fbpx
Connect with us

Bilim

Evrenin Son Bulmasına Dair Dört Teori

Published

on

Bilim insanlarına göre evren dört şekilde son bulabilir: büyük donma, büyük çökme, büyük değişim, büyük parçalanma. Bilim insanları 6 milyar yıl sonra Dünya’nın muhtemelen yok olacağına inanıyor. Güneş sönerken kızıl bir deve dönüşüp gezegenimizi yutunca… Oysa Dünya, güneş sistemindeki gezegenlerden sadece biri ve Güneş, galaksideki milyarlarca yıldızdan biri ve evrenin sadece görebildiğimiz kısmında yüz milyarlarca galaksi var. Onların sonu nasıl olacak? Evren nasıl sona erecek? Bu konuda daha az fikir birliği var. Hatta evrenin ani ve kesin bir sonu olacak mı yoksa yavaş yavaş mı kaybolacak onu da bilmiyoruz. Mevcut fizik bilgimiz evrenin altüst oluşuna dair birkaç senaryo sunuyor.

Büyük Donma

Evren ortaya çıktığı ilk günden beri genişliyor.

Evrenin sonu ile ilgili ilk ipucu termodinamiğe, yani ısı devinim bilimine dayanıyor. Fakat evrenin ısıya dayalı ölümünden ateşte yanıp kavrulma anlaşılmamalı. Tersine ısı farklarının ölümü olarak düşünülmeli. Bu kulağa daha az korkunç gelse de aslında ısı ölümü yanıp kül olmaktan daha kötü. Çünkü hayattaki her şey ısı farklılığı gerektirir. Örneğin arabanın çalışması için motorun içinin dışından daha sıcak olması gerekir. Yediğimiz besinler güneş ile evrenin diğer kısımları arasındaki büyük ısı farkı nedeniyle vardırlar.

Galaksiler birbirinden uzaklaşıyor.

Fakat evrende ısı ölümü baş gösterdiğinde her yerde her şey aynı ısıda olacaktır. Her yıldız ölecek, her madde çürüyecek, geriye parçacıklardan ve radyasyondan oluşan seyrek bir karmaşa kalacaktır. Hatta bu karmaşanın enerjisi de evrenin genişlemesi nedeniyle zamanla son bulacak, her şey hemen hemen sıfıra indirgenmiş olacaktır. Bu ‘Büyük Donma’ sonunda evren, her yanı soğumuş, ölü ve boş bir hale gelecektir. 1800’lerde termodinamik bilimi geliştikten sonra, evrenin ancak bu şekilde sona ereceği düşünülüyordu. Fakat 100 yıl önce Albert Einstein’in geliştirdiği genel izafiyet teorisi evren için daha kötü bir son öngörüyordu.

‘Büyük Çökme’ sonucu evren kendi içine doğru çökebilir.

Genel izafiyet, madde ve enerjinin uzayı ve zamanı yamultup çarpıttığını ifade ediyor. Uzay-zaman ve madde-enerji arasındaki bu ilişki tüm evren için geçerlidir. Einstein’a göre evrendeki maddeler evrenin nihai kaderini belirleyecektir.

Büyük Çöküş

Bu teoriye göre evren bir bütün olarak ya genişliyor ya da daralıyordur; aynı büyüklükte kalamaz. 1917’de bu sonuca varan Einstein kendi teorisine inanmakta zorluk çekiyordu. 1929’da Amerikan gökbilimci Edwin Hubble evrenin genişlediğine dair delilleri ortaya koydu. Eğer evren genişliyorsa bir zamanlar şimdikinden daha küçük olmalıydı. Buna dayanarak Büyük Patlama teorisi ortaya sürüldü: bir zamanlar inanılmaz küçük olan evren kısa sürede genişlemişti. Bu Büyük Patlama’dan geriye kalan parıltıyı bugün bile kozmik mikrodalga arka plan radyasyonda, gökyüzünde her yönde görülen radyo dalgalarında görebiliriz.

Kozmik mikrodalga

O halde evrenin sonu basit bir soruya bağlı: Evren genişlemeye devam edecek ve bu genişleme ne hızda olacak? Madde ve ışık gibi normal şeyler içeren bir evren için bu sorunun yanıtı ne kadar şey olduğuna bağlı. Daha fazla şey daha fazla yerçekimi demektir ki bu da şeyleri birbirine doğru çekerek genişlemeyi yavaşlatır. Bu şeylerin miktarı kritik eşiği geçmediği sürece evren sonsuza kadar genişlemeye devam edecek ve sonunda ısı ölümüyle donma noktasına gelip yok olacaktır. Fakat çok şey varsa evrende genişleme yavaşlayacak ve son bulacaktır. Sonra evren giderek küçülmeye başlayacak, ısınacak, yoğunlaşacak ve içine çökecek, yani Büyük Patlamanın tersine Büyük Çöküş yaşanacaktır.

Tümüyle boş uzay bile enerji içerir.

20. yüzyılın büyük bölümünde astrofizikçiler bu senaryoların hangisinin gerçekleşebileceği konusunda emin değildi. Bunun için uzayda ne kadar şey olduğunu tespit etmeye çalıştılar. O kritik eşiğe çok yakın olduğumuz sonucuna vardılar. Yani evrenin sonu belirsizliğini koruyordu. Fakat 20. yüzyıl sonunda durum değişti. 1998’de birbiriyle rekabet halinde olan iki ayrı astrofizikçi ekibi şaşırtıcı bir duyuruda bulundu: evrenin genişlemesi hızlanıyordu. Normal madde ve enerji evrenin bu şekilde davranmasına yol açmazdı. Bu “karanlık enerji” olarak ifade edilen yeni bir enerji türünün varlığını haber veriyordu. Karanlık enerji evreni genişletiyordu. Onun ne olduğu konusunda henüz fazla bir şey bilmiyoruz ama evrendeki enerjinin yüzde 70’inin karanlık enerji olduğu ve bu oranın giderek arttığı düşünülüyor.

Hayalet karanlık enerji her şeyi yok edebilir.

Karanlık enerjinin varlığı, evrendeki şeylerin miktarının onun nihai kaderini belirlemeyeceğini gösteriyordu. Tersine evreni bu karanlık enerji kontrol ediyor, onun genişlemesini sürekli hızlandırıyordu. Bu ise Büyük Çöküş senaryosunu devre dışı bırakıyordu. Fakat bu Büyük Donmanın kaçınılmaz olması anlamına da gelmiyor. Başka olasılıklar da mümkün.

Büyük Değişim

Evrenin sonu ile ilgili ileri sürülen bir başka teori ise kozmosun değil de atom altı parçacıkların incelenmesine dayanıyor. Bilim kurgu romanlarına özgü bir teoriye benzetilen bu teori evrenin sonuna dair en tuhaf öngörüleri içeriyor. Saf suyu tertemiz bir cam bardağa koyup sıfırın altı bir dereceye kadar soğutursanız su donma noktasının altında bile süper soğuk bir halde sıvı olarak kalmaya devam edecektir. Suda herhangi bir parçacık olmadığı ve bardakta da pürüz bulunmadığı için buzun oluşması mümkün olmayacaktır. Fakat bardağa bir tane buz kristali bıraktığınızda su hızla donacaktır.

Büyük Patlama sonucu evren oluştu.

Aynı şey uzayda da olabilir. Kuantum fiziğine göre, tümüyle bol bir vakumda az miktarda enerji vardır. Fakat daha az enerjisi olan başka bir vakum da olabilir. Yani evren bir bardak süper soğuk su gibidir. Ancak daha az enerjili vakumun bir ‘baloncuğu’ baş gösterinceye kadar varlığını sürdürecektir. Neyse ki bildiğimiz böylesi bir baloncuk yok. Fakat kuantum fiziğine göre, daha düşük enerjili bir vakum var ise, onun bir baloncuğu bir gün evrende bir yerde ortaya çıkacaktır. Bu ise yeni vakumun, etrafındaki eski vakumu ‘dönüştürmesine’ neden olacaktır; ancak baloncuk neredeyse ışık hızıyla genişleyeceği için gelişini göremeyeceğiz. Bu baloncuğun içinde her şey, elektron gibi basit parçacıkların özellikleri tümüyle farklı olabilir. Bu ise kimya yasalarının yeniden yazılması ve hatta atomların oluşmasının önlenmesi anlamına gelebilir.

evrenin-yok-olmasina-dair-dort-teori

Bu Büyük Değişim’de insanlar, gezegenler ve hatta yıldızlar yok olacaktır. Bu değişimin ardından karanlık enerji de muhtemelen farklı hareket edecek, evrenin genişlemesini hızlandırma yerine evreni kendisine çekerek Büyük Çöküş’e yol açabilecektir.

Büyük Parçalanma

Dördüncü ihtimal ise yine karanlık enerjiyle ilgili. Oldukça spekülatif ve ihtimal dışı görülse de henüz tümüyle bertaraf edilmiş değil. Karanlık enerji sandığımızdan daha güçlü olabilir ve Büyük Değişim, Donma ya da Çökme olmadan da kendi başına evrene son verebilir. Karanlık enerjinin ilginç bir özelliği vardır. Evren genişledikçe yoğunluğu sabit kalır. Yani hacmi artan evrende aynı yoğunluğu korumak için zamanla daha fazla karanlık enerji ortaya çıkar. Bu ilginç olsa da herhangi bir fizik kuralına aykırı değildir. Peki evren genişledikçe karanlık enerjinin yoğunluğu da artsa, yani karanlık enerjinin artış miktarı evrenin genişlemesinden daha hızlı olsa ne olur? Robert Caldwell’in “hayalet karanlık enerji” adını verdiği bu hipotez evren için daha da ilginç bir son öngörüyor.

‘Büyük Parçalanma’ sonucu gezegenler ve yıldızlar parçalanabilir.

Bugün için karanlık enerjinin yoğunluğu Dünya’nın yoğunluğundan, hatta Dünya’dan daha az yoğun olan Samanyolu galaksisinin yoğunluğundan daha düşük. Fakat zamanla hayalet karanlık enerjinin yoğunluğu arttıkça evreni parçalayabilir. Bu teoriye göre hayalet karanlık enerji Samanyolu galaksisini parçalayıp içindeki yıldızları savuracak, sonra da karanlık enerjinin çekim gücü Güneş’in Dünya üzerindeki çekim gücünden fazla olduğu için güneş sistemi bozulacak, Dünya patlayacak, evrenin patlamasından hemen önce de atomlar parçalanacaktır. Caldwell buna Büyük Parçalanma adını veriyor, fakat bu teorinin saçmalığını kendisi de kabul ediyor.

Hiç ümit yok mu?

Bütün bu teorilerden yola çıkarak evrenin sonunu muhtemelen bir Büyük Donma, ardından gelen Büyük Değişim ve son noktayı koyacak olan bir Büyük Çöküşe bağlamak mümkün. Fakat bunlar trilyonlarca yıl sonrasında yaşanabilecek türden olaylar. İnsanın endişelenmesini gerektirmiyor yani. Zaten o tarih gelmeden önce insanın yaşayacağı genetik değişim muhtemelen onu tanınmaz kılacaktır. Fakat insan ya da başka bir zeka sahibi canlı bütün bu olaylardan kurtulabilir mi?

Evren oluştuktan hemen sonra hızla şişmeye başladı.

Fizikçiler karanlık enerjinin keşfinden sonra biraz daha kötümser bakıyor evrenin sonu sorununa. Evrenin genişlemesi hızlanıyorsa diğer galaksilerden uzaklaşacağız ve alabileceğimiz enerji giderek azalacak demektir. Fakat bu hızlanmanın nedenini bilmediğimiz için genişlemenin devam edip etmeyeceğini de bilmiyoruz. Fakat evren genişledikçe hızlanmanın da yavaşlayacağına inanılıyor. O zaman daha umut var demektir. Peki genişleme yavaşlamaz ya da Büyük Değişim gelirse ne olur? Bazı fizikçiler çılgın bir öneri getiriyor: Evrenin sonundan kurtulmak için laboratuvarda kendi evrenimizi kurup içine atlamak. Ancak bunun günümüz teknolojisinin çok ötesinde bilgiyi ve büyük miktarda enerji gerektireceğini, hatta fizik kurallarının buna izin vereceğinden bile emin değiller.

Birden fazla evren ve sürekli oluşmakta olan yeni evrenler olabilir.

Şimdilik bu varsayım Doctor Who senaryolarına özgü görünüyor. Fakat bir başka yol daha olabilir. Bu yaklaşım ise evrenin ilk genişlemesinin bir balon gibi anlık “şişme” sonucu olduğu teorisinden yola çıkarak bu şişmenin tekrarlanmasını öngörüyor. Hatta bu teoriye göre, bizim bulunduğumuz evren birçok evrenden sadece biri ve bu çoklu evrende tek tek evrencikler var. Bizimki donsa bile çoklu evren sonsuza kadar var olmaya devam edecek ve ortaya çıkan yeni evrenciklerde yeni yaşamlar olacaktır.

Kaynak: http://www.bbc.com/earth/story/20150602-how-will-the-universe-end

Bilim

Rüya gören beyin hafızayı koruyor

Published

on

Bilim insanlarının yaptığı bir araştırma, rüya gören beynin hafızayı koruduğunu ortaya koydu. Science bilim dergisinde yayımlanan makaleye göre uykunun rüya görülen kısmı olan, gözlerin hızlıca oynatıldığı REM aşamasında ritm bozulursa hafıza kayıpları yaşanabiliyor. Fareler üstünde yapılan deneylerde beyin fonksiyonları REM sırasında durdurulan fareler, hemen ardından yapılan hafıza testlerinde başarısız oldular. REM uykusu sırasında insanlar rüya görüyor ancak rüyaların, yeni anıların yerleşmesi konusunda önemli olup olmadığı bugüne kadar yanıtlanmamıştı.

Son araştırmalar REM dışı derin uykuya odaklanmıştı. Derin uyku sırasında beyin hücreleri hafızayı güçlendiriyor ve o günkü tecrübeleri yeniden yaşatan çeşitli kalıpları ateşliyor. REM uykusu sırasında gözlerimiz hareket ediyor ve kaslarımız gevşiyor ama beynin tam olarak ne yaptığı gizemini koruyor. Bu uyku türü tüm hayvanlar dünyasında, memelilerde, kuşlarda hatta sürüngenlerde bile görülebiliyor. Özellikle de hayvanlarda REM aşamaları çok kısa süreli olduğu için ve diğer komplikasyonlar nedeniyle bu uykunun etkilerini ölçmek zor. REM uykusuna dalmış insanları ve hayvanları uyandırmak strese ve hafıza testlerini de bozan sorunlara neden oluyor.

REM uykusu hafızayı güçlendiriyor

Kanada’da McGill Üniversitesi’nde çalışan Dr. Sylvain Williams doğrudan uyuyan beyne müdahale etmeye karar verdiklerini söylüyor. BBC’ye konuşan Williams “Farelerde REM uykusunu bozmak için bir yöntem kullandık” dedi. “Optogenetics” adında bir sistemi kullanan Williams ve ekibi, farelerde belli sayıda bir hücreye, beyinlerine yerleştirilen minik bir optik fiber sayesinde ışık tutmuşlar. Araştırmacılar ışığı yaktıklarında “teta titreşimleri” adı verilen belirli bir beyin ritmi büyük ölçüde azalmış. Eğer bu müdahale farenin REM uykusuna denk gelmişse bunun sonuçları olmuş.

Dr. Williams “REM uykusundaki faaliyeti durdurmak, özellikle hafızanın oluşması ve güçlenmesini engelliyor” diyor. Örneğin yeni bir nesneyle bir gün önce gördüğü nesne aynı anda fareye gösterildiğinde, fare tanımadığı nesneye odaklanacağına her ikisini de inceliyor. REM uykusunun yeni anıları yerleştirmesi için kritik olduğu görülüyor. Williams, bunun yanıtladığından daha çok soru yarattığını söylüyor. Eğer derin uyku hafızayı güçlendiriyorsa REM uykusunun asıl görevi ne?

Williams, “Şu anda iki aşama arasındaki farkı bilmiyoruz. Ama REM uykusunun ana bir rolü olduğunu öğrenmek şaşırtıcı bir haber” diyor. Araştırma bunama ve diğer hafıza sorunları yaşayan hastalarda incelenmeye değer olabilir. Williams, “Özellikle Alzheimer hastalarında bu normal faaliyetin nasıl etkilendiğini ve hafıza bozulmalarına nasıl katkısı olduğunu görmek ilginç olabilir” diyor.

Editör / Yazar: Ezgi SEMİRLİ

Kaynak: https://www.bbc.com/news/science-environment-36275143

Continue Reading

Bilim

Bilim insanları, ışık ve havayı geçiren, fakat sesin geçmesini engelleyen bir materyal geliştirdiler

Published

on

Boston Üniversitesinden araştırmacılar,matematiği 3D baskı ile birleştirdiler ve mantığa meydan okuyarak, ışık ve havanın içinden sorunsuzca geçtiği fakat sesin geçemediği yeni bir malzeme geliştirdiler. Araştırmacı Xin Zhang bir basın açıklamasında ‘Biz şu anda matematiksel olarak, herhangi bir şeyin sesini engelleyebilecek bir nesneyi tasarlayabiliyoruz. “dedi –Bu da geleceğin bugünden çok daha sessiz olabileceği anlamına geliyor. Physical Review B dergisinde yayınlanan bir makalede, araştırmacılar geliştirdikleri bu işi “akustik meta malzeme” olarak tanımlıyorlar.
Bir malzemenin,hava ya da ışığı engellemeden, gelen ses dalgalarını kaynaklarına tekrar yansıtırken ihtiyaç duyabileceği özellikleri ve boyutları hesaplayarak başladılar.. Daha sonra 3D malzemeyi bir donat şeklinde bastırarak, PVC borunun bir ucuna, diğer ucu da bir hoparlöre tutturdular.

Hoparlörden yüksek perdeli bir not aldıklarında, bu donat şeklindeki materyalin borudan gelen sesin yüzde 94’ünü engellediğini gördüler. Araştırmacı Jacob Nikolajczyk basın açıklamasında:’’Bu tür sonuçları aylardır bilgisayar modellememizde görmüştük – ama bilgisayarda modellenen ses basıncı seviyelerini görmek başka bir şey, etkisini kendinizin duyması bir şey.’’ dedi. Araştırmacılar, araştırmalarının gösterdiği donatşekliyle sınırlı olmadığını iddia ettikleri akustik meta materyalleri için birçok uygulama öngörüyorlar. Zhang ve arkadaşıRezaGhaffarivardavagh; materyalin yapısının çok hafif,açık ve güzel olduğunu söylediler ve ayrıca her parçanın, ses engelleyici, geçirgen bir duvarın ölçeklendirilmesi ve inşa edilmesi için kiremit veya tuğla olarak kullanılabileceğini belirttiler. Ayrıca dronların, HVAC sistemlerinin ve hatta MRI makinelerinin sesinin azaltılması için malzemenin kullanılma potansiyelini olduğunu da belirttiler – görünüşe göre gürültü yapan herhangi bir şey bu yeni malzemenin eklenmesiyle daha az gürültü yapabilir.

Editör / Yazar: Esra KAŞ

Kaynak: https://www.sciencealert.com/scientists-create-new-material-that-can-block-sound-while-still-allowing-air-and-light

Continue Reading

Bilim

Uçan Parçacıklar Gezegenlerin Oluşum Sırrını Ortaya Çıkarabilir

Published

on

Bilim insanları, robotik alanında büyük buluşlara yol açabilecek, hatta gezegenlerin ve ayın nasıl şekillendiğine dair bilgi sağlayabilecek bir deney sırasında, ilk kez tanecikleri ses kullanarak havaya kaldırdırlar. Akustik kaldırma, yoğun ses dalgalarının basıncını kullanarak nesnelerin havada askıda kalmasını sağlayan bir tekniktir. Şimdiye kadar bu teknik, su damlacıklarını, 5.08 santimetrelik polistiren topları ve yaşayan böcekleri kaldırmak için kullanılmaktaydı. Son teknoloji tanıtımında, Chicago Üniversitesi ve Bath Üniversitesi’nden bilim insanları, düz bir yüzeyde sınırlı kalmadıkları takdirde maddelerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiği ve kümelendiğini incelemek üzere aynı anda birkaç plastik taneciği havada tuttular. Araştırmacılar, torba ve şampuan şişesi yapımında kullanılan bir plastik olan polietilenden yapılmış yaklaşık 1 mm çaplı bir taneciği havaya kaldırmak için, insan kulağındaki işitme aralığının üstünde bir frekansa sahip olan ‘’ultrasonik’’ sesleri kullandılar. Yüksek hızda kameralar kullanarak bir konfigürasyonda sadece 5 ya da daha az taneciğin kümeleştiğini gördüler.

Karışıma bir tanecik daha eklendiğinde işler daha da ilginçleşti, 6 tanecik kümeleşerek 3 farklı şekil oluşturdu: bir chevron, bir paralelkenar ve bir üçgen. Tanecik sayısını yediye arttırmak konfigürasyonları daha da karışık bir hale getirdi, parçacıklar, bir çiçeğe, bir kaplumbağaya, bir ağaca veya bir tekneye benzeyen dört şekilden biri halinde kümelendiler. Bath Üniversite’sinde fizikçi olan araştırmanın yardımcı yazarı Dr. Anton Souslov, şu sözleri dile getirdi, ’’Ultra seslerin frekansını değiştirerek taneciklerin etrafta hareket etmesini ve yeniden düzenlenmesini sağlayabileceğimizi bulduk. Farklı şekiler arasında geçiş yapmak için en az 6 tane taneciğe ihtiyaç var.’’ Araştırmacılar, ses dalgalarının frekansı değiştikçe taneciklerden bir tanesinin bir nevi ‘’menteşe’’ gibi davrandığını ve etrafta sallanarak diğer taneciklerle kümeyi yeniden şekillendirdiğini buldular. Souslov bu durumla ilgili, ‘’ Bu karmaşık yapılar oluşturmak için nesneleri manipüle etme olanağı yaratıyor.

Belki de gözlemlediğimiz bu menteşeler; giyilebilir teknoloji veya bilim insanları ve mühendislerin, sert malzemelerden daha esnek ve uyarlanabilir robotlar oluşturmak için yumuşak, manipüle edilebilir malzemeler kullandığı yumuşak robotik alanında yeni ürünler ve aletler geliştirmek için kullanılabilir.’’ Bununla birlikte, bu teknolojinin en heyecan verici uygulaması muhtemelen astrofizik dünyasında olacaktır. Gezegenler, ay ve asteroitler gibi gök cisimleri, büyük miktarda gaz ve toz disklerinden oluşur.Bu’’ata gezegenler’’ dönmeye devam ettikçe, maddeler birbirine yapışarak topak oluşturmaya başlarlar ve bu topaklar yavaş yavaş büyüyerek etrafını saran materyale daha güçlü bir yerçekimsel kuvvet uygularlar. Bu yeni deney, astrofizikçilerin kozmik tozların nasıl yuvarlanıp topanlanarak gezegenleri ve ayı oluşturduğunu anlamak için laboratuvarda toz parçacıklarını kaldırarak, bu süreci gerçek zamanlı olarak daha küçük bir ölçekte incelemelerini sağlayabilir.

Editör / Yazar: Zeynep BİROL

Kaynak: https://www.sciencefocus.com/news/levitating-particles-could-reveal-how-planets-form/

Continue Reading

Öne Çıkanlar