Big Bang Teorisinin Eksikleri ve Şişme (Enflasyon) Kuramı

Big Bang Teorisinin Eksikleri ve Şişme Kuramı

Big Bang Teorisinin Eksikleri ve Şişme Kuramı

Her şey nasıl başladı ? Evren nasıl var oldu , ya da nasıl bir yer ? Daha da önemlisi ‘biz’ var oluşumuzu neye borçluyuz ?
Bu tarz soruları cevaplayabilmek için, binlerce yıldır gözlem ve düşünce temelli teoriler ortaya atıyoruz ve bunları deneye tabi tutuyoruz.
Evrenimizin başlangıcına dair en popüler teorimiz şuan için Büyük Patlama teorisidir. Bu yazımızda bu teorinin eksiklerini ve Şişme Kuramını ele alacağız. Keyifli okumalar dileriz.
İlgili makale: Big Bang ’ten Günümüze : Evrenin Tarihi

Big Bang Teorisinin Eksikleri ve Şişme Kuramı

Kısaca Üç Temel Evren Modeli

Aristoteles ve Batlamyus’un evren modellerine göre, Dünya Evren’in merkezinde yer alıyordu. Batlamyus’un evren modelinden yaklaşık 1400 yıl sonra Kopernik Tarafından : Güneş merkezli evren modeli öne sürüldü.
Bu evren modellerine göre : Evren’in herhangi bir başlangıç hikayesi yoktu. Aynı zaman da Evren durağandı.
İlginizi çekebilir: Evrende Olan Her Şeyi Yöneten Doğadaki 4 Temel Kuvvet

Kozmolojik Devrim

1929 yılına kadar Evren’in bir var oluş hikayesi yoktu : Sanki kurulu , hazır bir düzenekte yaşıyorduk. Ta ki Edwin Hubble ve Vesto Slipher uzak bulutsuları gözleyene dek.
Vesto Slipher , 1912 yılında galaksilerden gelen ışığın tayfını incelemeye başladı ve birçok galaksinin tayfı üzerindeki siyah çizgilerin olmaları gereken yerden kırmızı uca doğru kaydıklarını buldu.

Daha sonrasında Edwin Hubble bu incelemeyi genişletti ve tayftaki kırmızıya kaymanın sebebinin : Galaksilerin uzaklaşmasının bir sonucu olduğu fark etti.
( Biz buna fizikte Doppler Etkisi diyoruz . Elektromanyetik dalgalardaki doppler etkisi : Işığın dalga boyundaki değişimdir. Kırmızı ışık, dalga boyu en yüksek ‘görünür’ ışıktır . Uzaklaşan galaksilerinden gelen ışık her seferinde daha çok yol alması gerekir , yani git gide ışığın dalga boyu artar. Bu sebeple : Kırmızıya Kayma . )
Yani Evren genişliyordu! “ Evren genişliyorsa eğer, zamanı geriye doğru sardığımızda evren git gide küçülmeye başlayacaktır.
Yani hepimizin nasıl bir ‘başlangıç’ hikayesi var ise , Evrenimizin de bir başlangıç hikayesi olmalı”. Tam olarak bu mantık üzerine Big Bang teorisinin temelleri atılmış oldu. Ancak Big Bang teorisi eksik bir teoridir, yani her sorumuzu cevaplayamaz.
İlginizi çekebilir: Evrenin Gizemleri – Evren Nasıl Yok Olacak?

Şişme Kuramı

Big Bang Teorisinin Eksikleri ve Şişme Kuramı

Şişme Kuramı, Teorik fizikçi ve Kozmolog olan Alan Guth tarafından 1979 yılında ortaya atılmış, yazının devamında ele alacağımız Big Bang teorisinin eksikleri olan ; ufuk problemi ve düzlük problemine çözüm sunan bir teori , bilimsel bir paradigmadır.
Kuramın temeli : Kütle Çekimin itici olabileceği ve böylece uzayı genişletebileceği gerçeği üzerine inşa edilmiştir.
Şişme kuramına göre, evren bir adet faz değişimi geçirmişti. ( Bu durum kuramsal değildir. CERN’de yapılan LHC-ALICE deneyinde ispatlanmıştır. ) Alan Guth’un hesaplamalarına göre , bu faz geçişi çok kısa bir süre boyunca ( 10^-6 saniye ) itici kütle çekim yarattı.
Bu da evrenin ışık hızından daha hızlı genişlemesine yol açtı. ( Evet , haklısınız. Hiçbir şey ışık hızını aşamaz. Ancak konu ‘uzayın’ genişlemesi olunca durum değişebiliyor.)
Şişme Kuramı ayrıca, başlangıçtaki enerji akışının standart modelin varsaydığından daha büyük olduğunu söyler . Daha da önemlisi ‘ patlamanın ‘ ardındaki fiziği açıklar.

Big Bang Teorisinin Eksikleri

Kozmik mikrodalga arkaplanı (Kredi: ESA Planck İşbirliği / SPL)

Ufuk Problemi : Bu problem , kozmik mikro dalga arka plan ışımasının ( Kısaca : CMB ) ‘ homojenliği ‘ ile ilgilidir.
Evrenimiz ilk 380.000 yıl muazzam bir yoğunluğa sahipti. Evren o kadar yoğundu ki , fotonlar istediği gibi hareket edemiyordu.
Çünkü: elektronlar nötronlar ile birleşemediği için fotonlara sıkıntı çıkartıyorlardı. Yani , Evren kendi ışığının yayılmasını engelleyen ‘ opak ‘ bir ortamdı.

( Sizlere 15 Ocak’ta , “ Çok güçlü bir optik teleskop ile big bang anına kadar görebilir miyiz ? diye sormuştuk.
Buradan bunun imkansız olduğu sonucunu çıkarabiliriz. Çünkü: Bizim için ışık hızı, gerçekliğin hızıdır. )

Çok güçlü bir optik teleskop ile big bang anına kadar görebilir miyiz

Genişleyen sistemlerin ‘evrensel’ özelliği soğumasıdır. 380.000 yıl sonunda evrenin sıcaklığı 3000 K° ’in altına düştü.
Böylelikle elektronlar çekirdeklerle birleşebildi ve fotonlar özgürlüğünü kazandı.
CMB dediğimiz: Bu dönemde ilk kez saçılan fotonların ilkel bir kalıntısıdır.
CMB’deki sorun kısaca şu : O dönemde evrenin her yerinde sıcaklık aynıydı. ‘ Evren yoğunsa her şey aynı sıcaklığa gelebilir , aynen bir kahvenin “ belli bir süre sonra “ oda sıcaklığına gelmesi gibi ‘ diye düşünebilirsiniz.
Ancak buradaki önemli nokta : “ Belli bir süre sonradır “. Işınımın geldiği bölgelerin, ısı alışverişi yapacak kadar süresi yoktu .
O zaman tüm madde kendini aynı derecede olacak biçimde nasıl ayarlamış olabilir ?
Şişme kuramı CMB’nin homojenliğini şöyle açıklıyor:
Şişmeden kaynaklanan genişleme evresi , uzayı çok kısa bir sürede 10^50 kattan daha fazla genişlettiyse, uzayın sıcaklığını ölçtüğümüz tüm bölgelerin ( Bu ölçümü NASA’nın fırlattığı WMAP uydusu ile yaptık . ) başlangıçta ısı alışverişi yapacak kadar yakın olduğunu, bu sebeple tüm bölgelerin neredeyse eşit sıcaklığa ulaştığını, sonrasında şişmeden kaynaklı hızlı genişleme yakın ve aynı sıcaklıktaki bölgeleri birbirinden çok uzağa fırlattığını söyleyebiliriz.

Düzlük Problemi


Bu problem , Evren’in kütle yoğunluğu ile ilgilidir . Evrenin kütle yoğunluğu, Evren’in şeklini, dolayısıyla sonunu belirler.
Düzlük problemini anlamak için şunu bilmeliyiz : Başlangıçta evrendeki madde miktarı kritik yoğunluğa eşitse ( Kritik Yoğunluk: Genişlemeyi durdurmak için gerekli olan madde yoğunluğudur.) zaman içinde bu hep eşit kalır.
Fakat başlangıçta kritik değerden çok küçük bir oranda azsa veya fazlaysa , bu sapmanın Evren’in genişlemesi nedeniyle giderek artmasını bekleriz . ( Bunu mantığa oturtmak için şöyle düşünebilirsiniz: Hedefine nişan almış bir asker ufak bir hata yaparsa , mermi hedeften sapar . Ayrıca hedef ne kadar uzakta ise bu sapma artacaktır. )
Sorun ise şurada: Bugün evrendeki kütle yoğunluğunun , kritik yoğunluğa çok yakın olduğunu biliyoruz.

Big Bang Teorisinin Eksikleri ve Şişme Kuramı

Oysa başlangıçtaki ufak bir sapmanın , gözlemlenen evrende bugün büyük bir farka neden olması gerekirdi. Ancak biliyoruz ki böyle olmadı .
Evren madde miktarını tam da kendini yok etmeyecek bir değere, bu kadar hassas bir şekilde nasıl ayarlamış olabilir ?
Şişme Kuramı bu durumu şöyle açıklıyor: Henüz şişirilmemiş yüzeyi eğri, pürüzlü bir balon düşünün. Balonu şişirmeye başladığınız zaman , genişleme balonun üzerindeki eğrilikleri giderecektir.
Bu örnekte olduğu gibi, evrenin başlangıcında ‘ eğrilik ‘ ne kadar fazla olursa olsun , muazzam şişme uzay zamanın dokusunu düz hale getirmiştir. Şişme kuramı bu problemi böyle açıklığa kavuşturur.
Editörün Yorumu : Şişme ( Enflasyon ) teorisi CMB gibi güçlü kanıtlarla desteklense de , hâlâ bir teoridir. Konuya ilgisi olan arkadaş için kitap önerisi: Steven Weinberg – İlk Üç Dakika.
Son olarak bizimle kalın, BİLİMLE kalın.
Editör / Yazar: Alper Kirlioğlu

Bunlar da ilginizi çekebilir:

Kara Delikler ve Bilgi Üzerine ( Enformasyon Paradoksu )
Kara Delikler Aslında O Kadar Da Kara Değil
Evrenin Gizemleri – Evren Nasıl Yok Olacak?
Evrenin Gizemleri – Karanlık Enerji
Evrenin Gizemleri – Karanlık Madde
Kaynak: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Inflation_(cosmology)
 

Yılanlar Çin'in Ölümcül Koronavirüsünün Muhtemel Kaynağıdır. İşte Nedeni

Anunnakilerin 3 Gizemli Özelliği