Evrenin tarihi: 10 kolay adımda Büyük Patlamadan bugüne.
Bu sanatçının izlenimi, evrenin hala ultraviyole ışığını emen hidrojen sisiyle kısmen dolu olduğu Büyük Patlama sonrası bir milyar yıldan daha kısa bir zamanda oluşan galaksileri gösteriyor.
Evrenin tarihi ve nasıl evrimleştiği konusu, genel olarak evrenin yaklaşık 13,7 milyar yıl önce inanılmaz derecede sıcak ve yoğun bir nokta olarak başladığını belirten Büyük Patlama modeli ile kabul edilir. Peki, evren nasıl oldu da birkaç milimetreden küçük parçalar halindeyken bugünkü haline geldi?
İşte Büyük Patlamanın 10 adımda kolay anlaşılması için bir yazı dökümü.
ADIM 1: HER ŞEY NASIL BAŞLADI
Büyük patlamayı izleyen evrenin zaman çizelgesinin bir örneği.
Büyük Patlama, teorinin adından da anlaşılacağı gibi uzayda bir patlama değildir. Araştırmacılar, bunun yerine, evrenin her yerinde uzayın görünümü olduğunu söylerler Bu teoriye göre evren, uzayda çok sıcak, çok yoğun, tek bir nokta olarak doğmuştur.
Kozmologlar bu andan önce ne olduğundan emin değildirler, ancak karmaşık uzay görevleri, yer tabanlı teleskoplar ve karmaşık hesaplamalar ile bilim insanları, erken evrenin ve oluşumunun daha net bir resmini çizmeye çalışıyorlar. Bunun önemli bir kısmı, kozmik mikrodalga zemin ışınımı gözlemlerinden gelmektedir.
Bu radyasyon, Büyük Patlamadan arta kalan ışık ve radyasyonun ardıl parıltısını içerir. Büyük Patlamanın bu kalıntısı evreni kaplar ve mikrodalga detektörleri tarafından görülebilir, bu da bilim insanlarının erken evrenin ipuçlarını bir araya getirmelerine olanak tanır.
2001 yılında NASA, kozmik mikrodalga arka planından gelen radyasyonu ölçerek erken evrende var olan koşulları incelemek için Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası (WMAP) misyonunu başlattı. Diğer keşiflerin yanı sıra, WMAP da evrenin yaşını yaklaşık 13.7 milyar olarak belirledi.
ADIM 2: EVRENİN İLK BÜYÜME HAMLESİ
Evren çok gençken (saniyenin milyarda birinin trilyonda birinin trilyonda birinin yüzde biri gibi bir şey) inanılmaz bir büyüme atağı geçirdi. Enflasyon olarak bilinen bu genişleme patlaması sırasında evren katlanarak büyüdü ve boyutu en az 90 kat arttı.
Princeton Üniversitesi’nden teorik astrofizikçi David Spergel’e göre “Evren genişliyordu ve genişledikçe daha soğuk ve daha az yoğun hale geldi. Enflasyondan sonra evren büyümeye ancak daha yavaş bir oranda devam etti. Uzay genişledikçe evren soğudu ve madde oluştu.”
3. ADIM: PARLAMAK İÇİN ÇOK SICAK
Hafif kimyasal elementler, evrenin oluşumunun ilk üç dakikasında yaratıldı. Evren genişledikçe, sıcaklıklar düştü ve evren soğudu. Protonlar ve nötronlar, bir hidrojen izotopu olan döteryumu oluşturmak için çarpıştı. Bu döteryumun çoğu helyum oluşturmak için bir araya geldi.
WMAP, bebek evreninin yeni ve daha ayrıntılı bir resmini üretti. Renkler “daha sıcak” (kırmızı) ve “daha soğuk” (mavi) noktaları gösterir.
Bununla birlikte, Büyük Patlamadan sonraki ilk 380 bin yıl boyunca, evrenin yaratılışından gelen yoğun ısı, ışığın parlaması için onu esasen çok sıcak hale getirdi. Atomlar, ışığı sis gibi saçan yoğun, opak bir proton, nötron ve elektron plazmasına dönüştürmek için yeterli bir kuvvetle birbirine çarpıştırdı.
ADIM 4: IŞIK OLSUN
Büyük Patlamadan yaklaşık 380 bin yıl sonra madde, elektronların çekirdeklerle birleşerek nötr atomları oluşturacak kadar ortamın soğumasına neden oldu. Bu aşama “re kombinasyon” olarak bilinir ve serbest elektronların soğurulması (absorpsiyon) evrenin şeffaf hale gelmesine neden olmuştur.
Bu zamanda serbest bırakılan ışık, bugün kozmik mikrodalga arka planından gelen radyasyon şeklinde tespit ediliyor. Yine de, yeniden birleştirme (re kombinasyon) dönemini, yıldızlar ve diğer parlak nesneler oluşmadan önce evrenin bir karanlık dönemi izlemiştir.
ADIM 5: KOZMİK KARANLIK ÇAĞLARDAN ÇIKMAK
Büyük Patlamadan yaklaşık 400 milyon yıl sonra evren karanlık çağlarından çıkmaya başladı. Evrenin evrimindeki bu döneme yeniden iyonlaşma çağı denir. Bu dinamik fazın yarım milyar yıldan fazla sürdüğü düşünülüyordu. Ancak yeni gözlemlere dayanarak bilim insanları, yeniden iyonlaşmanın önceden düşünülenden daha hızlı gerçekleştiğini sanıyorlar.
Bu süre zarfında, gaz kümeleri, ilk yıldızları ve galaksileri oluşturacak kadar çöküş sürecine girer. Bu enerjik olaylardan yayılan morötesi ışık, çevredeki nötr hidrojen gazının çoğunu temizler ve yok eder. Yeniden iyonlaşma süreci ve sisli hidrojen gazının temizlenmesi, evrenin ilk kez ultraviyole ışığa karşı şeffaf hale gelmesine neden olur.
ADIM 6: DAHA FAZLA YILDIZ VE DAHA FAZLA GALAKSİ
Gökbilimciler, erken evrenin özelliklerini anlamalarına yardımcı olması nedeniyle en uzak ve en eski galaksileri aramak için evreni tararlar. Benzer şekilde, kozmik mikrodalga arka planını inceleyerek, gökbilimciler daha önce meydana gelen olayları bir araya getirmek için geriye doğru çalışırlar.
WMAP ve 1989’da başlatılan Kozmik Arka Plan Gezgini (COBE) gibi daha eski görevlerden ve 1990’da başlatılan Hubble Uzay Teleskobu gibi halen faaliyette olanlardan elde edilen veriler, bilim insanlarının en kalıcı gizemleri çalışmasına ve kozmolojide en çok tartışılan soruları çözmeye yardımcı olur..
7. ADIM: GÜNEŞ SİSTEMİMİZİN DOĞUŞU
Güneş sistemimizin Büyük Patlamadan 9 milyar yıl sonra doğduğu tahmin ediliyor ve bu da onu yaklaşık 4,6 milyar yaşında yapıyor. Mevcut tahminlere göre güneş yalnızca Samanyolu galaksimizde bulunan 200 – 400 milyar yıldızdan biridir ve galaktik çekirdekten yaklaşık 25 bin ışık yılı uzaklıktaki bir yörüngede döner.
Birçok bilim insanı, güneşin ve güneş sistemimizin geri kalanının, güneş bulutsusu olarak bilinen dönen, dev bir gaz ve toz bulutundan oluştuğunu düşünüyor. Kütle çekim gücü bulutsunun çökmesine neden olurken, giderek daha hızlı döndürür ve onu bir diske dönüştürür. Bu aşamada, malzemenin çoğu güneşi oluşturmak için merkeze doğru çekilir.
8. ADIM: EVRENDEKİ GÖRÜNMEZ ŞEYLER
1960’lar ve 1970’lerde, gökbilimciler evrende görünenden daha fazla kütle olabileceğini düşünmeye başladılar. Carnegie Enstitüsü’nden gökbilimci Vera Rubin, galaksilerin çeşitli yerlerindeki yıldızların hızlarını gözlemledi.
Temel Newton fiziğine göre, bir galaksinin eteklerindeki yıldızların, merkezdeki yıldızlardan daha yavaş yörüngede dönmeleri gerekir, ancak Rubin, daha uzaktaki yıldızların hızlarında hiçbir fark bulamadı. Aslında, bir galaksideki tüm yıldızların merkezin etrafında aşağı yukarı aynı hızda döndüğünü buldu. Böylece, bu gizemli ve görünmez kütle karanlık madde olarak bilinir hale geldi.
Karanlık madde, düzenli madde üzerinde uyguladığı kütle çekim gücü nedeniyle tanımlanmıştır. Bir hipotez, gizemli maddenin, ışık veya normal madde ile etkileşime girmeyen egzotik parçacıklar tarafından oluşturulabileceğini ve bu nedenle tespit edilmesinin çok zor olduğunu belirtir.
9. ADIM: GENİŞLEYEN VE HIZLANAN EVREN
1920’lerde astronom Edwin Hubble, evren hakkında devrim niteliğinde bir keşif yaptı. Mount Wilson Gözlemevi’nde yeni inşa edilmiş bir teleskop kullanan Hubble, evrenin durağan olmadığını, aksine genişlediğini gözlemledi.
On yıllar sonra 1998’de ünlü gökbilimci Hubble Uzay Teleskobunun adını taşıyan üretken uzay teleskobu, çok uzaktaki süpernovaları inceledi ve uzun zaman önce evrenin bugünkünden daha yavaş genişlediğini keşfetti. Bu keşif şaşırtıcıydı çünkü uzun zamandır maddenin çekim gücüyle evrendeki genişlemenin yavaşlayacağı, hatta evrenin büzülmesine neden olacağı düşünülüyordu.
ADIM 10: HALA DAHA FAZLASINI BİLMEMİZ GEREKİYOR
Evrenin yaratılışı ve evrimi hakkında çok şey keşfedilmiş olsa da, cevapsız kalan kalıcı sorular var. Karanlık madde ve karanlık enerji halen evrendeki en büyük gizemlerden ikisidir. Ancak kozmologlar her şeyin nasıl başladığını daha iyi anlama umuduyla evreni araştırmaya devam ediyorlar.
2021’de fırlatılan James Webb Uzay Teleskopu (JWST), kızılötesi araçlarını kullanarak zamanın başlangıcına ve evrenin evrimine bakmanın yanı sıra, bulunması zor karanlık madde avını sürdürecek.
