Ahlak bilimciler bu durumu hilekarlık olarak nitelendiriyorlar. Onlara göre eğer mevcut doğa gerçekten zamanın geri gitmesine izin veriyorsa, bunu gerçekleştirmenin de bir yolu olmalıdır diyorlar. Son günlerde Princeton Üniversitesinden bir fizikçi, kuramsal olarak zamanda geri yolculuk yapmanın mümkün olduğunu ortaya çıkardı.
Fizikçi Richart Gott'un bu teorisi, son derece saygın bir fizik dergisi olan Physical Review Letters'da yer aldı. Bu teori, Einstein'ın İzafiyet Teorisi'nden yola çıkarak hayali bir zama makinası yaratıyor ve şunu öne sürüyor: ''Zaman ve uzay her ikiside çok geniş kütlelerle karşılaşınca veya ışık hızı civarında bir süratle hareket edince kırılıyorlar.''
Bu öneriyi ortaya atan ilk kişi Gott değil. 1988 yılında, California Üniversitesinde çalışmalarını sürdüren teknoloji fizikçisi Kip Thorne ve iki çalışma arkadaşı da kendi teorik zaman makinalarını ortaya çıkarmışlardı ve bu çalışma da aynı derginin eski sayılarından birinde yayınlanmıştı.
Caltech adı verilen bu zaman makinası, fizikçiler tarafından karadeliklerin çekirdeğinde bulunduğu kabül edilen, kurtdelikleri içinde hareket etmeyi mümkün kılıyor. Karadeliğin çekirdeğindeki yoğunluk ve çekimin altında uzay, bir tünel meydana getirecek şekilde eğriliyor. Bu tünel dünyanın herhangi bir yerinde rastlanacak olan atom parçacığından bile daha dar olarak teşekkül ediyor. Tünelin bir ucundan giren herhangi bir cisim, diğer uçtan derhal dışarı çıkıyor, hatta bazı özel durumlarda geçmişe de hareket ediyor. Bu zaman makinesinin kullanılmasının ne derece mümkün olduğunu görmek oldukça zor. Zaman makinesinin, içinde insan karadelikteki ezici basınçtan etkilenmemeli ve tek bir atomdan bile daha dar olan ucundan dışarı çıkabilecek şekilde kendini küçültmeli. Daha da fazlası kurtdeliği, patlamaya meyilli olduğu durumlarda, hemen arkasından bir ikincisi meydana gelmeli ve bir açıdan bu tüneli açık tutmayı sağlamalıdır.
Bu konuda Gott'un fikirleri de şöyle: '' Thorne'un bu makinesi fazla akıllıca bir şekilde düşünülmemiş. Ancak bu fikir benim de yola çıkarak başka türlü bir zaman makinesi ortaya çıkarmamı sağladı. Gott'un zaman makinesi Thorne'nun kinden daha basit. Karadelikler ve kurtdeliklerine yer vermiyor. Sadece ışık hızında hareket eden bir uzay gemisi ve uzaydaki kozmik hatlara yer veren bir teori. Aynen kurtdelikleri gibi kozmik hatların evrende varolsa da olmasa da, sadece teorik düşünceler açısından varlıkları kabül ediliyor.
Kaynak : Çetin Bal
15 Haziran 2009 Pazartesi
Geçmişe yolculuk olaiblir mi?
Einstein izafiyet teorisini ortaya attığından bu yana, fizikçiler dünya üzerinde dört boyut bulunduğunu kabül ediyorlar.O zamana kadar bilinen ve kabül gören üç boyut olan uzunluk, yükseklik ve genişliğe ek olan diğer fiziksel boyut ise zaman olarak biliniyor. Matematiksel olarak da kabül gören 4'üncü boyut, diğer üç boyuta eşit değer taşıyor. Ancak insanlar dünya üzerinde üç boyutta, her yönde hareket edebiliyorlar yani, yukarı ve aşağı, sola ve sağa, ileri ve geri. Ancak zamanda sadece ileri doğru hareket edebiliyorlar, zamanda geriye doğru hareket hiçbir zaman gerçekleşmiyor.Fakat fizik kanunlarında, zamanın geriye doğru hareket edemeyeceğini söyleyen bir kural mevcut değil. Zaten Einstein'in bu konuda ispatladığı hareket denklemi de zaman geriye döndürüldüğünde gayet iyi çalışıyor. Ancak henüz hiç kimse zamanda geriye seyahat etmeyi başaramadı.
Zamanın iki yönlü ya da tek yölü bir yolculuk olup olmadığı konusu, Aziz Agustin'in ''zaman geçici bir şey midir, yoksa her zaman mevcut olmuş mudur'' sorusunu ortaya atmasından bu yana 1500 yıldır insanların kafasını kurcalamayı sürdürüyor.Bundan tam 100 yıl önce H.G.Wells, The Time Machine/ Zaman Makinası adlı romanında bu konunun fizikçilere araştırılmasını önermişti.Mekanda (gerçekte mekan-zaman) istenen yönde yolculuk yapılabildiğine göre, acaba ''zaman içinde de istenen yönde seyahat edilebilir mi'' proplemi teorik fizikçilerin zihinlerini kurcalıyor.
Kaynak : Çetin BAL
Zamanın iki yönlü ya da tek yölü bir yolculuk olup olmadığı konusu, Aziz Agustin'in ''zaman geçici bir şey midir, yoksa her zaman mevcut olmuş mudur'' sorusunu ortaya atmasından bu yana 1500 yıldır insanların kafasını kurcalamayı sürdürüyor.Bundan tam 100 yıl önce H.G.Wells, The Time Machine/ Zaman Makinası adlı romanında bu konunun fizikçilere araştırılmasını önermişti.Mekanda (gerçekte mekan-zaman) istenen yönde yolculuk yapılabildiğine göre, acaba ''zaman içinde de istenen yönde seyahat edilebilir mi'' proplemi teorik fizikçilerin zihinlerini kurcalıyor.
Kaynak : Çetin BAL
10 Haziran 2009 Çarşamba
Kara Delik
Kara delik, astrofizikte, çekim alanı her türlü maddi oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, kütlesi büyük bir kozmik cisimdir. Kara delik, uzayda belirli nicelikteki maddenin bir noktaya toplanması ile meydana gelen bir nesnedir de denilebilir. Bu tür nesneler ışık yaymadıklarından kara olarak nitelenirler. Kara deliklerin, "tekillik"leri dolayısıyla, üç boyutlu olmadıkları, sıfır hacimli oldukları kabul edilir. Karadeliklerin içinde zamanın ise yavaş aktığı ya da akmadığı tahmin edilmektedir. Kara delikler genel görelilik kuramıyla tanımlanmışlardır. Doğrudan gözlemlenememekle birlikte, çeşitli dalga boylarını kullanan dolaylı gözlem teknikleri sayesinde keşfedilmişlerdir. Bu teknikler aynı zamanda çevrelerinde sürüklenen oluşumların da incelenme olanağını sağlamıştır. Örneğin bir kara deliğin çekim alanına kapılmış maddenin kara delikçe yutulmadan önce müthiş bir ısı derecesine ulaştığı ve bu yüzden önemli miktarda x ışınları yaydığı saptanmıştır. Böylece bir kara delik kendisi ışık yaymasa da, çevresinde bu tür bir icraat yarattığı için varlığı saptanabilmektedir. Günümüzde, kara deliklerin varlığı, ilgili (astrofizikçiler ve kuramsal fizikçilerden oluşan) bilimsel topluluğun hemen hemen tüm bireyleri tarafından onaylanarak kesinlik kazanmış durumdadır.
Kara delik “çekimsel tekillik” denilen bir noktaya konsantre olmuş bir kütleye sahiptir. Bu kütle "kara deliğin ufku" denilen ve sözkonusu tekilliği merkez alan bir küreyi oluşturur. Bu küre, kara deliğin uzayda kapladığı yer olarak da düşünülebilir. Kütlesi Güneş'imizin kütlesine eşit olan bir kara deliğin yarıçapı yalnızca yaklaşık 3 km'dir.
Yıldızlar-arası (milyonlarca km) uzaklıklar sözkonusu olduğunda, bir kara delik, herhangi bir kozmik cisim üzerinde, kendisiyle aynı kütleye sahip bir kozmik cisminkinden daha fazla bir çekim kuvveti uygulamaz; yani, kara delikleri karşı konulamaz bir kozmik “aspiratör” olarak düşünmemek gerekir. Örneğin Güneş’in yerinde onunla aynı kütleye sahip bir kara delik bulunsaydı, Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin yörüngelerinde herhangi bir değişim olmayacaktı.
Birçok kara delik türü mevcuttur. Bir yıldızın çekimsel içe (kendi üzerine) çökmesiyle oluşan kara delik türüne "yıldızsal kara delik" denir. Bu kara delikler galaksilerin merkezinde bulundukları takdirde birkaç milyarlık “güneş kütlesi”ne kadar çıkabilen devasa bir kütleye sahip olabilirler ve bu durumda “dev kara delik” (veya galaktik kara delik)[2] adını alırlar. Kütle bakımından kara deliklerin iki uç noktasını oluşturan bu iki tür arasında bir de, kütlesi birkaç bin "güneş kütlesi" olan üçüncü bir türün bulunduğu düşünülür ve bu türe “orta kara delik”ler [3] denilir. En düşük kütleli kara deliklerin ise kozmos tarihinin başlangıcındaki Büyük Patlama’da oluştukları düşünülür ve bunlara da "ilksel kara delik" [4] adı verilir. Bununla birlikte ilksel kara deliklerin varlığı halihazırda doğrulanmış değildir.
Bir kara deliği doğrudan gözlemlemek imkânsızdır. Bilindiği gibi bir nesnenin görülebilmesi için, kendisinden ışık çıkması veya kendisine gelen ışığı yansıtması gerekir; oysa kara delikler çok yakınından geçen ışıkları bile yutmaktadırlar. Bununla birlikte varlığı, çevresi üzerindeki çekim icraatinden, özellikle mikrokuasarlarda ve aktif galaksi çekirdeklerinde kara delik üzerine düşen yakınlardaki maddenin son derece ısınmış olmasından ve güçlü bir şekilde X ışını yaymasından anlaşılmaktadır. Böylece, gözlemler dev veya ufak boyutlardaki bu tür cisimlerin varlığını ortaya koymaktadır. Bu gözlemlerin kapsadığı ve genel görelilik kuramına uyan cisimler yalnızca kara deliklerdir.
Kara delik “çekimsel tekillik” denilen bir noktaya konsantre olmuş bir kütleye sahiptir. Bu kütle "kara deliğin ufku" denilen ve sözkonusu tekilliği merkez alan bir küreyi oluşturur. Bu küre, kara deliğin uzayda kapladığı yer olarak da düşünülebilir. Kütlesi Güneş'imizin kütlesine eşit olan bir kara deliğin yarıçapı yalnızca yaklaşık 3 km'dir.
Yıldızlar-arası (milyonlarca km) uzaklıklar sözkonusu olduğunda, bir kara delik, herhangi bir kozmik cisim üzerinde, kendisiyle aynı kütleye sahip bir kozmik cisminkinden daha fazla bir çekim kuvveti uygulamaz; yani, kara delikleri karşı konulamaz bir kozmik “aspiratör” olarak düşünmemek gerekir. Örneğin Güneş’in yerinde onunla aynı kütleye sahip bir kara delik bulunsaydı, Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin yörüngelerinde herhangi bir değişim olmayacaktı.
Birçok kara delik türü mevcuttur. Bir yıldızın çekimsel içe (kendi üzerine) çökmesiyle oluşan kara delik türüne "yıldızsal kara delik" denir. Bu kara delikler galaksilerin merkezinde bulundukları takdirde birkaç milyarlık “güneş kütlesi”ne kadar çıkabilen devasa bir kütleye sahip olabilirler ve bu durumda “dev kara delik” (veya galaktik kara delik)[2] adını alırlar. Kütle bakımından kara deliklerin iki uç noktasını oluşturan bu iki tür arasında bir de, kütlesi birkaç bin "güneş kütlesi" olan üçüncü bir türün bulunduğu düşünülür ve bu türe “orta kara delik”ler [3] denilir. En düşük kütleli kara deliklerin ise kozmos tarihinin başlangıcındaki Büyük Patlama’da oluştukları düşünülür ve bunlara da "ilksel kara delik" [4] adı verilir. Bununla birlikte ilksel kara deliklerin varlığı halihazırda doğrulanmış değildir.
Bir kara deliği doğrudan gözlemlemek imkânsızdır. Bilindiği gibi bir nesnenin görülebilmesi için, kendisinden ışık çıkması veya kendisine gelen ışığı yansıtması gerekir; oysa kara delikler çok yakınından geçen ışıkları bile yutmaktadırlar. Bununla birlikte varlığı, çevresi üzerindeki çekim icraatinden, özellikle mikrokuasarlarda ve aktif galaksi çekirdeklerinde kara delik üzerine düşen yakınlardaki maddenin son derece ısınmış olmasından ve güçlü bir şekilde X ışını yaymasından anlaşılmaktadır. Böylece, gözlemler dev veya ufak boyutlardaki bu tür cisimlerin varlığını ortaya koymaktadır. Bu gözlemlerin kapsadığı ve genel görelilik kuramına uyan cisimler yalnızca kara deliklerdir.
Paralel Evrenler
Yaşadığınız hayatta başrolü kim oynuyor. Kimi zaman kendi hayatınızda figüran gibi hissediyor, 'neden orada değil de burada?' ya da 'niye ben' demekten alamıyoruz kendimizi. Seçimler başımıza gelecekleri belirliyor. 'Ya ötekini seçseydim ne olurdu?' düşüncesi yerli yersiz zihni meşgul edebiliyor.
Her karar verme anında çatallanan ve her yeni yönde eşzamanlı ilerleyebilen bir başka siz düşünün. Örneğin; bu satırları okumaktan şu anda cayan ve başka bir işe yönelen bir siz. Bu durumda, yaptıklarınız değişir; çevrenizdekiler, uzam ve zaman da size göre yeniden tanımlanır. Bu bambaşka bir evren tanımına giriştir; değişen siz her yeni karar da başka bir küçük evreni inşa etmektedir. Zamanın işleyiş yönünde belirginleşen koşutluk ayrıca bütün fizik kuralları ile perçinlenerek işler. Gördüğümüz, duyumsadığımız, algıladığımız yegâne büyük evrenin yanında, hiç denenmemiş ama izlenimleri bellekte yer eden ve yaşayan küçük evrenler. Ve biraz sonra birbirinden bağımsız ama 'paralel' devam eden bu sayısız evrenlerden geçebildiğinizi, hayata oradan devam edebildiğinizi düşünün.
Bazı dinler ve filozoflar tarafından sıkça tekrarlanan, görülebilir evrenin ötesinde başka evrenler olduğu savı, insanlık için çok yeni bir düşünce değil. Havası suyu kimyası fiziği başka kanunlarla perçinlenmiş evrenler uzun zamandır anlatılıyor. Dinler ve öğretiler tarihi inanması güç kurallarla inşa edilmiş evren çağrışımları ve tasvirleriyle dolu. Cennetler, Cehennemler, Olympuslar, Valhallalar ve benzeri alternatif imgelerin yapı taşını bu dünyadakinden çok farklı maddeler oluşturuyor.
'Paralel evrenler' tanımı ilk kez Amerikalı fizikçi Hugh Everett tarafından ortaya atıldı. Zaman içinde, kuantum mekaniğinin ilginç, çok popüler ve bilimsel platformlarda çok tartışılan kuramlarından birisi oldu. Kimi zaman bağımsız ve farklı, hiçbir şekilde birbiriyle etkileşime girmeyen, çok sayıda evrenin varlığı öngörüldü. George Mason Üniversitesi'nden Dr. Robin Hanson gibi bilim adamları ise, paralel evrenlerin aslında sanılanın aksine birbirlerinden bağımsız olmadığı, birbirleriyle etkileşimde olduğunu öne sürdü. Evrenlerin birbirleriyle etkileşime geçtiği hallerde ise, küçük evrenler parçalanıyor ya da büyüğü tarafından yutuluyordu; örneğin ısının aniden yükselmesi sonucunda küçük evrenin yanması; dinsel betimlemelerdeki 'kıyamet'i çağrıştırıyordu.
Kuantum mekaniği; bilim tarihinde 'çift yarık deneyi' olarak bilinen deneyde, fotonun dalga mı yoksa parçacık mı olduğunu belirleyen şeyin gözlemcinin bilinci olduğunu söyler. Bir olgunun potansiyel durumdan işler hale gelmesi ve gerçekleşmesi, katılımcının varlığı ile mümkün olabilir. Sistemin fiziksel özelliklerinde herhangi bir değişim olmaz, değişim sadece bu özelliklerin potansiyellik ve güncelliğinde ortaya çıkar.
Fizikçi Jack Sarfatti'ye göre, gözlemcinin fikri, birçok olguyu açıklayabilir. Örneğin, bir sıvı veya gazdaki parçacıklar durmadan ileri geri hareket eder. Ona göre parçacıkların bir oraya bir buraya çarpmasının asıl nedeni, katılımcıların zihinsel etkinlikleridir.
Teorik fizikçi Roger Penrose, insan bilincinin nesneleri nasıl etkilediğini şöyle açıklıyor: 'Her gözlemcinin bilinç durumu 'ikiye ayrılır' kabul edildiğine göre her bir gözlemci iki kez var olacak, her var oluşunda farklı deneyimler edinecektir, Gerçekte, yalnızca gözlemci değil, içinde yaşadığı tüm evren, dünyayı her 'ölçmesinde', en az iki parçaya ayrılır. Böyle bir parçalanma, yalnız gözlemcilerin 'ölçümleri' nedeniyle değil, genelde kuantum olaylarının makroskopik büyümesi nedeniyle, tekrar tekrar oluşur ve bu şekilde oluşan evren 'dalları' çılgınca dal budak salmaya başlar'.
Birden çok olası evrenin öngörülen kümesi, 'çoklu evrenler' adlı bir teoriyle ifade ediliyor. Çoklu evrenin yapısı her evrenin kendi doğası ve birbirleri arasında kurulu çeşitli ilgiyle beliriyor.
Çoklu evren tanımı; fizik, felsefe, kurgu ve kısmen bilim kurgu alanlarında hipotezlerle ifade edilir. İlk defa William James tarafından kullanılan terim, bilimkurgu yazarı Michael Moorcock tarafından yaygınlaştırıldı. Aynı tanım çoğu zaman, 'alternatif evrenler', 'paralel dünyalar', 'paralel evrenler' biçiminde de kullanılıyor.
Max Tegmark'a göre başka evrenlerin varlığı kozmolojik gözlemlerle doğrudan ilişkili. Tegmark, kozmik gözlemlerin sunduğu verilerin, başka evrenlerin varlığını çıkarsama ve tanımlamada biricik yardımcı olduğunu söylüyor. Bugüne kadar girişilmiş bilimsel tanımlardan paralel evren düzeyleri adını verdiği bir sınıflama oluşturuyor.
İlk düzey 'açık çokluevren' adıyla anılıyor. Kozmik genişleme ve evrenin sonsuza yönelimi bu düzeyde bağlayıcı varsayılan oluyor. Birebir kopyanız sizden ancak Hubble hacimleri kadar ötede yer alabilir.
Andre Linde'nin köpük kuramı ikinci düzeyi oluşturuyor. Bu kabulde Kaotik genişlemede öteki canlı alanların başka fiziksel sabitleri, boyut ve parçacık tanımları olabileceği öngörülüyor. Bu düzey ayrıca Wheeler'ın 'düzenleyici evren' teorisini de kapsıyor.
Hugh Everett 'in 'sayısız dünyalar' kabulü üçüncü düzeyde yer alıyor. Kuantum mekaniği kuralları çerçevesinde; tıpatıp benzeyen çoklu evrenler farklı hallerde var olabiliyor. Kuantumun genel kurallarına sıkı sıkıya bağlı bu kabul paralel evrenlerin en çelişik ifadesi olarak biliniyor.
Dördüncü düzeyde Tegmark'ın 'mükemmel birlik' kuramı yer alıyor. Öteki matematiksel yapılar başka bir fiziksel kökten eşitlikler verir. Bir bakıma matematiksel doğruluk fiziksel varlığın da delilidir. Bu durum fiziksel alışkanlıkların gözden geçirilmesini, gözlemcinin algısını yeniden inşa etmesini zorunlu kılar. Stephen Hawking'in geliştirdiği M-teorisi" bu düzeyde yer alır. Tegmark'a göre bu noktadan sonra beşinci bir düzeyden bahsedilemez.
"Her Şeyin Teorisi"adıyla da bilinen evren kabulü, "M" harfiyle (magic, mysterious, mother) büyülü, esrarengiz ya da her şeyin, bütün teorilerin anası olarak değerlendiriliyor. Hawking, evrenin varlığını tek bir formülle açıklayacak kuramının henüz tamamlanmadığını, bunun belki de ancak 21. yüzyılın sonuna doğru mümkün olabileceğini belirtiyor. Ancak formül tamamlandığında da Tanrı'nın evren formülüne ulaşmış olacaklarını, bu noktanın da insan aklının nihai zaferi olacağını vurguluyor.
M-Teorisi'ne göre, evren iki boyutlu 'bran'larla kaplı. Bu branlar için üçüncü boyut, bran'ların frizbi plakları gibi, içinde oradan oraya uçtukları ve hiç birbirlerine çarpmayacakları büyüklükte bir "hiperuzay". Hiper ölçekte, "Üç boyutlu kütlecikler" hiç fark edilmeden dört boyutlu bir uzaya, "dört boyutlu kütlecikler" beş boyutlu bir uzaya giriyor. Hawking'e göre "Gözlemleyebildiğimiz evren, belki de hiperuzayda süzülen üç boyutlu bir bran'dan öte bir şey değil. Ve evrenimiz bu uzayın içinde yalnız değil, sürekli yeni evrenler, yeni bran'lar doğuyor.
"kuantum üremesi" denen bu olayda Hawking; kuantum oluşumunu, kaynayan sudaki hava kabarcığı oluşumuna benzetiyor. Bu kabarcıklardan bazıları patlıyor, bazıları da içinde bulunduğumuz evren gibi esneyerek genişliyor.
Hawking, sürekli bir üst boyuta geçen branlar'la ilgili, bu varsayımı biraz daha somutlaştıran hologram örneğini veriyor: 'Hologramlar, iki boyutlu bir yüzeydir ama doğru açıdan bakıldığında, üç boyutlu bir nesnenin görüntüsü fark edilebilir'. Hologram levhasını kırdığınız ve parçalardan herhangi birini ışık altında incelediğiniz zaman, içinde kodlanmış olan üç boyutlu nesnenin yine tamamı görülebilir.
Diğer bir söyleyişle, daha çok boyut içeren bilgiler, daha düşük boyuttaki bir yapının içine kodlanabilir. Öyleyse, üç boyutlu dünyamızda gerçekleşen her şey, aslında daha yüksek boyutlu bir dünya tarafından üretilmiş olabilir. Dahası paralel dünyaların yansımaları gözlemlenebilir. Ve sürüp giden yaşam bu yansımaların sadece biridir.
Hawking'in kuramının, kehanet ve telepati gibi metafizik olduğu sanılan karanlık konuları da aydınlatacağı düşünülüyor. Tıpkı bir hologramda iki boyutlu yüzeyin her noktasında kodlanmış olarak bulunan, üç boyutlu bilgilerin okunması gibi karanlıkta kalan birçok 'beceri' açıklanabilecek.
Yaşamımız, dünyalı olmayan yaratıklar tarafından oynanan bir oyun, bizim de eğlence için. Üretilmiş hologram oyuncular olduğumuzu söylemek oldukça kolaycı bir yaklaşım. Bu yüzden neredeyse paralel evren çağrışımlı bütün eserlerde böylesi bir gönderme şu ya da bu biçimde yapılıyor. Kurgubilim başımıza gelecekleri yaklaşık olarak öngörebilmesi gayet doğal... Ancak kitaplar filmler ve benzeri ürünler; geleceğin hangi yöntemlerle işlerlik kazanacağını önceden haber verdiğinde her zamankinden şaşırtıcı olabiliyor. Bilim açıklayıcı niteliğiyle geçmişin beslediği bütün efsaneleri, mucizeleri ya da karanlık noktaları birer birer anlaşılır kılmak, aydınlatmak için çalışıyor. İnsanlığın eriştiği nihai bilgi ki böyle bir sonuç varsa; filmlerdeki kadar fantastik olmayacağı muhakkak. Çünkü başımıza geldiğinde, her ne kadar kitapların fantasması olsa da bizim 'gerçeğimiz' olacak.
Kaynak : Oruç Türker Özger / Ocak 2007
Her karar verme anında çatallanan ve her yeni yönde eşzamanlı ilerleyebilen bir başka siz düşünün. Örneğin; bu satırları okumaktan şu anda cayan ve başka bir işe yönelen bir siz. Bu durumda, yaptıklarınız değişir; çevrenizdekiler, uzam ve zaman da size göre yeniden tanımlanır. Bu bambaşka bir evren tanımına giriştir; değişen siz her yeni karar da başka bir küçük evreni inşa etmektedir. Zamanın işleyiş yönünde belirginleşen koşutluk ayrıca bütün fizik kuralları ile perçinlenerek işler. Gördüğümüz, duyumsadığımız, algıladığımız yegâne büyük evrenin yanında, hiç denenmemiş ama izlenimleri bellekte yer eden ve yaşayan küçük evrenler. Ve biraz sonra birbirinden bağımsız ama 'paralel' devam eden bu sayısız evrenlerden geçebildiğinizi, hayata oradan devam edebildiğinizi düşünün.
Bazı dinler ve filozoflar tarafından sıkça tekrarlanan, görülebilir evrenin ötesinde başka evrenler olduğu savı, insanlık için çok yeni bir düşünce değil. Havası suyu kimyası fiziği başka kanunlarla perçinlenmiş evrenler uzun zamandır anlatılıyor. Dinler ve öğretiler tarihi inanması güç kurallarla inşa edilmiş evren çağrışımları ve tasvirleriyle dolu. Cennetler, Cehennemler, Olympuslar, Valhallalar ve benzeri alternatif imgelerin yapı taşını bu dünyadakinden çok farklı maddeler oluşturuyor.
'Paralel evrenler' tanımı ilk kez Amerikalı fizikçi Hugh Everett tarafından ortaya atıldı. Zaman içinde, kuantum mekaniğinin ilginç, çok popüler ve bilimsel platformlarda çok tartışılan kuramlarından birisi oldu. Kimi zaman bağımsız ve farklı, hiçbir şekilde birbiriyle etkileşime girmeyen, çok sayıda evrenin varlığı öngörüldü. George Mason Üniversitesi'nden Dr. Robin Hanson gibi bilim adamları ise, paralel evrenlerin aslında sanılanın aksine birbirlerinden bağımsız olmadığı, birbirleriyle etkileşimde olduğunu öne sürdü. Evrenlerin birbirleriyle etkileşime geçtiği hallerde ise, küçük evrenler parçalanıyor ya da büyüğü tarafından yutuluyordu; örneğin ısının aniden yükselmesi sonucunda küçük evrenin yanması; dinsel betimlemelerdeki 'kıyamet'i çağrıştırıyordu.
Kuantum mekaniği; bilim tarihinde 'çift yarık deneyi' olarak bilinen deneyde, fotonun dalga mı yoksa parçacık mı olduğunu belirleyen şeyin gözlemcinin bilinci olduğunu söyler. Bir olgunun potansiyel durumdan işler hale gelmesi ve gerçekleşmesi, katılımcının varlığı ile mümkün olabilir. Sistemin fiziksel özelliklerinde herhangi bir değişim olmaz, değişim sadece bu özelliklerin potansiyellik ve güncelliğinde ortaya çıkar.
Fizikçi Jack Sarfatti'ye göre, gözlemcinin fikri, birçok olguyu açıklayabilir. Örneğin, bir sıvı veya gazdaki parçacıklar durmadan ileri geri hareket eder. Ona göre parçacıkların bir oraya bir buraya çarpmasının asıl nedeni, katılımcıların zihinsel etkinlikleridir.
Teorik fizikçi Roger Penrose, insan bilincinin nesneleri nasıl etkilediğini şöyle açıklıyor: 'Her gözlemcinin bilinç durumu 'ikiye ayrılır' kabul edildiğine göre her bir gözlemci iki kez var olacak, her var oluşunda farklı deneyimler edinecektir, Gerçekte, yalnızca gözlemci değil, içinde yaşadığı tüm evren, dünyayı her 'ölçmesinde', en az iki parçaya ayrılır. Böyle bir parçalanma, yalnız gözlemcilerin 'ölçümleri' nedeniyle değil, genelde kuantum olaylarının makroskopik büyümesi nedeniyle, tekrar tekrar oluşur ve bu şekilde oluşan evren 'dalları' çılgınca dal budak salmaya başlar'.
Birden çok olası evrenin öngörülen kümesi, 'çoklu evrenler' adlı bir teoriyle ifade ediliyor. Çoklu evrenin yapısı her evrenin kendi doğası ve birbirleri arasında kurulu çeşitli ilgiyle beliriyor.
Çoklu evren tanımı; fizik, felsefe, kurgu ve kısmen bilim kurgu alanlarında hipotezlerle ifade edilir. İlk defa William James tarafından kullanılan terim, bilimkurgu yazarı Michael Moorcock tarafından yaygınlaştırıldı. Aynı tanım çoğu zaman, 'alternatif evrenler', 'paralel dünyalar', 'paralel evrenler' biçiminde de kullanılıyor.
Max Tegmark'a göre başka evrenlerin varlığı kozmolojik gözlemlerle doğrudan ilişkili. Tegmark, kozmik gözlemlerin sunduğu verilerin, başka evrenlerin varlığını çıkarsama ve tanımlamada biricik yardımcı olduğunu söylüyor. Bugüne kadar girişilmiş bilimsel tanımlardan paralel evren düzeyleri adını verdiği bir sınıflama oluşturuyor.
İlk düzey 'açık çokluevren' adıyla anılıyor. Kozmik genişleme ve evrenin sonsuza yönelimi bu düzeyde bağlayıcı varsayılan oluyor. Birebir kopyanız sizden ancak Hubble hacimleri kadar ötede yer alabilir.
Andre Linde'nin köpük kuramı ikinci düzeyi oluşturuyor. Bu kabulde Kaotik genişlemede öteki canlı alanların başka fiziksel sabitleri, boyut ve parçacık tanımları olabileceği öngörülüyor. Bu düzey ayrıca Wheeler'ın 'düzenleyici evren' teorisini de kapsıyor.
Hugh Everett 'in 'sayısız dünyalar' kabulü üçüncü düzeyde yer alıyor. Kuantum mekaniği kuralları çerçevesinde; tıpatıp benzeyen çoklu evrenler farklı hallerde var olabiliyor. Kuantumun genel kurallarına sıkı sıkıya bağlı bu kabul paralel evrenlerin en çelişik ifadesi olarak biliniyor.
Dördüncü düzeyde Tegmark'ın 'mükemmel birlik' kuramı yer alıyor. Öteki matematiksel yapılar başka bir fiziksel kökten eşitlikler verir. Bir bakıma matematiksel doğruluk fiziksel varlığın da delilidir. Bu durum fiziksel alışkanlıkların gözden geçirilmesini, gözlemcinin algısını yeniden inşa etmesini zorunlu kılar. Stephen Hawking'in geliştirdiği M-teorisi" bu düzeyde yer alır. Tegmark'a göre bu noktadan sonra beşinci bir düzeyden bahsedilemez.
"Her Şeyin Teorisi"adıyla da bilinen evren kabulü, "M" harfiyle (magic, mysterious, mother) büyülü, esrarengiz ya da her şeyin, bütün teorilerin anası olarak değerlendiriliyor. Hawking, evrenin varlığını tek bir formülle açıklayacak kuramının henüz tamamlanmadığını, bunun belki de ancak 21. yüzyılın sonuna doğru mümkün olabileceğini belirtiyor. Ancak formül tamamlandığında da Tanrı'nın evren formülüne ulaşmış olacaklarını, bu noktanın da insan aklının nihai zaferi olacağını vurguluyor.
M-Teorisi'ne göre, evren iki boyutlu 'bran'larla kaplı. Bu branlar için üçüncü boyut, bran'ların frizbi plakları gibi, içinde oradan oraya uçtukları ve hiç birbirlerine çarpmayacakları büyüklükte bir "hiperuzay". Hiper ölçekte, "Üç boyutlu kütlecikler" hiç fark edilmeden dört boyutlu bir uzaya, "dört boyutlu kütlecikler" beş boyutlu bir uzaya giriyor. Hawking'e göre "Gözlemleyebildiğimiz evren, belki de hiperuzayda süzülen üç boyutlu bir bran'dan öte bir şey değil. Ve evrenimiz bu uzayın içinde yalnız değil, sürekli yeni evrenler, yeni bran'lar doğuyor.
"kuantum üremesi" denen bu olayda Hawking; kuantum oluşumunu, kaynayan sudaki hava kabarcığı oluşumuna benzetiyor. Bu kabarcıklardan bazıları patlıyor, bazıları da içinde bulunduğumuz evren gibi esneyerek genişliyor.
Hawking, sürekli bir üst boyuta geçen branlar'la ilgili, bu varsayımı biraz daha somutlaştıran hologram örneğini veriyor: 'Hologramlar, iki boyutlu bir yüzeydir ama doğru açıdan bakıldığında, üç boyutlu bir nesnenin görüntüsü fark edilebilir'. Hologram levhasını kırdığınız ve parçalardan herhangi birini ışık altında incelediğiniz zaman, içinde kodlanmış olan üç boyutlu nesnenin yine tamamı görülebilir.
Diğer bir söyleyişle, daha çok boyut içeren bilgiler, daha düşük boyuttaki bir yapının içine kodlanabilir. Öyleyse, üç boyutlu dünyamızda gerçekleşen her şey, aslında daha yüksek boyutlu bir dünya tarafından üretilmiş olabilir. Dahası paralel dünyaların yansımaları gözlemlenebilir. Ve sürüp giden yaşam bu yansımaların sadece biridir.
Hawking'in kuramının, kehanet ve telepati gibi metafizik olduğu sanılan karanlık konuları da aydınlatacağı düşünülüyor. Tıpkı bir hologramda iki boyutlu yüzeyin her noktasında kodlanmış olarak bulunan, üç boyutlu bilgilerin okunması gibi karanlıkta kalan birçok 'beceri' açıklanabilecek.
Yaşamımız, dünyalı olmayan yaratıklar tarafından oynanan bir oyun, bizim de eğlence için. Üretilmiş hologram oyuncular olduğumuzu söylemek oldukça kolaycı bir yaklaşım. Bu yüzden neredeyse paralel evren çağrışımlı bütün eserlerde böylesi bir gönderme şu ya da bu biçimde yapılıyor. Kurgubilim başımıza gelecekleri yaklaşık olarak öngörebilmesi gayet doğal... Ancak kitaplar filmler ve benzeri ürünler; geleceğin hangi yöntemlerle işlerlik kazanacağını önceden haber verdiğinde her zamankinden şaşırtıcı olabiliyor. Bilim açıklayıcı niteliğiyle geçmişin beslediği bütün efsaneleri, mucizeleri ya da karanlık noktaları birer birer anlaşılır kılmak, aydınlatmak için çalışıyor. İnsanlığın eriştiği nihai bilgi ki böyle bir sonuç varsa; filmlerdeki kadar fantastik olmayacağı muhakkak. Çünkü başımıza geldiğinde, her ne kadar kitapların fantasması olsa da bizim 'gerçeğimiz' olacak.
Kaynak : Oruç Türker Özger / Ocak 2007
Genel görelilik kuramı
Genel görelilik kuramı, ivmeli devinim ile kütleçekimi açıklamasını özel göreliliğe birleştiren, genelleyen kuramdır. 1916'da Einstein tarafından ortaya konmuştur. Genel görelilikten önce, Newton'un kütleçekim kuramı geçerli kabul ediliyordu. Newton'un formülleri (yatay atış, dikey atış vb) bugun de duyarlılık gerektirmeyen uygulamalarda geçerlidir. Ancak aya roket göndermek gibi duyarlı işlerde Einstein formülleri kullanılmaktadır. Genel olarak Newton mekaniğinde Kuvvet (F), Görelilik kuramında ise Kütle (M) önemli ve önceliklidir. Genel görelilik ile Einstein şunları ortaya çıkartmıştır:
Yerçekimi (kütleçekimi) ve ivmeli devinim birbirinden ayırt edilemez (Eşitlik ilkesi)
Kütle, içinde bulunduğumuz uzay-zaman'ı eğip bükmektedir.
Yerçekimi bir kuvvet değildir, uzay-zaman'ın geometrik eğriliğinden ortaya çıkar.
Genel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur; bunlardan en önemlileri:
Eğer kütle uzay-zamanı geometrik olarak eğiyorsa, Güneşin çok yakınından geçip gelen uzak yıldızların ışıkları eğrilmiş olmalıdır. Bu eğrilik güneş çektiği için dış bükey değil de uzay-zamanın eğriliğine uygun iç bükey olmalıdır.
Çok çok yoğun kütleler uzay-zamanı öylesine bükebilir ki, uzay-zaman kendi üstüne katlanır ve içine çöker, böylesine yoğun bir kütle görülemez çünkü ışık dahi bu uzay-zaman eğriliğinden, çökmesinden kurtulamaz.
Kütle uzay-zamanı eğiyorsa bu eğilmeden zaman da etkileniyor(göreceli) olmalıdır. Eğilmiş zaman yavaş akmalıdır.
Hareketli büyük kütleler etraflarındaki bir kısım uzay-zamanı da sürükleyebiliyor olmalıdır.
Kütle uzay-zamanı eğiyorsa, kütle yakınındaki eğrilikten ilerleyen ışık, uzağındaki düzgün uzay-zamanda ilerleyenden daha uzun yol almalıdır.
Yüksek kütleli oluşumların ani hareketleri uzay-zamanda ani değişimlere, eğrilik dalgaları oluşmasına neden olabilir.
Bu öngörülerin hemen hepsi 1916'dan günümüze dek gözlenebilmiş, defalarca kez denenmiş ve doğru çıkmıştır:
1919'da ilk kez İngiliz bilimciler güneş yakınından gelen ışığın eğri çizdiğini gözlemlediler. Daha sonraları yapılan bütün gözlemler eğriliğin GG'nin hesapladığı ile oldukça yakın olduğunu gösterdi.
Evrende hiç ışık vermeyen ve etrafındaki her şeyi içine çekecek kadar yoğun kütle gösteren oluşumların varlığı tespit edildi. Karadelik adı verildi.
Kütle yakınında ve uzağında çok hassas atom saatleri ile yapılan deneylerin hepsi kütle yakınında zamanın GG'nin hesaplarına uygun olarak yavaşladığını gösterdi.
Geçen yıl açıklandığı üzere çok hassas jiroskoplarla donatılmış LEGOS1 ve LEGOS2 uydularının 11 yıl süren ölçümleri dünyanın etrafındaki uzay-zamanı sürüklediğini ortaya koydu.
Güneşin ardına geçen Viking uzay araçlarından dünyaya gönderilen sinyallerin olması gerekenden daha uzun sürede dünyaya ulaştığı, yani uzay-zamanın güneş tarafından eğilmesinden etkilendikleri ortaya çıktı.
1993'te Hulse ve Taylor, ikiz yıldızların spiral hareketinden uzay-zaman eğrilik dalgalarının oluşumunu gözleyerek nobel kazandılar.
Kütle, uzayı olduğu kadar zamanı da bükmektedir. Zamanın bükülmesi kütlenin merkezinde geleceği işaret eder şekildedir. Etkiyen hiçbir kuvvet olmadığı için, cisim kendi geleceğine doğru ilerlemektedir (düşmektedir).
Yerçekimi (kütleçekimi) ve ivmeli devinim birbirinden ayırt edilemez (Eşitlik ilkesi)
Kütle, içinde bulunduğumuz uzay-zaman'ı eğip bükmektedir.
Yerçekimi bir kuvvet değildir, uzay-zaman'ın geometrik eğriliğinden ortaya çıkar.
Genel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur; bunlardan en önemlileri:
Eğer kütle uzay-zamanı geometrik olarak eğiyorsa, Güneşin çok yakınından geçip gelen uzak yıldızların ışıkları eğrilmiş olmalıdır. Bu eğrilik güneş çektiği için dış bükey değil de uzay-zamanın eğriliğine uygun iç bükey olmalıdır.
Çok çok yoğun kütleler uzay-zamanı öylesine bükebilir ki, uzay-zaman kendi üstüne katlanır ve içine çöker, böylesine yoğun bir kütle görülemez çünkü ışık dahi bu uzay-zaman eğriliğinden, çökmesinden kurtulamaz.
Kütle uzay-zamanı eğiyorsa bu eğilmeden zaman da etkileniyor(göreceli) olmalıdır. Eğilmiş zaman yavaş akmalıdır.
Hareketli büyük kütleler etraflarındaki bir kısım uzay-zamanı da sürükleyebiliyor olmalıdır.
Kütle uzay-zamanı eğiyorsa, kütle yakınındaki eğrilikten ilerleyen ışık, uzağındaki düzgün uzay-zamanda ilerleyenden daha uzun yol almalıdır.
Yüksek kütleli oluşumların ani hareketleri uzay-zamanda ani değişimlere, eğrilik dalgaları oluşmasına neden olabilir.
Bu öngörülerin hemen hepsi 1916'dan günümüze dek gözlenebilmiş, defalarca kez denenmiş ve doğru çıkmıştır:
1919'da ilk kez İngiliz bilimciler güneş yakınından gelen ışığın eğri çizdiğini gözlemlediler. Daha sonraları yapılan bütün gözlemler eğriliğin GG'nin hesapladığı ile oldukça yakın olduğunu gösterdi.
Evrende hiç ışık vermeyen ve etrafındaki her şeyi içine çekecek kadar yoğun kütle gösteren oluşumların varlığı tespit edildi. Karadelik adı verildi.
Kütle yakınında ve uzağında çok hassas atom saatleri ile yapılan deneylerin hepsi kütle yakınında zamanın GG'nin hesaplarına uygun olarak yavaşladığını gösterdi.
Geçen yıl açıklandığı üzere çok hassas jiroskoplarla donatılmış LEGOS1 ve LEGOS2 uydularının 11 yıl süren ölçümleri dünyanın etrafındaki uzay-zamanı sürüklediğini ortaya koydu.
Güneşin ardına geçen Viking uzay araçlarından dünyaya gönderilen sinyallerin olması gerekenden daha uzun sürede dünyaya ulaştığı, yani uzay-zamanın güneş tarafından eğilmesinden etkilendikleri ortaya çıktı.
1993'te Hulse ve Taylor, ikiz yıldızların spiral hareketinden uzay-zaman eğrilik dalgalarının oluşumunu gözleyerek nobel kazandılar.
Kütle, uzayı olduğu kadar zamanı da bükmektedir. Zamanın bükülmesi kütlenin merkezinde geleceği işaret eder şekildedir. Etkiyen hiçbir kuvvet olmadığı için, cisim kendi geleceğine doğru ilerlemektedir (düşmektedir).
Özel görelilik kuramı ( Albert Einstein ) "İzafiyet Teorisi"
Özel Görelilik Kuramı (İzafiyet teorisi), Albert Einstein tarafından 1905'te Annalen der Physik dergisinde, "Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine" adlı 2. makalesinde açıklanmış ve ardından 5. makalesi "Bir cismin atıllığı enerji içeriği ile bağlantılı olabilir mi?" başlıklı makalesiyle pekiştirilmiştir.
Göreliliğin Özel Teoremi 1905 yılında Albert Einstein tarafından "Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine" isimli yayınında ortaya atılmıştır.Bu teoriyi ilk olarak El Kindi (Türk İslam bilim adamı) bulmuştur; fakat çoğu kişi Gelilei Galileo'nun bulduğunu düşünür bu kesinlikle yanlıştır. Kindi, Einstein’dan asırlar önce, izafiyet teorisini ortaya koydu. Ona,göre, bütün varlıklar ve varlığın fiziki olayları izafidir. Zaman, mekan, hareket, birbirlerinden bağımsız değildirler. Aksine bunların hepsi birbirine bağlı izafi olaylardır. Cisim zamanla, zaman cisimle, mekan hareketle, hareket mekanla ve dolayısıyla hepsi birbiriyle bağımlıdır. Bunlardan hiçbiri müstakil değildir, Kendisi bu konuda şöyle demektedir: "Zaman ancak hareketle, cisim hareketle, hareket cisimle vardır. O halde; cisim, hareket ve zamandan birinin diğerine bir önceliği yoktur. Galileo'nin Görelilik Prensibi, zamanla değişmeyen hareketin göreceli olduğunu; mutlak ve tam olarak tanımlanmış bir hareketsiz halinin olamayacağını önermekteydi. Galileo'nin ortaya attığı fikre göre; dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir. Einstein'ın teorisi, Galileo'nin Görelilik Prensibi ile doğrusal ve değişmeyen hareketinin durumu ne olursa olsun tüm gözlemcilerin ışığın hızını her zaman aynı büyüklükte ölçeceği önermesini birleştirir.
Bu teorem sezgisel olarak algılanamayacak, ancak deneysel olarak kanıtlanmış birçok ilginç sonuca varmamızı sağlar. Özel görelilik teoremi, uzaklığın ve zamanın gözlemciye bağlı olarak değişebileceğini ifade ederek Newton'ın mutlak uzay zaman kavramını anlamsızlaştırır. Uzay ve zaman gözlemciye bağlı olarak farklı algılanabilir. Bu teorem, madde ile enerjinin ünlü E=mc2 formülü ile birbirine bağlı olduğunu da gösterir (c ışık hızıdır). Özel görelilik teoremi, tüm hızların ışık hızına oranla çok küçük olduğu uygulama alanlarında Newton mekaniği ile aynı sonuçları verir.
Teoremin özel ifadesiyle anılmasının nedeni, görelilik ilkesinin yalnızca eylemsiz gözlem çerçevesine uygulanış şekli olmasından kaynaklanır. Einstein tüm gözlem çerçevelerine uygulanan ve yerçekimi kuvvetinin etkisinin de hesaba katıldığı Genel Görelilik Teoremini geliştirmiştir. Özel Görelilik yerçekim kuvvetini hesaba katmaz ancak ivmeli gözlemcilerin durumunu da inceler.
Özel Görelilik, günlük yaşamımızda mutlak olarak algıladığımız, zaman gibi kavramların göreli olduğunu söylemesinin yanı sıra, sezgizel olarak göreceli olduğunu düşündüğümüz kavramların ise mutlak olduğunu ifade eder. Birbirlerine göre hareketi nasıl olursa olsun tüm gözlemciler için ışığın hızının aynı olduğunu söyler. Özel Görelilik, c katsayısının sadece belli bir doğa olayının -ışık- hızı olmasının çok ötesinde, uzay ile zamanın birbiriyle ilişkisinin temel özelliği olduğunu ortaya çıkarmıştır. Özel Görelilik ayrıca hiçbir maddenin ışığın hızına ulaşacak şekilde hızlandırılamayacağını söyler.
Galilei'ye göre sabit hızla giden bir gözlemci veya sabit duran gözlemci aynı fiziksel yasaları kullanmalıdır. Örneğin sabit hızla giden bir gemide yukarı doğru bir taş atarsanız aynı yere düşecektir - sabit durduğunuzda olduğu gibi. Bu anlayış Newton fiziğinde formülasyona dökülmüştür. Sabit hızla giden bir cisim veya sabit duran bir cisim için geçerli olan Newton denklemlerinin şekli aynıdır. Burada şunu belirtmekte fayda var. Sabit hızla giden bir cisim gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Eğer bir cisimle beraber aynı sabit hızla gidiyorsanız sizin için cisim hareketsiz görünecektir. Fakat dışarıdan bakan bir gözlemci için cisim hareketli kabul edilir. Görelilik kelimesi burada ortaya çıkmaktadır. Bizim gözlemlediğimiz hızlar mutlak değildir. Ancak gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Ama gözlemlenen olay için geçerli olan yasaların şekli aynıdır.
Sabit hızla giden (ivmelenmeyen) referans sistemlerine eylemsiz referans sistemi denir. Bu kavramın özel görelilik kuramında çok önemli bir yeri vardır. Özel görelilik kuramına göre hiç bir eylemsiz referans sisteminin bir diğerine bir üstünlüğü yoktur ve hepsinde yapılan gözlemler aynı derecede geçerlidir.
Düzgün-doğrusal hareketli cisimlerin elektrodinamiğinde Einsten şunları keşfetmişti:
Bizler 3 uzay ve 1 zaman boyutunun meydana getirdiği, 4 boyutlu uzay-zaman evreninde yaşıyoruz.
Zaman boyutu ve akışı, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
Kütle, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
Cismin hareket doğrultusundaki boyu, cismin hızına bağlıdır.
4 boyutlu evrende "aynı anda olma" kavramı da mutlak değildir, görelidir, yani aynı andalık gözlemciden gözlemciye değişir.
Farklı hızda hareket eden cisimlerin uzay-zaman referansları birbirinden farklıdır.
Işık hızı evrendeki üst hız limitidir.
Özel görelilik kuramının gücü ve sağlamlığının en önemli nedeni,sadece iki kabullenim (postulate)üzerine inşa edilmiş olmasıdır. Bu kabullenimler:
Fizik yasaları evrenin her yerinde ve bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı şekilde işler.(Bu kabüllenim evrensel bir referans sitemin yokluğundan kaynaklanmaktadır.Eğer fizik yasaları birbirine göre bağıl harekette bulunan farklı gözlemcilere göre farklı olsalardı ;gözlemciler,bu farklılıkları kullanarak uzayda hangisinin "durgun",hangisinin "hareketli" olduklarını bulabilirlerdi.Fakat böyle bir farklılık yoktur ve görelilik ilkesi bu gerçeğin ifadesidir.)
Işığın hızı, bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı ve sabittir.
Kuramın temel aldığı bu iki kabullenimden biri çürütülemediği sürece kuram doğruluğunu koruyacaktır.
Özel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur, bunlardan en önemlileri:
Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır.
Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönuşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir.
Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır.
Özel görelilik, mantığımıza ve sağ duyumuza aykırı bir evren tanımladığından bilimciler 100 yılı aşkın bir süredir bunun doğruluğunu gözleri ile görmek ve bir açık bulmak umudu ile deneyler yapıp durmaktadırlar. Bu öngörülerin pek çoğu 1905'dan günümüze dek defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır:
İçlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru değişik hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir.
Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır. Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%99.5) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya'da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir.
Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, atom veya elektron ışık hızına çıkarılamamıştır. Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır.
Göreliliğin Özel Teoremi 1905 yılında Albert Einstein tarafından "Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine" isimli yayınında ortaya atılmıştır.Bu teoriyi ilk olarak El Kindi (Türk İslam bilim adamı) bulmuştur; fakat çoğu kişi Gelilei Galileo'nun bulduğunu düşünür bu kesinlikle yanlıştır. Kindi, Einstein’dan asırlar önce, izafiyet teorisini ortaya koydu. Ona,göre, bütün varlıklar ve varlığın fiziki olayları izafidir. Zaman, mekan, hareket, birbirlerinden bağımsız değildirler. Aksine bunların hepsi birbirine bağlı izafi olaylardır. Cisim zamanla, zaman cisimle, mekan hareketle, hareket mekanla ve dolayısıyla hepsi birbiriyle bağımlıdır. Bunlardan hiçbiri müstakil değildir, Kendisi bu konuda şöyle demektedir: "Zaman ancak hareketle, cisim hareketle, hareket cisimle vardır. O halde; cisim, hareket ve zamandan birinin diğerine bir önceliği yoktur. Galileo'nin Görelilik Prensibi, zamanla değişmeyen hareketin göreceli olduğunu; mutlak ve tam olarak tanımlanmış bir hareketsiz halinin olamayacağını önermekteydi. Galileo'nin ortaya attığı fikre göre; dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir. Einstein'ın teorisi, Galileo'nin Görelilik Prensibi ile doğrusal ve değişmeyen hareketinin durumu ne olursa olsun tüm gözlemcilerin ışığın hızını her zaman aynı büyüklükte ölçeceği önermesini birleştirir.
Bu teorem sezgisel olarak algılanamayacak, ancak deneysel olarak kanıtlanmış birçok ilginç sonuca varmamızı sağlar. Özel görelilik teoremi, uzaklığın ve zamanın gözlemciye bağlı olarak değişebileceğini ifade ederek Newton'ın mutlak uzay zaman kavramını anlamsızlaştırır. Uzay ve zaman gözlemciye bağlı olarak farklı algılanabilir. Bu teorem, madde ile enerjinin ünlü E=mc2 formülü ile birbirine bağlı olduğunu da gösterir (c ışık hızıdır). Özel görelilik teoremi, tüm hızların ışık hızına oranla çok küçük olduğu uygulama alanlarında Newton mekaniği ile aynı sonuçları verir.
Teoremin özel ifadesiyle anılmasının nedeni, görelilik ilkesinin yalnızca eylemsiz gözlem çerçevesine uygulanış şekli olmasından kaynaklanır. Einstein tüm gözlem çerçevelerine uygulanan ve yerçekimi kuvvetinin etkisinin de hesaba katıldığı Genel Görelilik Teoremini geliştirmiştir. Özel Görelilik yerçekim kuvvetini hesaba katmaz ancak ivmeli gözlemcilerin durumunu da inceler.
Özel Görelilik, günlük yaşamımızda mutlak olarak algıladığımız, zaman gibi kavramların göreli olduğunu söylemesinin yanı sıra, sezgizel olarak göreceli olduğunu düşündüğümüz kavramların ise mutlak olduğunu ifade eder. Birbirlerine göre hareketi nasıl olursa olsun tüm gözlemciler için ışığın hızının aynı olduğunu söyler. Özel Görelilik, c katsayısının sadece belli bir doğa olayının -ışık- hızı olmasının çok ötesinde, uzay ile zamanın birbiriyle ilişkisinin temel özelliği olduğunu ortaya çıkarmıştır. Özel Görelilik ayrıca hiçbir maddenin ışığın hızına ulaşacak şekilde hızlandırılamayacağını söyler.
Galilei'ye göre sabit hızla giden bir gözlemci veya sabit duran gözlemci aynı fiziksel yasaları kullanmalıdır. Örneğin sabit hızla giden bir gemide yukarı doğru bir taş atarsanız aynı yere düşecektir - sabit durduğunuzda olduğu gibi. Bu anlayış Newton fiziğinde formülasyona dökülmüştür. Sabit hızla giden bir cisim veya sabit duran bir cisim için geçerli olan Newton denklemlerinin şekli aynıdır. Burada şunu belirtmekte fayda var. Sabit hızla giden bir cisim gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Eğer bir cisimle beraber aynı sabit hızla gidiyorsanız sizin için cisim hareketsiz görünecektir. Fakat dışarıdan bakan bir gözlemci için cisim hareketli kabul edilir. Görelilik kelimesi burada ortaya çıkmaktadır. Bizim gözlemlediğimiz hızlar mutlak değildir. Ancak gözlemciye göre tanımlanmaktadır. Ama gözlemlenen olay için geçerli olan yasaların şekli aynıdır.
Sabit hızla giden (ivmelenmeyen) referans sistemlerine eylemsiz referans sistemi denir. Bu kavramın özel görelilik kuramında çok önemli bir yeri vardır. Özel görelilik kuramına göre hiç bir eylemsiz referans sisteminin bir diğerine bir üstünlüğü yoktur ve hepsinde yapılan gözlemler aynı derecede geçerlidir.
Düzgün-doğrusal hareketli cisimlerin elektrodinamiğinde Einsten şunları keşfetmişti:
Bizler 3 uzay ve 1 zaman boyutunun meydana getirdiği, 4 boyutlu uzay-zaman evreninde yaşıyoruz.
Zaman boyutu ve akışı, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
Kütle, hareketli cisimlerin hızına bağlıdır.
Cismin hareket doğrultusundaki boyu, cismin hızına bağlıdır.
4 boyutlu evrende "aynı anda olma" kavramı da mutlak değildir, görelidir, yani aynı andalık gözlemciden gözlemciye değişir.
Farklı hızda hareket eden cisimlerin uzay-zaman referansları birbirinden farklıdır.
Işık hızı evrendeki üst hız limitidir.
Özel görelilik kuramının gücü ve sağlamlığının en önemli nedeni,sadece iki kabullenim (postulate)üzerine inşa edilmiş olmasıdır. Bu kabullenimler:
Fizik yasaları evrenin her yerinde ve bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı şekilde işler.(Bu kabüllenim evrensel bir referans sitemin yokluğundan kaynaklanmaktadır.Eğer fizik yasaları birbirine göre bağıl harekette bulunan farklı gözlemcilere göre farklı olsalardı ;gözlemciler,bu farklılıkları kullanarak uzayda hangisinin "durgun",hangisinin "hareketli" olduklarını bulabilirlerdi.Fakat böyle bir farklılık yoktur ve görelilik ilkesi bu gerçeğin ifadesidir.)
Işığın hızı, bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı ve sabittir.
Kuramın temel aldığı bu iki kabullenimden biri çürütülemediği sürece kuram doğruluğunu koruyacaktır.
Özel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur, bunlardan en önemlileri:
Cisimler hızlandıkça zaman cisim için daha yavaş akmaya başlayacaktır, ışık hızına ulaşıldığında zaman durmalıdır.
Cisimler hızlandıkça kinetik enerjilerinin bir kısmı kütleye dönuşür, durağan kütleye sahip cisimler hiçbir zaman ışık hızına erişemeyeceklerdir.
Cisimler hızlandıkça hareket doğrultusundaki boyları kısalmaya uğrayacaktır.
Özel görelilik, mantığımıza ve sağ duyumuza aykırı bir evren tanımladığından bilimciler 100 yılı aşkın bir süredir bunun doğruluğunu gözleri ile görmek ve bir açık bulmak umudu ile deneyler yapıp durmaktadırlar. Bu öngörülerin pek çoğu 1905'dan günümüze dek defalarca denenmiş ve doğru çıkmıştır:
İçlerinde çok hassas atom saatleri taşıyan uçaklar değişik yönlere doğru değişik hızlarla hareket ettirilmiş ve saatlerin kuramın hesaplarına yeterince uygun olarak yavaşladığı/hızlandığı gözlenmiştir.
Zamandaki yavaşlamanın sadece saatte meydana gelmediğini, gerçekte yaşandığının kanıtı ilk olarak nötrino ve mü-mezon deneylerinde ortaya çıkmıştır. Güneşten dünyamıza gelen nötrino ve müonların ışık hızına çok yaklaştıkları (%99.5) için ömürlerinin (yaşam sürelerinin) Dünya'da üretilen durağan olanlara göre çok daha uzun olduğu görülmektedir.
Parçacık hızlandırıcılarındaki hızlandırma deneylerinde bugüne kadar kütlesi olan hiçbir cisim, atom veya elektron ışık hızına çıkarılamamıştır. Hız arttıkça kütlesi de arttığı için ivmelendirilmesi zorlaşmaktadır.
Big Bang’ın kronolojisi
Big Bang’ın kronolojik aşamaları tersten, yani günümüzden geçmişe doğru şöyle açıklanır
Evrenimiz, şimdiki zamanda geçmişteki haline kıyasla son derece az yoğun (şimdilerde evrende metre küp başına birkaç atom düşmektedir) ve soğuk (2,73 kelvin, yani-270 °C) haldedir. Her ne kadar çok sıcak bazı astrofiziksel cisimler (yıldızlar) mevcutsa da evrenin şimdilerde maruz kaldığı ışınım (ışıma) çok zayıftır denebilir. Bu olguda yıldızların evrendeki sıklığının düşük olmasının payı büyüktür, yani evrenin herhangi bir noktasındaki bir yıldız ile kendisine en yakın yıldız arasındaki uzaklık son derece büyüktür. Astronomik gözlem bize yıldızlar ve galaksilerin evren tarihinin çok erken bir döneminde, Big Bang’ın ilk döneminden daha bir milyar yıl geçmeden önce mevcut olduklarını öğretmektedir.
Big Bang döneminden 300.000 yıl sonra, evren şimdiki haline kıyasla bin defa daha sıcak ve bir milyar misli daha yoğunken yıldızlar ve galaksiler henüz mevcut değildi.Bu büyük patlamadan 300,000 yıl sonra yani bundan aşağı yukarı 13,5 milyar yıl önce evrenin ilk görülebilir halinin fotografı çekildi. 1992 yılında NASA’nın COBE uydusunun çektiği bu fotoğrafın astrofizikçilerin hesaplarına tam uyumlu olduğu gözüktü. İşte bu dönem, evrenin yoğunluğunun ışığın yayılabilmesine yeterli olacak düzeye düştüğü dönemdir. Daha öncesinde ışığın yayılabilmesine temel engel “serbest elektronlar”ın varlığıydı. Soğuması sırasında evrende bu "serbest elektronlar" atomları oluşturmak üzere atom çekirdeklerinde bir araya geldiler. Bu yüzden bu döneme "birleşme dönemi" denilir. Aynı zamanda ışığın yayılmaya başladığı dönem olduğundan, bu dönemden "madde ve ışımanın ayrılma dönemi" olarak da söz edilir. İşte kozmik arkaplan ışıması dediğimiz ışıma, bu dönemden itibaren günümüze dek süregelebilmiş ışıma ya da ışıklardır.NASA'nın WMAP uydusunun 2006 yılındaki verilerine göre Büyük Patlama'dan 380,000 yıl sonra evrenin daha net bir haritası çıkarıldı.Bu sonuçlara göre evrenin %12'sinin atomlardan,%15'inin fotonlardan,%10'unun nötronlardan ve %63'nün de karanlık madddeden oluştuğu belirlendi.Bu sonuçlar ışığında, Büyük Patlama'dan 380,000 yıl sonrasında evrenin %12'si atomlardan oluştuğuna göre ilk atomların oluşmaya başladığı ve dolayısıyla da serbest elektronların atom çekirdeği etrafına dizilmeleri yoluyla ışığın yayılabildiği zamanın başlangıcı Big Bang'den itibaren 300,000 yıl olmalıdır.380,000 yıl ancak "birleşme döneminin" tamamlandığı zaman olarak düşünülebilir.Ayrıca COBE uydusunun 1992 yılı verileriyle Big Bang'den 300,000 yıl sonraki halinin bir haritası çıkarılabildiğine göre,ışığın evrende serbestçe yayılabildiği zamanın başlangıcının 300,000 yıl olarak kabulünü gerektirir.Bu da serbest dolaşan elektronların ilk olarak bu zamanda atom çekirdeği etrafına dizilmeye başladığının ,diğer bir deyişle ilk atomların oluşmaya başladığının göstergesidir.Aksini kabul etmek, COBE uydusunun verilerinin geçersiz olduğunun kabulünü gerektirir.NASA kaynaklarında böyle bir durumdan bahsedilmez.Sonuç olarak,380,000 yıl süresi 300,000 yılın yerini almış değildir,WMAP uydusunun evrenin daha net bir haritasını çıkarmak adına gözlemlediği zamandaki durumunu yansıtır.
Evrenimiz, şimdiki zamanda geçmişteki haline kıyasla son derece az yoğun (şimdilerde evrende metre küp başına birkaç atom düşmektedir) ve soğuk (2,73 kelvin, yani-270 °C) haldedir. Her ne kadar çok sıcak bazı astrofiziksel cisimler (yıldızlar) mevcutsa da evrenin şimdilerde maruz kaldığı ışınım (ışıma) çok zayıftır denebilir. Bu olguda yıldızların evrendeki sıklığının düşük olmasının payı büyüktür, yani evrenin herhangi bir noktasındaki bir yıldız ile kendisine en yakın yıldız arasındaki uzaklık son derece büyüktür. Astronomik gözlem bize yıldızlar ve galaksilerin evren tarihinin çok erken bir döneminde, Big Bang’ın ilk döneminden daha bir milyar yıl geçmeden önce mevcut olduklarını öğretmektedir.
Big Bang döneminden 300.000 yıl sonra, evren şimdiki haline kıyasla bin defa daha sıcak ve bir milyar misli daha yoğunken yıldızlar ve galaksiler henüz mevcut değildi.Bu büyük patlamadan 300,000 yıl sonra yani bundan aşağı yukarı 13,5 milyar yıl önce evrenin ilk görülebilir halinin fotografı çekildi. 1992 yılında NASA’nın COBE uydusunun çektiği bu fotoğrafın astrofizikçilerin hesaplarına tam uyumlu olduğu gözüktü. İşte bu dönem, evrenin yoğunluğunun ışığın yayılabilmesine yeterli olacak düzeye düştüğü dönemdir. Daha öncesinde ışığın yayılabilmesine temel engel “serbest elektronlar”ın varlığıydı. Soğuması sırasında evrende bu "serbest elektronlar" atomları oluşturmak üzere atom çekirdeklerinde bir araya geldiler. Bu yüzden bu döneme "birleşme dönemi" denilir. Aynı zamanda ışığın yayılmaya başladığı dönem olduğundan, bu dönemden "madde ve ışımanın ayrılma dönemi" olarak da söz edilir. İşte kozmik arkaplan ışıması dediğimiz ışıma, bu dönemden itibaren günümüze dek süregelebilmiş ışıma ya da ışıklardır.NASA'nın WMAP uydusunun 2006 yılındaki verilerine göre Büyük Patlama'dan 380,000 yıl sonra evrenin daha net bir haritası çıkarıldı.Bu sonuçlara göre evrenin %12'sinin atomlardan,%15'inin fotonlardan,%10'unun nötronlardan ve %63'nün de karanlık madddeden oluştuğu belirlendi.Bu sonuçlar ışığında, Büyük Patlama'dan 380,000 yıl sonrasında evrenin %12'si atomlardan oluştuğuna göre ilk atomların oluşmaya başladığı ve dolayısıyla da serbest elektronların atom çekirdeği etrafına dizilmeleri yoluyla ışığın yayılabildiği zamanın başlangıcı Big Bang'den itibaren 300,000 yıl olmalıdır.380,000 yıl ancak "birleşme döneminin" tamamlandığı zaman olarak düşünülebilir.Ayrıca COBE uydusunun 1992 yılı verileriyle Big Bang'den 300,000 yıl sonraki halinin bir haritası çıkarılabildiğine göre,ışığın evrende serbestçe yayılabildiği zamanın başlangıcının 300,000 yıl olarak kabulünü gerektirir.Bu da serbest dolaşan elektronların ilk olarak bu zamanda atom çekirdeği etrafına dizilmeye başladığının ,diğer bir deyişle ilk atomların oluşmaya başladığının göstergesidir.Aksini kabul etmek, COBE uydusunun verilerinin geçersiz olduğunun kabulünü gerektirir.NASA kaynaklarında böyle bir durumdan bahsedilmez.Sonuç olarak,380,000 yıl süresi 300,000 yılın yerini almış değildir,WMAP uydusunun evrenin daha net bir haritasını çıkarmak adına gözlemlediği zamandaki durumunu yansıtır.
Galaksilerin evrimi
Big Bang modeli, homojen olan evrenin geçmişte bugünküne nazaran daha da homojen bir yapıda olduğunu varsayar. Kanıtı, yayılan kozmik arkaplanın gözlemi yoluyla sağlanmıştır. Kozmik arkaplan ışıması olağanüstü bir izotropi [10]gösterir.
Bu durumda astrofiziksel yapılar (galaksiler, galaksi kümeleri) Big Bang’ın ilk döneminde mevcut değillerdi, sonradan yavaş yavaş oluşmuş olmalıydılar. Oluşumlarının kökenindeki süreç James Jeans’in 1902’deki çalışmalarından itibaren bilinmektedir; bu süreç Jeans Kararsızlığı adıyla bilinir.
Şu halde Big Bang modeline göre, günümüzde gözlemlediğimiz galaksiler sonradan oluşmuşlardı ve geçmişteki bu ilk galaksiler yakın çevremizde gözlemlediğimiz komşu galaksilere pek benzemiyorlardı. Işık hızı müthiş bir hız olmakla birlikte, belirli bir hız olduğundan, geçmişte evrenin neye benzediğini anlamak için uzaktaki gök cisimlerine bakmamız yeterlidir. (Örneğin gezegenimize bir milyar ışık yılı uzaklıktaki bir gök cismini gözlemlememiz, o cisimden Dünya’ya gelen ışığın kaynağından bir milyar yıl önce yola çıktığı gözönünde bulundurulursa, aynı zamanda, o cismin bir milyar yıl önceki durumunu görmemiz demektir.)
Hubble Yasası’na göre kırmızıya kayma özelliği gösteren uzak galaksilerin gözlemi gerçekten ilk galaksilerin sonrakilerden yeterince farklı olduklarını göstermektedir. O zamanlarda galaksiler arası etkileşimler daha fazlaydı; az sayıdaki dev galaksiler, galaksiler arasında birleşme olaylarından sonra ortaya çıkmışlardır. Aynı şekilde, spiral, eliptik ve “düzensiz galaksi”lerin sınıfsal oluşumları da zaman boyunca değişimlerle ortaya çıkmıştır.
Uzak galaksilere ilişkin tüm bu gözlemler nispeten titiz çalışmalarla yapılmıştır; çünkü uzak galaksiler (uzaklıklarından dolayı) az ışıklı olduklarından, iyi gözlemlenebilmeleri hassas ve mükemmel gözlem araçlarını gerektirmektedir. 1990’da Hubble Uzay Teleskobu’nun ve ardından VLT[15], Keck[16] ve Subaru[17] gibi büyük gözlemevlerinin hizmete girmeleriyle büyük "kırmızıya kayma" galaksilerinin gözlemi, bizlere, "galaksilerin oluşumu ve evrimi modelleri"nin öngördüğü galaksi kümelerinin evrim fenomenlerini doğrulama olanağı vermektedir.
İlk jenerasyonda yer alan yıldız ve galaksilerin incelenmesi 21.yy.’ın başında astronomik araştırmanın temel konularından biri haline gelmiştir.
Büyük "kırmızıya kayma"da kozmik arkaplanın ısı ölçümü [değiştir]2000 yılının Aralık ayında Raghunathan Srianand, Patrick Petitjean ve Cédric Ledoux 2,57 derecesinde kırmızıya kaymada bulunan PKS 1232+0815 arkaplan kuasar’ınca yayınlanan ışımanın emildiğini gözlemledikleri bir “yıldızlararası bulut”taki "kozmik arkaplan"ın ısısını ölçmeyi başardılar.
Tayf çizgilerinin incelenmesi bulutun kimyasal bileşiminin anlaşılmasına imkan sağladığı gibi, bulutta mevcut çeşitli atom ya da iyonların farklı enerji düzeyleri arasındaki geçişlere denk düşen çizgilerin saptanması, ısısının anlaşılmasına da imkan sağlayabilecekti. Bu bulutun ayırt etme gücü çok yüksek olan bir spektrometre (Very Large Telescope’un UVES spektrometresi) ile saptanan kimyasal özellikleri ilk kez "kozmik arkaplan ışıması"nın ısısının ayırt edilebilmesine imkan sağladı. Srianand, Petitjean ve Ledoux kozmik arkaplan ışımasının ısısının 6 ile 14 °K (Kelvin) arasında olduğunu saptadılar; yani, bulutun 2,33.771 derecesinde kırmızıya kaymada bulunduğu gözönüne alınırsa, Big Bang’ın öngördüğü 9,1 °K tahmini ile uyum halindeydi.
Keşifleri Britanya’nın bilimsel dergilerinden Nature’da yayımlandı.
Bu durumda astrofiziksel yapılar (galaksiler, galaksi kümeleri) Big Bang’ın ilk döneminde mevcut değillerdi, sonradan yavaş yavaş oluşmuş olmalıydılar. Oluşumlarının kökenindeki süreç James Jeans’in 1902’deki çalışmalarından itibaren bilinmektedir; bu süreç Jeans Kararsızlığı adıyla bilinir.
Şu halde Big Bang modeline göre, günümüzde gözlemlediğimiz galaksiler sonradan oluşmuşlardı ve geçmişteki bu ilk galaksiler yakın çevremizde gözlemlediğimiz komşu galaksilere pek benzemiyorlardı. Işık hızı müthiş bir hız olmakla birlikte, belirli bir hız olduğundan, geçmişte evrenin neye benzediğini anlamak için uzaktaki gök cisimlerine bakmamız yeterlidir. (Örneğin gezegenimize bir milyar ışık yılı uzaklıktaki bir gök cismini gözlemlememiz, o cisimden Dünya’ya gelen ışığın kaynağından bir milyar yıl önce yola çıktığı gözönünde bulundurulursa, aynı zamanda, o cismin bir milyar yıl önceki durumunu görmemiz demektir.)
Hubble Yasası’na göre kırmızıya kayma özelliği gösteren uzak galaksilerin gözlemi gerçekten ilk galaksilerin sonrakilerden yeterince farklı olduklarını göstermektedir. O zamanlarda galaksiler arası etkileşimler daha fazlaydı; az sayıdaki dev galaksiler, galaksiler arasında birleşme olaylarından sonra ortaya çıkmışlardır. Aynı şekilde, spiral, eliptik ve “düzensiz galaksi”lerin sınıfsal oluşumları da zaman boyunca değişimlerle ortaya çıkmıştır.
Uzak galaksilere ilişkin tüm bu gözlemler nispeten titiz çalışmalarla yapılmıştır; çünkü uzak galaksiler (uzaklıklarından dolayı) az ışıklı olduklarından, iyi gözlemlenebilmeleri hassas ve mükemmel gözlem araçlarını gerektirmektedir. 1990’da Hubble Uzay Teleskobu’nun ve ardından VLT[15], Keck[16] ve Subaru[17] gibi büyük gözlemevlerinin hizmete girmeleriyle büyük "kırmızıya kayma" galaksilerinin gözlemi, bizlere, "galaksilerin oluşumu ve evrimi modelleri"nin öngördüğü galaksi kümelerinin evrim fenomenlerini doğrulama olanağı vermektedir.
İlk jenerasyonda yer alan yıldız ve galaksilerin incelenmesi 21.yy.’ın başında astronomik araştırmanın temel konularından biri haline gelmiştir.
Büyük "kırmızıya kayma"da kozmik arkaplanın ısı ölçümü [değiştir]2000 yılının Aralık ayında Raghunathan Srianand, Patrick Petitjean ve Cédric Ledoux 2,57 derecesinde kırmızıya kaymada bulunan PKS 1232+0815 arkaplan kuasar’ınca yayınlanan ışımanın emildiğini gözlemledikleri bir “yıldızlararası bulut”taki "kozmik arkaplan"ın ısısını ölçmeyi başardılar.
Tayf çizgilerinin incelenmesi bulutun kimyasal bileşiminin anlaşılmasına imkan sağladığı gibi, bulutta mevcut çeşitli atom ya da iyonların farklı enerji düzeyleri arasındaki geçişlere denk düşen çizgilerin saptanması, ısısının anlaşılmasına da imkan sağlayabilecekti. Bu bulutun ayırt etme gücü çok yüksek olan bir spektrometre (Very Large Telescope’un UVES spektrometresi) ile saptanan kimyasal özellikleri ilk kez "kozmik arkaplan ışıması"nın ısısının ayırt edilebilmesine imkan sağladı. Srianand, Petitjean ve Ledoux kozmik arkaplan ışımasının ısısının 6 ile 14 °K (Kelvin) arasında olduğunu saptadılar; yani, bulutun 2,33.771 derecesinde kırmızıya kaymada bulunduğu gözönüne alınırsa, Big Bang’ın öngördüğü 9,1 °K tahmini ile uyum halindeydi.
Keşifleri Britanya’nın bilimsel dergilerinden Nature’da yayımlandı.
Big Bang hakkında Gözlemsel kanıtlar
Sonradan iki kesin gözlemsel kanıt Big Bang modellerine tümüyle hak verdi: Evren tarihinin sıcak devrinin kalıntısı denilebilecek enerji ışıması (mikrodalga sahası) olan "kozmik mikrodalga arkaplan ışıması"ın keşfi ve hafif elementlerin salınmasının ölçülmesi, yani ilk sıcak evre sırasında oluşmuş hidrojen, helyum, lityumun farklı izotoplarının bırakılmasının ölçülmesi.
Bu iki gözlem, 20. yy.’ın ikici yarısının başlarında gerçekleşti ve Big Bang’ı kozmolojide, kesin biçimde, gözlemlenebilir evreni tanımlayan model olarak yerleştirdi. Bu modelin kozmolojik gözlemlerle hemem hemen mükemmel biçimde örtüşmesinin yanı sıra, modeli doğrulayan başka kanıtlar da ortaya koyulmaya başlandı: Galaktik kümelerin gözlemi ve "kozmik arkaplan soğuması"nın ölçülmesi (birkaç milyar yıl öncesiyle günümüzdeki ısı farkının ölçülebilmesi).
Genişleme, doğal olarak bize evrenin geçmişte daha yoğun olduğunu bildirmektedir. Evrenin geçmişte daha sıcak olması olasılığından ilk kez 1934’te Georges Lemaître’in söz etmiş olduğu görülüyor; fakat bunun gerçek anlamda araştırılmasına ancak 1940’lı yıllardan itibaren başlanmıştır. Uzak astrofiziksel cisimlerin ışımasındaki kırmızıya kaymaya benzer bir tarzda, evrenin genişleme olayıyla enerji kaybeden bir ışımayla dolu olması gerektiği konusundaki ilk düşünceler George Gamow’dan gelmiştir.
Gamow aslında, ilksel evrendeki güçlü yoğunlukların, atomlar arasında bir termik dengenin kurulmasına ve ardından bu atomlarca bırakılan bir ışımanın varlığına imkan sağlamış olması gerektiğini anlamıştı. Gamov, 1940'lı yıllarda Lemaitre'in hesaplamalarını geliştirdi ve Big Bang'e bağlı olarak bir tez ortaya attı. Big Bang'dan arta kalan, belirli oranda bir ışımanın var olması gerekiyordu. Ayrıca bu ışıma evrenin her yanında eşit olmalıydı. Bu ışımanın evrenin yoğunluğu oranında bir yoğunlukta olması ve dolayısıyla, bu ışımanın, yoğunluğu artık son derece azalmış olsa da halen mevcut olması gerekiyordu. Gamow, Ralph Alpher ve Robert C. Herman’la birlikte, evrenin yaşından, maddenin yoğunluğundan ve helyumun salınmasından yola çıkılarak bu ışımanın günümüzdeki ısısının hesaplanabileceğini anlayan ilk kişi oldu.
Bu ışımaya günümüzde « fosil ışıma » diyenler de bulunmakla birlikte, genellikle, “ kozmik mikrodalga arkaplan (ya da kozmolojik mikrodalga artalan) ışıması” denir. Bu ışıma, Gamow’un öngörülerine uygun olarak, düşük ısıdaki bir "karanlık cisim" ışımasına (2,7 °K) denktir. Biraz rastlantı sonucu olan bu keşfi Arno Allan Penzias ve Robert Woodrow Wilson’a borçluyuz: 1960’larda New Jersey'deki Bell Laboratuvarı’ndan Arno Penzias ve Robert Woodrow Wilson, Samanyolu’nun dış kısımlarından gelen belirsiz radyo dalgalarını ölçmeye çalışıyorlardı. Fakat bunun yerine gökyüzünün her tarafından gelen bir radyasyon saptadılar. Bu ışıma ya da ışınımın bütün yönlerdeki parlaklığı aynı idi ve yaklaşık 3 °K sıcaklığında bir ortamdan geldiği anlaşılıyordu.[13]1978’de bu buluşları için Nobel Fizik Ödülü sahibi olan Penzias ve Wilson ilginçtir ki, ileride, Fred Hoyle gibi, Big Bang teorisine muhalif olan bilim insanları safına katılacaklardı.
Bir "kara cisim" ışımasının varlığı Big Bang modeli çerçevesinde kolayca açıklanabilmektedir: Geçmişte evren sıcaktı ve yoğun bir ışımaya maruz kalıyordu. Geçmişin çok yüksek yoğunluktaki bu evreninde madde ve ışıma arasında çok çeşitli etkileşimler olmaktaydı. Bunun sonucunda ışıma termalize olmuştur, yani elektromanyetik tayfı bir "kara cisim"in elektromanyetik tayfıdır. Buna karşılık "durağan hal teorisi"nde böyle bir ışımanın varlığı hemen hemen doğrulanamaz durumdadır (az sayıdaki bazı savunucuları aksini belirtmekteyse de…)
Düşük ısıdaki ve az enerjetik bir ışımaya denk olmakla birlikte, kozmik arkaplan, yani kozmik mikrodalga arkaplan ışıması hiç de evrenin en büyük elektromanyetik enerji biçimi olarak görünmüyor: Enerjinin yaklaşık %96’sı sözkonusu ışımadaki fotonlar biçiminde mevcutken, kalan % 4’ü "görünür tayf"taki [14]yıldızların ışınımından ve galaksilerdeki soğuk gazdan kaynaklanmaktadır (kızılötesi halde). Bu diğer iki kaynak kuşkusuz daha enerjetik, fakat daha az sayıda fotonlar yaymaktadır. "Durağan hal teorisi"nde "kozmik arkaplan"ın varlığı mikroskobik demir parçacıklarının bırakılmasıyla oluştuğu varsayılan yıldızsal ışımanın termalizasyonunun bir sonucu olduğu varsayılır. Fakat bu model, gözlemsel verilerle çelişki halindedir. (Ayrıca bu takdirde "kozmik arkaplan" bir karanlık cisim olarak da açıklanamaz.)
Sonuç olarak denilebilir ki kozmik arkaplanın keşfi, tarihsel olarak Big Bang'ın kesinleştirici kanıtı olmuştur.
İlk nükleosentez [değiştir]Güçlü nükleer gücün keşfinden ve bunun yıldızların enerji kaynağı olduğunun anlaşılmasından itibaren evrende çeşitli kimyasal elementlerin salınmasını açıklama meselesi ortaya çıktı. 1950’li yıllar civarında bu salınma -birbiriyle rekabet halindeki iki farklı görüşün önerdiği- iki farklı süreçle açıklanmaya çalışılıyordu:
Yıldızsal nükleosentez
Başlangıçtaki ilk nükleosentez
"Durağan hal teorisi" taraftarları zaman boyunca sürekli olarak hidrojenden üretilmiş olduğu ve bunun azar azar helyuma ve daha sonra da yıldızların kalbindeki en ağır elementlere dönüşmüş olduğu görüşündeydiler. Gerek helyumun gerekse ağır elementlerin bölünmesi zaman boyunca sürekliliğini koruyordu; çünkü helyumun oranı nükleosentez olgusuyla artarken, hidrojenin üretilmesi olgusuyla da oran olarak azalır gibi görünüyordu. Buna karşılık Big Bang taraftarları helyumdan uranyuma kadar tüm elementlerin başlangıçtaki evrenin sıcak evresi sırasında üretilmiş oldukları görüşündeydiler.
Güncel tez her iki hipoteze de dayanır. Buna göre, helyum ve lityum gerçekten başlangıçtaki ilk nükleosentez sırasında üretilmişlerdi. Bunun başlıca kanıtı, hafif denilen elementlerin (hidrojen, helyum, lityum) salınmasının uzak kuasar’lardaki incelenmesinden gelmektedir. Big Bang modeline göre bunların nispi salınmaları ilk nükleosentezden beri sürekliliğini koruyan tek bir parametreye sıkıca bağlıdır; bu da fotonların yoğunluğunun baryonların yoğunluğuyla ilişkisindedir. Diğer yöntemlerle de ölçülebilen bu tek parametreden hareketle helyumun (He ve He) izotoplarının ve lityumun (Li) izotopunun salınması açıklanabilir. Aynı zamanda yakın galaksilerin içinde helyumun bölünmesinde bir artış gözlemlenmektedir ki, bu, yıldızlarca sentezlenen elementler yoluyla “yıldızlar-arası ortam”ın tedrici gelişiminin bir işareti olarak kabul edilebilir.
Bu iki gözlem, 20. yy.’ın ikici yarısının başlarında gerçekleşti ve Big Bang’ı kozmolojide, kesin biçimde, gözlemlenebilir evreni tanımlayan model olarak yerleştirdi. Bu modelin kozmolojik gözlemlerle hemem hemen mükemmel biçimde örtüşmesinin yanı sıra, modeli doğrulayan başka kanıtlar da ortaya koyulmaya başlandı: Galaktik kümelerin gözlemi ve "kozmik arkaplan soğuması"nın ölçülmesi (birkaç milyar yıl öncesiyle günümüzdeki ısı farkının ölçülebilmesi).
Genişleme, doğal olarak bize evrenin geçmişte daha yoğun olduğunu bildirmektedir. Evrenin geçmişte daha sıcak olması olasılığından ilk kez 1934’te Georges Lemaître’in söz etmiş olduğu görülüyor; fakat bunun gerçek anlamda araştırılmasına ancak 1940’lı yıllardan itibaren başlanmıştır. Uzak astrofiziksel cisimlerin ışımasındaki kırmızıya kaymaya benzer bir tarzda, evrenin genişleme olayıyla enerji kaybeden bir ışımayla dolu olması gerektiği konusundaki ilk düşünceler George Gamow’dan gelmiştir.
Gamow aslında, ilksel evrendeki güçlü yoğunlukların, atomlar arasında bir termik dengenin kurulmasına ve ardından bu atomlarca bırakılan bir ışımanın varlığına imkan sağlamış olması gerektiğini anlamıştı. Gamov, 1940'lı yıllarda Lemaitre'in hesaplamalarını geliştirdi ve Big Bang'e bağlı olarak bir tez ortaya attı. Big Bang'dan arta kalan, belirli oranda bir ışımanın var olması gerekiyordu. Ayrıca bu ışıma evrenin her yanında eşit olmalıydı. Bu ışımanın evrenin yoğunluğu oranında bir yoğunlukta olması ve dolayısıyla, bu ışımanın, yoğunluğu artık son derece azalmış olsa da halen mevcut olması gerekiyordu. Gamow, Ralph Alpher ve Robert C. Herman’la birlikte, evrenin yaşından, maddenin yoğunluğundan ve helyumun salınmasından yola çıkılarak bu ışımanın günümüzdeki ısısının hesaplanabileceğini anlayan ilk kişi oldu.
Bu ışımaya günümüzde « fosil ışıma » diyenler de bulunmakla birlikte, genellikle, “ kozmik mikrodalga arkaplan (ya da kozmolojik mikrodalga artalan) ışıması” denir. Bu ışıma, Gamow’un öngörülerine uygun olarak, düşük ısıdaki bir "karanlık cisim" ışımasına (2,7 °K) denktir. Biraz rastlantı sonucu olan bu keşfi Arno Allan Penzias ve Robert Woodrow Wilson’a borçluyuz: 1960’larda New Jersey'deki Bell Laboratuvarı’ndan Arno Penzias ve Robert Woodrow Wilson, Samanyolu’nun dış kısımlarından gelen belirsiz radyo dalgalarını ölçmeye çalışıyorlardı. Fakat bunun yerine gökyüzünün her tarafından gelen bir radyasyon saptadılar. Bu ışıma ya da ışınımın bütün yönlerdeki parlaklığı aynı idi ve yaklaşık 3 °K sıcaklığında bir ortamdan geldiği anlaşılıyordu.[13]1978’de bu buluşları için Nobel Fizik Ödülü sahibi olan Penzias ve Wilson ilginçtir ki, ileride, Fred Hoyle gibi, Big Bang teorisine muhalif olan bilim insanları safına katılacaklardı.
Bir "kara cisim" ışımasının varlığı Big Bang modeli çerçevesinde kolayca açıklanabilmektedir: Geçmişte evren sıcaktı ve yoğun bir ışımaya maruz kalıyordu. Geçmişin çok yüksek yoğunluktaki bu evreninde madde ve ışıma arasında çok çeşitli etkileşimler olmaktaydı. Bunun sonucunda ışıma termalize olmuştur, yani elektromanyetik tayfı bir "kara cisim"in elektromanyetik tayfıdır. Buna karşılık "durağan hal teorisi"nde böyle bir ışımanın varlığı hemen hemen doğrulanamaz durumdadır (az sayıdaki bazı savunucuları aksini belirtmekteyse de…)
Düşük ısıdaki ve az enerjetik bir ışımaya denk olmakla birlikte, kozmik arkaplan, yani kozmik mikrodalga arkaplan ışıması hiç de evrenin en büyük elektromanyetik enerji biçimi olarak görünmüyor: Enerjinin yaklaşık %96’sı sözkonusu ışımadaki fotonlar biçiminde mevcutken, kalan % 4’ü "görünür tayf"taki [14]yıldızların ışınımından ve galaksilerdeki soğuk gazdan kaynaklanmaktadır (kızılötesi halde). Bu diğer iki kaynak kuşkusuz daha enerjetik, fakat daha az sayıda fotonlar yaymaktadır. "Durağan hal teorisi"nde "kozmik arkaplan"ın varlığı mikroskobik demir parçacıklarının bırakılmasıyla oluştuğu varsayılan yıldızsal ışımanın termalizasyonunun bir sonucu olduğu varsayılır. Fakat bu model, gözlemsel verilerle çelişki halindedir. (Ayrıca bu takdirde "kozmik arkaplan" bir karanlık cisim olarak da açıklanamaz.)
Sonuç olarak denilebilir ki kozmik arkaplanın keşfi, tarihsel olarak Big Bang'ın kesinleştirici kanıtı olmuştur.
İlk nükleosentez [değiştir]Güçlü nükleer gücün keşfinden ve bunun yıldızların enerji kaynağı olduğunun anlaşılmasından itibaren evrende çeşitli kimyasal elementlerin salınmasını açıklama meselesi ortaya çıktı. 1950’li yıllar civarında bu salınma -birbiriyle rekabet halindeki iki farklı görüşün önerdiği- iki farklı süreçle açıklanmaya çalışılıyordu:
Yıldızsal nükleosentez
Başlangıçtaki ilk nükleosentez
"Durağan hal teorisi" taraftarları zaman boyunca sürekli olarak hidrojenden üretilmiş olduğu ve bunun azar azar helyuma ve daha sonra da yıldızların kalbindeki en ağır elementlere dönüşmüş olduğu görüşündeydiler. Gerek helyumun gerekse ağır elementlerin bölünmesi zaman boyunca sürekliliğini koruyordu; çünkü helyumun oranı nükleosentez olgusuyla artarken, hidrojenin üretilmesi olgusuyla da oran olarak azalır gibi görünüyordu. Buna karşılık Big Bang taraftarları helyumdan uranyuma kadar tüm elementlerin başlangıçtaki evrenin sıcak evresi sırasında üretilmiş oldukları görüşündeydiler.
Güncel tez her iki hipoteze de dayanır. Buna göre, helyum ve lityum gerçekten başlangıçtaki ilk nükleosentez sırasında üretilmişlerdi. Bunun başlıca kanıtı, hafif denilen elementlerin (hidrojen, helyum, lityum) salınmasının uzak kuasar’lardaki incelenmesinden gelmektedir. Big Bang modeline göre bunların nispi salınmaları ilk nükleosentezden beri sürekliliğini koruyan tek bir parametreye sıkıca bağlıdır; bu da fotonların yoğunluğunun baryonların yoğunluğuyla ilişkisindedir. Diğer yöntemlerle de ölçülebilen bu tek parametreden hareketle helyumun (He ve He) izotoplarının ve lityumun (Li) izotopunun salınması açıklanabilir. Aynı zamanda yakın galaksilerin içinde helyumun bölünmesinde bir artış gözlemlenmektedir ki, bu, yıldızlarca sentezlenen elementler yoluyla “yıldızlar-arası ortam”ın tedrici gelişiminin bir işareti olarak kabul edilebilir.
Big Bang ve Karşısındaki Durağan Hal Teorisi
Evrenin genişlediğinin keşfi, evrenin statik olmadığını ortaya koymakla birlikte, "maddenin sakınımı yasası"nı gözünde bulunduran ve bulundurmayan birçok farklı görüşün ortaya atılmasına imkan vermişti. Bu görüşlerden başlangıçta maddenin yaratılışının sözkonusu olduğunu varsayan görüş, ilk zamanlar en popüler olanıydı. Bu başarıdaki sebeplerden biri, “durağan hal (sabit durum) teorisi” denilen bu modelde evrenin sonsuz kabul edilmesiydi. Fred Hoyle tarafından ortaya atılan "durağan hal teorisi"ne göre evrenin yaşı ile bir gök cisminin yaşı arasında bir çelişki olamazdı.
Buna karşılık Big Bang hipotezinde evrenin, genişleme oranından yola çıkarak hesaplanabilecek belirli bir yaşı vardı. 1940’lı yıllarda evrenin genişleme oranı hakkındaki tahminler bir hayli abartılıydı, bu da evrenin yaşı hakkındaki tahminlerin gerçeğin bir hayli altında olarak yapılmasına neden olmuştu. Öyle ki, Dünya’nın yaşını belirleyen farklı tarihlendirme yöntemlerinin bildirdiği değerlere göre Dünya evrenden daha yaşlı kalıyordu. Bu, önceleri, Big Bang tipi modellerin çeşitli gözlemler karşısında içine düştüğü güçlüklerden yalnızca biriydi. Fakat bu tür güçlükler evrenin genişleme oranının hemen hemen kesin biçimde belirlenmesiyle tarihe karıştılar.
Buna karşılık Big Bang hipotezinde evrenin, genişleme oranından yola çıkarak hesaplanabilecek belirli bir yaşı vardı. 1940’lı yıllarda evrenin genişleme oranı hakkındaki tahminler bir hayli abartılıydı, bu da evrenin yaşı hakkındaki tahminlerin gerçeğin bir hayli altında olarak yapılmasına neden olmuştu. Öyle ki, Dünya’nın yaşını belirleyen farklı tarihlendirme yöntemlerinin bildirdiği değerlere göre Dünya evrenden daha yaşlı kalıyordu. Bu, önceleri, Big Bang tipi modellerin çeşitli gözlemler karşısında içine düştüğü güçlüklerden yalnızca biriydi. Fakat bu tür güçlükler evrenin genişleme oranının hemen hemen kesin biçimde belirlenmesiyle tarihe karıştılar.
Big Bang ( Büyük Patlama)
Büyük Patlama ya da Big Bang, evrenin yaklaşık 13,7 milyar yıl önce aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan meydana geldiğini savunan evrenin evrimi kuramı ve geniş şekilde kabul gören kozmolojik model.İlk kez 1920’lerde Rus kozmolog ve matematikçi Alexander Friedmann ve Belçikalı fizikçi papaz Georges Lemaître tarafından ortaya atılan, evrenin bir başlangıcı olduğunu varsayan bu teori, çeşitli kanıtlarla desteklendiğinden bilim insanları arasında, özellikle fizikçiler arasında geniş ölçüde kabul görmüştür.
Teorinin temel fikri, halen genişlemeye devam eden evrenin geçmişteki belirli bir zamanda sıcak ve yoğun bir başlangıç durumundan itibaren genişlemiş olduğudur. Georges Lemaître’in önceleri “ilk atom hipotezi” olarak adlandırdığı bu varsayım günümüzde “büyük patlama teorisi” adıyla yerleşmiş durumdadır. Modelin iskeleti Einstein’ın genel görelilik kuramına dayanmakta olup, ilk Big Bang modeli Alexander Friedmann tarafından hazırlanmıştır. Model daha sonra George Gamow ve çalışma arkadaşları tarafından savunulmuş ve ilk nükleosentez olayı eklenmek suretiyle geliştirilerek sunulmuştur.
1929’da Edwin Hubble’ın uzak galaksilerdeki (galaksilerin ışığındaki) nispi kırmızıya kaymayı keşfinden sonra, bu gözlemi, çok uzak galaksilerin ve galaksi kümelerinin konumumuza oranla bir "görünür hız"a sahip olduklarını ortaya koyan bir kanıt olarak ele alındı. Bunlardan en yüksek "görünür hız"la hareket edenler en uzak olanlarıdır.Galaksi kümeleri arasındaki uzaklık gitgide artmakta olduğuna göre, bunların hepsinin geçmişte bir arada olmaları gerekmektedir. Big Bang modeline göre, evren genişlemeden önceki bu ilk durumundayken aşırı derecede yoğun ve sıcak bir halde bulunuyordu. Bu ilk hale benzer koşullarda üretilen "parçacık hızlandırıcı"larla yapılan deney sonuçları teoriyi doğrulamaktadır. Fakat bu hızlandırıcılar, şimdiye dek yalnızca laboratuvar ortamındaki yüksek enerji sistemlerinde denenebilmiştir. Evrenin genişlemesi olgusu bir yana bırakılırsa, Big Bang teorisinin, ilk genişleme anına ilişkin bir bulgu olmaksızın bu ilk hale herhangi bir kesin açıklama getirmesi mümkün değildir. Kozmozdaki hafif elementlerin günümüzde gözlemlediğimiz bolluğu, Big Bang teorisince kabul edilen ilk nükleosentez sonuçlarına uygun olarak, evrenin ilk hızlı genişleme ve soğuma dakikalarındaki nükleer süreçlerde hafif elementlerin oluşmuş olduğu tahminleriyle örtüşmektedir.(Hidrojen ve helyumun evrendeki oranı, yapılan teorik hesaplamalara göre Big Bang'den arta kalması gereken hidrojen ve helyum oranıyla uyuşmaktadır. Evrenin bir başlangıcı olmasaydı, evrendeki hidrojenin tümüyle yanarak helyuma dönüşmüş olması gerekirdi.) Bu ilk dakikalarda, soğuyan evren bazı çekirdeklerin oluşmasına imkan sağlamış olmalıydı.(Belirli miktarlarda hidrojen, helyum ve lityum oluşmuştu.)
Big Bang terimi ilk kez İngiliz fizikçi Fred Hoyle tarafından 1949’da, “Eşyanın Tabiatı” adlı bir radyo (BBC) programındaki konuşması sırasında kullanılmıştır. Hoyle, hafif elementlerin bazı ağır elementleri nasıl meydana getirebilecekleri konusunda katkıları olmuş bir bilim insanıdır.
Bilim insanlarının çoğu, evrenin başlangıcında, bir Big Bang olayının cereyan etmiş olduğuna ancak 1964/1965’te, evrenin sıcak ve yoğun döneminin kanıtı olarak kabul edilen “kozmik mikrodalga arkaplan ışıması"nın ya da Georges Lemaître’in kullandığı terimlerle « Big Bang’ın soluk ışıklı yankısı»nın keşfinden sonra ikna oldular.
Big Bang modeli temelde iki kabule dayanır: Albert Einstein'in genel görelilik kuramı ve kozmolojik prensip.Genel görelilik kuramı tüm cisimlerin çekimsel etkileşimini hatasız olarak açıklar. Albert Einstein tarafından 1915’te genel göreliliğin keşfi, evrenin aşamalı evrimi genel görelilikle tanımlandığından, evreni bir fiziksel sistem gibi bütünlüğü içinde tanımlamayı mümkün kılan modern kozmolojinin başlangıcı sayılır.
Einstein aynı zamanda,uzayı bütünlüğü içinde tanımlamada, genel görelilikten doğan bir çözümü (“Einstein evreni”) önermesiyle genel göreliliği bu yolda kullanan ilk kişi olmuştur. Bu model o dönemde Einstein’in gözüpek girişimiyle yeni bir kavramın doğmasını sağlamıştı: Kozmolojik prensip. Kozmolojik prensibe göre, insanoğlu evrende ayrıcalıklı bir konuma sahip değildir, evren homojen ve izotroptur. Yani insanın baktığı yer ve yön neresi olursa olsun evren uzay (mekan) bakımından homojendir; daha açık bir deyişle, evrenin genel görünümü gözlemcinin konumuna ve baktığı yöne bağlı değildir. Bu, o dönem için çok cüretkar bir hipotez sayılırdı; çünkü henüz, sonradan “Büyük Tartışma” adı verilen, Samanyolu dışında cisimler olup olmadığı tartışmasının sürdüğü o dönemde hiçbir inandırıcı gözlem, Samanyolu dışındaki cisimlerin varlığını doğrulama imkanını sağlayamıyordu. "Kozmolojik prensip" evrenin makro özelliklerini açıklamakla birlikte, evrenin sınırı olmadığını, bu nedenle Big Bang'ın boşlukta belirli bir noktada değil, aynı anda tüm boşluk boyunca gerçekleştiğini ima eder.Makro ölçekte evren homojen ve izotroptur. Bu iki kabul, evrenin Planck zamanından sonraki tarihini hesaplamayı mümkün kılmıştır. Bilim insanları halen "Planck zamanı"ndan önce gerçekleşen çok önemli olayları saptamaya çalışmaktadır.
Einstein 1915 yılında ortaya attığı genel görelilik kuramıyla yaptığı hesaplamalarda evrenin durağan olamayacağı sonucunu çıkarmıştı. Fakat o dönemlerde genel kabul, evrenin statik olduğu yönündeydi; bu yüzden Einstein vardığı sonucu düzeltmek üzere denklemlerine “ kozmolojik sabite ” etkenini ekledi. Böylece, Einstein kozmolojik prensibe üstü kapalı biçimde, günümüzde doğrulanma derecesi açıkça azalmış görünen bir başka hipotez ekledi; bu, evrenin statik olduğu, yani zamanla evrim geçirmediği hipoteziydi. Bu da kendisini, denklemlerine “ kozmolojik sabite ” terimini eklemek suretiyle ilk çözümünü değiştirme yoluna götürdü. Fakat gelecekteki gelişmeler, yanılmış olduğunu ortaya koyacaktı. Örneğin 1920’lerde Edwin Hubble günümüzde galaksi dediğimiz bazı “nebülöz”lerin galaksimiz dışında olduklarını, ayrıca onların galaksimizden uzaklaştıklarını ve uzaklaşma hızlarının galaksimize uzaklıklarıyla orantılı olduğunu (Hubble Yasası ya da Hubble Sabiti) keşfetti. Bu keşiften beri Einstein’ın “statik evren hipotezi”ni doğrulayacak hiçbir veriye rastlanmamıştır.
Zaten Hubble’ın bu keşfinden daha önce Willem de Sitter, Georges Lemaître ve Alexandre Friedmann gibi birçok fizikçi bir “evren genişlemesi”ni tanımlayan başka “genel görelilik” çözümleri bulmuş bulunuyorlardı. Onların ortaya koymuş oldukları modeller evrenin genişlemesi keşfedilir keşfedilmez derhal kabul edildiler. Böylece milyarlaca yıldır genişleme halinde olan bir evren tanımlanmıştı.
Teorinin temel fikri, halen genişlemeye devam eden evrenin geçmişteki belirli bir zamanda sıcak ve yoğun bir başlangıç durumundan itibaren genişlemiş olduğudur. Georges Lemaître’in önceleri “ilk atom hipotezi” olarak adlandırdığı bu varsayım günümüzde “büyük patlama teorisi” adıyla yerleşmiş durumdadır. Modelin iskeleti Einstein’ın genel görelilik kuramına dayanmakta olup, ilk Big Bang modeli Alexander Friedmann tarafından hazırlanmıştır. Model daha sonra George Gamow ve çalışma arkadaşları tarafından savunulmuş ve ilk nükleosentez olayı eklenmek suretiyle geliştirilerek sunulmuştur.
1929’da Edwin Hubble’ın uzak galaksilerdeki (galaksilerin ışığındaki) nispi kırmızıya kaymayı keşfinden sonra, bu gözlemi, çok uzak galaksilerin ve galaksi kümelerinin konumumuza oranla bir "görünür hız"a sahip olduklarını ortaya koyan bir kanıt olarak ele alındı. Bunlardan en yüksek "görünür hız"la hareket edenler en uzak olanlarıdır.Galaksi kümeleri arasındaki uzaklık gitgide artmakta olduğuna göre, bunların hepsinin geçmişte bir arada olmaları gerekmektedir. Big Bang modeline göre, evren genişlemeden önceki bu ilk durumundayken aşırı derecede yoğun ve sıcak bir halde bulunuyordu. Bu ilk hale benzer koşullarda üretilen "parçacık hızlandırıcı"larla yapılan deney sonuçları teoriyi doğrulamaktadır. Fakat bu hızlandırıcılar, şimdiye dek yalnızca laboratuvar ortamındaki yüksek enerji sistemlerinde denenebilmiştir. Evrenin genişlemesi olgusu bir yana bırakılırsa, Big Bang teorisinin, ilk genişleme anına ilişkin bir bulgu olmaksızın bu ilk hale herhangi bir kesin açıklama getirmesi mümkün değildir. Kozmozdaki hafif elementlerin günümüzde gözlemlediğimiz bolluğu, Big Bang teorisince kabul edilen ilk nükleosentez sonuçlarına uygun olarak, evrenin ilk hızlı genişleme ve soğuma dakikalarındaki nükleer süreçlerde hafif elementlerin oluşmuş olduğu tahminleriyle örtüşmektedir.(Hidrojen ve helyumun evrendeki oranı, yapılan teorik hesaplamalara göre Big Bang'den arta kalması gereken hidrojen ve helyum oranıyla uyuşmaktadır. Evrenin bir başlangıcı olmasaydı, evrendeki hidrojenin tümüyle yanarak helyuma dönüşmüş olması gerekirdi.) Bu ilk dakikalarda, soğuyan evren bazı çekirdeklerin oluşmasına imkan sağlamış olmalıydı.(Belirli miktarlarda hidrojen, helyum ve lityum oluşmuştu.)
Big Bang terimi ilk kez İngiliz fizikçi Fred Hoyle tarafından 1949’da, “Eşyanın Tabiatı” adlı bir radyo (BBC) programındaki konuşması sırasında kullanılmıştır. Hoyle, hafif elementlerin bazı ağır elementleri nasıl meydana getirebilecekleri konusunda katkıları olmuş bir bilim insanıdır.
Bilim insanlarının çoğu, evrenin başlangıcında, bir Big Bang olayının cereyan etmiş olduğuna ancak 1964/1965’te, evrenin sıcak ve yoğun döneminin kanıtı olarak kabul edilen “kozmik mikrodalga arkaplan ışıması"nın ya da Georges Lemaître’in kullandığı terimlerle « Big Bang’ın soluk ışıklı yankısı»nın keşfinden sonra ikna oldular.
Big Bang modeli temelde iki kabule dayanır: Albert Einstein'in genel görelilik kuramı ve kozmolojik prensip.Genel görelilik kuramı tüm cisimlerin çekimsel etkileşimini hatasız olarak açıklar. Albert Einstein tarafından 1915’te genel göreliliğin keşfi, evrenin aşamalı evrimi genel görelilikle tanımlandığından, evreni bir fiziksel sistem gibi bütünlüğü içinde tanımlamayı mümkün kılan modern kozmolojinin başlangıcı sayılır.
Einstein aynı zamanda,uzayı bütünlüğü içinde tanımlamada, genel görelilikten doğan bir çözümü (“Einstein evreni”) önermesiyle genel göreliliği bu yolda kullanan ilk kişi olmuştur. Bu model o dönemde Einstein’in gözüpek girişimiyle yeni bir kavramın doğmasını sağlamıştı: Kozmolojik prensip. Kozmolojik prensibe göre, insanoğlu evrende ayrıcalıklı bir konuma sahip değildir, evren homojen ve izotroptur. Yani insanın baktığı yer ve yön neresi olursa olsun evren uzay (mekan) bakımından homojendir; daha açık bir deyişle, evrenin genel görünümü gözlemcinin konumuna ve baktığı yöne bağlı değildir. Bu, o dönem için çok cüretkar bir hipotez sayılırdı; çünkü henüz, sonradan “Büyük Tartışma” adı verilen, Samanyolu dışında cisimler olup olmadığı tartışmasının sürdüğü o dönemde hiçbir inandırıcı gözlem, Samanyolu dışındaki cisimlerin varlığını doğrulama imkanını sağlayamıyordu. "Kozmolojik prensip" evrenin makro özelliklerini açıklamakla birlikte, evrenin sınırı olmadığını, bu nedenle Big Bang'ın boşlukta belirli bir noktada değil, aynı anda tüm boşluk boyunca gerçekleştiğini ima eder.Makro ölçekte evren homojen ve izotroptur. Bu iki kabul, evrenin Planck zamanından sonraki tarihini hesaplamayı mümkün kılmıştır. Bilim insanları halen "Planck zamanı"ndan önce gerçekleşen çok önemli olayları saptamaya çalışmaktadır.
Einstein 1915 yılında ortaya attığı genel görelilik kuramıyla yaptığı hesaplamalarda evrenin durağan olamayacağı sonucunu çıkarmıştı. Fakat o dönemlerde genel kabul, evrenin statik olduğu yönündeydi; bu yüzden Einstein vardığı sonucu düzeltmek üzere denklemlerine “ kozmolojik sabite ” etkenini ekledi. Böylece, Einstein kozmolojik prensibe üstü kapalı biçimde, günümüzde doğrulanma derecesi açıkça azalmış görünen bir başka hipotez ekledi; bu, evrenin statik olduğu, yani zamanla evrim geçirmediği hipoteziydi. Bu da kendisini, denklemlerine “ kozmolojik sabite ” terimini eklemek suretiyle ilk çözümünü değiştirme yoluna götürdü. Fakat gelecekteki gelişmeler, yanılmış olduğunu ortaya koyacaktı. Örneğin 1920’lerde Edwin Hubble günümüzde galaksi dediğimiz bazı “nebülöz”lerin galaksimiz dışında olduklarını, ayrıca onların galaksimizden uzaklaştıklarını ve uzaklaşma hızlarının galaksimize uzaklıklarıyla orantılı olduğunu (Hubble Yasası ya da Hubble Sabiti) keşfetti. Bu keşiften beri Einstein’ın “statik evren hipotezi”ni doğrulayacak hiçbir veriye rastlanmamıştır.
Zaten Hubble’ın bu keşfinden daha önce Willem de Sitter, Georges Lemaître ve Alexandre Friedmann gibi birçok fizikçi bir “evren genişlemesi”ni tanımlayan başka “genel görelilik” çözümleri bulmuş bulunuyorlardı. Onların ortaya koymuş oldukları modeller evrenin genişlemesi keşfedilir keşfedilmez derhal kabul edildiler. Böylece milyarlaca yıldır genişleme halinde olan bir evren tanımlanmıştı.
Metafizik?
Metafizik, felsefenin bir dalıdır. İlk felsefeciler tarafından, "fizik bilimlerinin ötesinde kalan" anlamına gelen "metafizik" sözcüğü ile felsefeye kazandırılmıştır.
İncelemeleri varlık, varoluş, evrensel, özellik, ilişki, sebep, uzay, zaman, tanrı, olay gibi kavramlar üzerinedir.
Metafiziği tanımlamaktaki zorluk Aristoteles'in bu alana ismini verdiği yüzyıldan bu yana bu alanın gösterdiği değişimdir. Metafiziğin konusu olmayan konular metafizik içine dahil edilmişlerdir. Yüzyıllarca metafiziğin içinde olan Din felsefesi, Aklın felsefesi, Algı felsefesi, Dil felsefesi ve Bilim felsefesi gibi konular kendi alt başlıkları altında incelenmeye başlanmıştır. Bir zamanlar metafiziğin konusu içinde yer almış konuların hepsinden söz etmek çok yer tutabilir.
Temel metafizik sorunları hep metafiziğin konusu olagelmiş konular olarak tanımlamak mümkündür. Bu sorunların ortak niteliği ise hepsinin ontolojik (varlıksal) sorunlar olmasıdır.
Kaynak : http://tr.wikipedia.org/wiki/Metafizik
İncelemeleri varlık, varoluş, evrensel, özellik, ilişki, sebep, uzay, zaman, tanrı, olay gibi kavramlar üzerinedir.
Metafiziği tanımlamaktaki zorluk Aristoteles'in bu alana ismini verdiği yüzyıldan bu yana bu alanın gösterdiği değişimdir. Metafiziğin konusu olmayan konular metafizik içine dahil edilmişlerdir. Yüzyıllarca metafiziğin içinde olan Din felsefesi, Aklın felsefesi, Algı felsefesi, Dil felsefesi ve Bilim felsefesi gibi konular kendi alt başlıkları altında incelenmeye başlanmıştır. Bir zamanlar metafiziğin konusu içinde yer almış konuların hepsinden söz etmek çok yer tutabilir.
Temel metafizik sorunları hep metafiziğin konusu olagelmiş konular olarak tanımlamak mümkündür. Bu sorunların ortak niteliği ise hepsinin ontolojik (varlıksal) sorunlar olmasıdır.
Kaynak : http://tr.wikipedia.org/wiki/Metafizik
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)