Totani, meslektaşlarıyla birlikte, daha önce farklı karanlık enerji güçleri için evrenin evrimini simüle etmişti.  Bilim insanı bu modelleri, canlıları barındırabilecek galaksiler oluşturabilecek modellerle sınırlıyordu.

Bu modellemelerde karanlık enerjinin gerçekte olduğundan 20 ila 50 kat daha büyük olması gerektiği sonucuna ulaşıldı.Sonuç olarak karanlık fiziğin gözlemlenen zayıflığını tam olarak açıklayamasalar da saf fiziğe dayanan argümanlar üzerinde büyük bir gelişme sağlandı. Yeni hesaplamalarında, araştırmacılar karanlık enerjinin kozmosumuzda olduğundan yaklaşık 50 kat daha güçlü olduğu modellere daha yakından baktı. Galaksiler böyle bir evrende ortaya çıkabilirler.

Ancak bu durum sadece en erken dönemlerde, gizemli madde tam güce başlamadan ve her şeyi ayrı tutmadan önce olabilir. İlk evren oldukça yoğun olduğu için, şekillenmeyi başaran galaksiler, Samanyolu’ndaki gibi gökadalardan 10 kat daha yoğun yıldızlarla dolu olacaktır. Bu yoğun galaksiler, ortalama yıldız komşularına çok daha yakın olurlar. Kısa yaşamlar yaşayan ve ardından kışkırtıcı süpernovalar olarak patlayan devasa yıldızlar, yakınlardaki gezegenlere ölümcül dozlarda radyasyon verirler, var olan herhangi bir yaşamı sterilize ederler ve hiç gözlemci bırakmazlar.

Araştırmacılar, daha önce düşünülmemiş olan bu etkinin evreni hayata elverişli hale getireceğini hesapladılar. Bu nedenle, karanlık enerjinin gözlenen zayıflığı, neden burada olduğumuzun sebebi olarak tanımlandı. Totani, gelecekteki astrobiyologların hayatın galaksinin en yoğun bölgelerinde çok daha nadir olduğunu bulması halinde teorisinin daha da güçleneceğini söylüyor.

Kaynak: http://www.sciencemag.org/news/2018/05/dark-energy-s-weakness-may-be-why-supernovae-didn-t-kill-us-all

Continue Reading

Öne Çıkanlar