Büyük Patlamadan önce ne vardı? Ve neler olduğunu nasıl bileceğiz?
Büyük Patlamanın kanıtı nedir?
Evren sonsuza kadar var olmadı. Doğdu. Yaklaşık 13.82 milyar yıl önce madde, enerji, uzay – ve zaman – Büyük Patlama adı verilen bir ateş topunun içinde patlak verdi. Genişledi ve soğuyan enkazdan donmuş galaksiler – Samanyolu’nun yaklaşık iki trilyondan biri olduğu yıldız adaları doğdu. Bu, Büyük Patlama teorisidir.
Yoktan var olan bir evren anlayışı o kadar çılgındır ki, bilim insanlarının bu fikri baştan inanılmaz bulup karşı çıkması gerekiyordu. Ancak kanıtlar ikna edicidir. Galaksiler, kozmik şarapnel parçaları gibi uçup gidiyor.
Ve Büyük Patlamanın sıcaklığı hala etrafımızdadır. Kozmik genişlemeyle büyük ölçüde soğutulan bu “son parıltı”, görünür ışık olarak değil, esas olarak mikrodalga radyasyonu olarak görünür – radyo gökbilimciler tarafından 1965’te keşfedilen “kozmik arka plan radyasyonu.”
Büyük Patlama nerede oldu?
Bir dinamit çubuğu patladığında, patlama tek bir yerde meydana gelir ve şarapnel boşluğa uçar. Büyük Patlamada merkez yoktu ve önceden var olan boşluk yoktu, bu yüzden herhangi bir ‘yerde’ gerçekleşmedi. Uzayın kendisi ortaya çıktı ve aynı anda her yerde genişlemeye başladı.
Astronomi kitapları genellikle Evren’i şişen bir pastaya benzetir ve üzerindeki kuru üzümler galaksileri temsil eder. Pasta büyüdükçe kuru üzümler birbirlerinden uzaklaşır ve tıpkı Büyük Patlamada olduğu gibi genişleme merkezleri yoktur. Ama elbette, bir pastanın, Evren’in aksine, sonsuza dek sürebilecek bir avantajı vardır. Yani hiçbir benzetme mükemmel değildir!
Büyük Patlama tek seferlik miydi?
Büyük Patlamanın başlangıcında enflasyonist bir boşluk vardı. Hacmini ikiye katladığında enerjisini de ikiye katladı; hacmini üçe katladığında enerjisini de üçe katladı. Banknotlar böyle olsaydı ve bir desteyi ayırırsanız, daha fazlası ortaya çıkar. Fizikçiler enflasyonu ‘nihai bedava öğle yemeği’ olarak adlandırıyorlar!
Enflasyonist boşluk her zamankinden daha hızlı genişledi. Ama bu ‘kuantum’ bir olaydı. Ve kuantum şeyler temelde nasıl cereyan edeceği tahmin edilemez süreçlerdir. Tümü enflasyonist boşlukta rastgele süregelen olaylar dizisi olarak devam eder.
Geniş bir okyanusta oluşan minik baloncukları düşünün. Her balonda, enflasyonist boşluk biraz daha ortadan kalktı, ancak muazzam enerjisi bir yere gitmek zorunda kaldı. Madde yaratmaya ve onu ısıtmaya başladı. Bu yaratım süreci Büyük Patlama ile başladı.
Büyük Patlama ile oluşan Evrenimiz, sürekli genişleyen enflasyonist boşlukta diğer Büyük Patlama evrenlerinin olası sonsuzluğu arasında sadece böyle tek bir balondur! Tüm bunlara başlamak için, yalnızca bir kilogramlık bir şişirici boşluğa ihtiyaç vardı. İnanılmaz bir şekilde ama gerçek o ki, kuantum teorisinin yasaları bunun yoktan var olmasına izin veriyor.
Büyük Patlama teorisinin sorunları nelerdir?
Temel fikir – Evren’in sıcak ve yoğun başladığı ve o zamandan beri genişleyip soğuduğu – tartışılmaz. Ancak kozmologlar, belirli gözlemleri hesaba katmak için bu teori üzerinde ince ayarlar yapmak zorunda kaldılar.
İlk olarak, standart Büyük Patlama modelinde, galaksiler maddeyi kütle çekimsel olarak çekerek büyürler. Ama eğer olan tek şey bu olsaydı, oluşmaları 13.82 milyar yıldan çok daha uzun sürerdi. Gökbilimciler bunu, görünür yıldızların ve galaksilerin, fazladan çekimsel galaksi oluşumunu hızlandıran görünmez ‘karanlık madde’ tarafından altı kat daha ağır bastığını varsayarak düzeltiyorlar.
İkincisi, temel Büyük Patlama, galaksiler arasındaki çekimsel kuvvetin, kozmik genişlemeyi yavaşlatan elastik bir ağ gibi davrandığını öngörüyor. Ancak 1998’de gökbilimciler, Evren’in genişlemesinin hızlandığını keşfettiler. Bunu, görünmez olan, alanı dolduran ve itici bir çekim gücüne sahip olan ‘karanlık enerjinin varlığını varsayarak düzeltiyorlar.
Evrenin neden her yerde aynı sıcaklığa sahip olduğunu açıklamak için temel teoriye son bir ince ayar yapılması gerekiyor. Bunu hesaba katmak için gökbilimciler, Evren’in erken dönemde beklenenden daha küçük olduğunu, ardından ilk bölünüş saniyesinde süper hızlı bir genişleme – bir ‘enflasyon’ geçirdiğini düşünüyorlar. Bu, bugün uzayda var olan boşluğun yüksek enerjili bir versiyonu olan “şişirici vakum” tarafından yönlendirilmiştir.
Büyük Patlamadan önce ne oldu?
Modern fiziğin üzerinde yükselen iki temel sütun, Einstein’ın Genel Görelilik kuramı ve kuantum teorisidir. İlki, büyük ölçekli Evrende hüküm sürerken, ikincisi atomların ve bileşenlerinin küçük ölçekli dünyasını yönetir. Bu ikisi birleşmeye direndiler, bu bir problemdi. Çünkü Büyük Patlamada Evren çok küçüktü.
Nasıl ortaya çıktığını anlamak için, Einstein’ın teorisini kuantum teorisiyle birleştirmek çok önemlidir. En iyi aday, gerçekliğin temel yapı taşlarını 10 boyutlu uzay-zamanda titreşen minik kütle-enerji dizileri olarak gören ‘sicim teorisidir’. Ancak böyle bir teori elde edersek nihai soruları yanıtlayabiliriz: Uzay nedir? Saat kaç? Evren nedir? Ve nereden geldi?