Yüzyıllar önce insanlar, dünyamızın evrenin merkezinde olduğunu, Güneş’in Dünya’nın etrafında döndüğünü; dünyanın düz olduğunu düşünüyorlardı. Sonra ise Dünya’nın düz olmadığı anlaşıldı. Bu süreç çok sancılı oldu, ardından da evrenin garip şeyleri keşfedildi. Peki evren nasıl başladı ve nereye gidiyor?
Antik Yunan Dönemine Kadar Uzanan Evren
Antik Yunanlılardan önce ve Antik Yunanlılarda ilk filozoflar ve insanlar doğayı pek anlayabileceğimizi düşünmüyorlardı. Onlar da bu açığı kapatmak için bazı şeyler ürettiler. Mesela yıldız kaymalarına anlam verdiler, bazı olaylarla bazı olayları bağdaştırdılar. Fakat Antik Yunanlılarda biraz daha ilerlersek çok ileri bir medeniyet görüyoruz.
Mesela, daha 1200’lü yıllarda bile Dünya’nın düz olduğu düşüncesi yaygınken bazı Yunan bilim insanları ve filozofları bu olayı çözmüşlerdi. Mesela Tales’in tarihteki ilk Ay Tutulmasını inceleyen insan olarak biliniyor. Aristotales’e göre de Tales, doğayı anlamak için bilim adı verdiğimiz kavramı ve metodolojiyi kullanan ilk bilim insanlarından biriydi.
Dediğim gibi de Antik Yunanlılarda bilim insanları Dünya’nın yuvarlağımsı olduğunu düşünüyorlardı ayrıca uzay hakkında da zamanına göre çok iyi yorumları vardı. Bu bölümü pek uzatmayacağım, çünkü sonuçta bilim tarihi yazmıyoruz. Diğer bölüme geçelim.
Orta Çağda Bilim
Antik Yunan bilim insanlarının ürettiği bilgilerin çoğu orta çağda dinsizlik olarak görülüyordu. Mesela Antik Yunan bilim insanlarının Dünya’nın yuvarlağımsı olduğunu düşündüklerinden hiç bir şey kalmamıştı Orta Çağ’da. Bu yüzden bilim dünyasında adeta bir “yeniden başlatma” oldu.
Orta Çağ’ın bitiminde ve Rönesans döneminin kesiştiği dönemlerde evrenle ilgili ilk çalışmaları yapan bilim insanlarından biri Nicolaus Copernicus’di. O dönem insanların büyük kısmı, evrenin gördüklerinden ibaret olduğunu ve Güneş’in, Yıldızların ve diğer gezegenlerin; Dünya’nın etrafında döndüğünü ve Dünya’nın evrenin merkezinde olduğunu düşünüyordu. Fakat Copernicus bu fikre tamamen karşı çıktı: Ona göre, Evren’in merkezinde Dünya yoktu, Güneş falan da Dünya’nın etrafında dönmüyordu. Ona göre, Dünya ve diğer gezegenler Güneş’in etrafında dönüyordu.
Fakat bu radikal fikir hiç de hoşgörüyle karşılanmadı. Protestan reformist Martin Luther gibi bazı insanlar bu fikre tamamen karşı çıktılar. Copernicus’un değeri ancak onlarca yıl sonra anlaşılacaktı.
Hemen Copernicus’tan sonra 1560’larda Giordano Bruno sahneye çıktı. Bruno, evren hakkında çok meraklıydı. Kendisi Napoli’de keşişken bile evren hakkında, kilise tarafından yasaklanmış bir kitabı okuyordu. Tabi ki de bunu gizlice yapıyordu, o dönem Napoli’de düşünce özgürlüğü pek yoktu. Her neyse bu kitabın adı “Evren’in Yapısı”idi. Yazarı ise Titus Lucretius Carus’du.
Lucretius “0” yılları civarında bir filozof ve şairdi. Kitabında da dönemine göre çok iyi bir akıl yürütmeye yer vermişti. Lucretius’a göre, eğer dünyadan uzaya bir ok fırlatırsak bu ok ya gitmelidir ya da evrenin bir sınırı varsa durmalıdır. Mesela o sınıra bir duvar diyelim ve okumuz da o duvara saplansın. Ayrıca evrenin sınırı olduğunu kabul edelim. Şimdi, ben okun saplandığı duvarın üstüne çıkabilirim. Çünkü çıkamazsam duvar sonsuz demektir, bu da uzay sonsuz demektir. Fakar bu temel varsayıma ters düşünüyor: evren sınırlı.
Her neyse, duvarın üstüne çıktık; o zaman bir daha ok fırlatalım. Yine duvara saplandı, o duvarında üstüne çıkıp tekrar fırlatalım! Böylece evren sınırsız veya çok büyük çıkıyor. Bu başlangıç varsayımıza göre ters: akıl yürütmemizde bir problem yoksa evrenin çok büyük veya sınırsız olması gerek.
Bu akıl yürütmede hata olabilir, olmaya da bilir fakat gerçek olan bir şey dönemine göre çok iyi bir akıl yürütme olması. Bruno da bundan çok etkilendi ve kendi de düşünmeye başladı.
Bu böyle devam ederken Bruno yakalandı ve kiliseden atıldı; üstüne üstlük dinden de çıkarıldı. Bundan sonra Bruno, göç etmek için yeni ülkelere gitti. Fakat İsviçre’deki Kalvinistler ve Alman Lutherciler onu sınır dışı ettiler. En sonunda Oxford’a ders anlatmaya çağrıldı. Bruno orada, Dünya benzeri başka Gezegenlerin olduğunu, evrenin sonsuzluğundan bahsetti fakat kendi düşüncelerini açıklayınca gülünç duruma düştü: insanlar onun düşüncelerine zerre önem vermemişlerdi. Kopernik’den sonra Bruno da eziliyordu.
Bruno, bundan sonra Engizizasyon Mahkemesinde suçlu bulundu ve yılları hapislerde geçti. En sonunda da infaz olarak “yakıldı”. Orta Çağ ve Rönesans başlangıcı da böyleydi. Yine bilim tarihi yazmadığımdan dolayı yakın çağa geçiyoruz.
Yakın Çağda Evren Görüşü (1900’ler)
Yakın Çağda, artık Bruno’nun ve Copernicus’un fikirleri kabul edilmişti. Tam doğru değillerdi fakat anlatmak istedikleri şeyleri anlamışlardı. Bunların üstüne de yeni teorilerde eklemeler yapılmıştı. 1900’lerde evrenin durağan olduğu kabul ediliyordu. Fakat yapılan gözlemler de bunun böyle olmadığı anlaşıldı.
1920’lerde Edwin Hubble uzay ve evren hakkında araştırmalar yaparken ilginç bulgulara rastladı. Yaptığı gözlemlere göre başka galaksiler de vardı. Evrende başka yıldızların olduğu biliniyordu fakat başka bir galaksi bulunması bir ilkti. Bu da bilim camiasında büyük ilgi uyandırdı. Bu galaksinin adı Andromeda’ydı.
Hubble’ın, çalışmalarını güçlendirmesi için bu galaksilerin bizden uzaklıklarını ölçmesi gerekiyordu. Bunu da dolayı yöntemlerde yaptı. Bu yöntemlerle 9 farklı galaksinin uzaklığını ölçtü. Ayrıca bunları ölçerken de farklı şeyler keşfetti: Galaksiler birbirlerinden uzaklaşıyordu, fakat bunun yanında da giderek daha fazla hızlanıyorlardı. Bu, bilim camiasını baya bir şaşırttı.
Çünkü, mantıken önlerinde iki seçenek vardı: Büyük Patlama’dan sonra maddeler belli bir hızla ve ivme ile çıkması gerekirdi. Eğer kütle çekim bu hızdan ve ivmeden daha güçlüyse bir süre sonra evrenin tekrar sıkışması ve belki de ikinci bir Big Bang oluşması gerekirdi. Fakat kütle çekim, hız ve ivmeden daha güçsüzse evreni hiç de olmazsa yavaşlatmalıydı. Mesela, Dünya’dan bir roket fırlattığınızı düşünün. Bu roketin hızı yeterli değilse kütle çekime yenilir ve Dünya’ya uzaya çıkamadan geri düşerdi. Fakat roketin hızı, kütle çekimden fazla olursa; roket uzaya çıkar fakat en azından yavaşlar.
Evreni de devasa bir kütle çekim bataryası ve örümcek ağı gibi düşünün. Karanlık Maddeyle ve onlarca maddenin birbirlerine uyguladığı kütle çekim kuvveti galaksilerin hızını en azından düşürmeliydi! Fakat bu engelleyen bir güç vardı, ve buna karanlık enerji dedik: daha fazla bilgi için Karanlık Enerji Nedir, Ne Değildir? yazımızı okuyabilirsiniz.
Her neyse, bazı bilim insanları artık evrenin durağan değil de dinamik olması gerektiğini ve süreci geri sararsak evrenin küçücük bir noktadan çıkması gerektiğini düşündüler. Burada da anlaşmazlıklar çıktı, Sovyet Bilim İnsanları, Marksist görüşlerden dolayı buna karşı çıktılar. Fakat en sonunda 1964’te kozmik mikrodalga ışımasının görülmesinden sona bu olgu kanıtlandı.
Yine aynı dönemlerde Roger Penrose, Yıldızların öldükten sonra bir tekilliğe gideceğini matematiksel olarak ispatladı. Birkaç yıl sonra da Stephan Hawking ve Roger Penrose ,güçlerini birleştirip evrenin tekillikten doğduğunu matematiksel olarak kanıtladı. Fakat bugün, yani birkaç yıl önce Stephan Hawking, evrenin tekillikten değil de küçük bir yerden çıktığını düşünüyor ve bunu anlatmaya çalışıyor.
Ayrıca dikkat ederseniz Bilim Nasıl Çalışır: Teori ve Kanun, Matematikle Farkı yazımda anlattığım gibi Big Bang yani Büyük Patlama teorisi, teori denince akla gelen ilk şey yani ispatlanmamış bir şey değildir. Aksine bir sürü süzgeçten geçen bir kavramdır.
Big Bang Öncesinde Ne Vardı?
Big Bang veya Büyük Patlama öncesinde ne olduğu bugünün biliminde en tartışılan konulardan birisidir. Mesela Stephan Hawking ölmeden önce, Büyük Patlamadan önce hiçbir şeyin olmadığını, zamanın Büyük Patlama’da başladığı ve Büyük Patlama’dan öncesinin önemli olmadığını savundu. Ona göre Büyük Patlamanın öncesinde ne var sorusu, Güney Kutbunun güneyinde ne var sorusuyla özdeşti. Güney Kutbunun güneyinde hiç bir şey yoktu! Büyük Patlamanın da öncesinde hiçbir şey yoktu!
Einstein da böyle düşünüyordu. Fakat kimileri de var ki, bizim Büyük Patlamamızın önceki bir evrenin, büyüyüp; sonra daralması sonucunda oluşan bir Patlama olduğunu düşünüyorlar. Fakat o zaman serideki ilk evren nasıl ortaya çıktı? Belki de sadece oradaydı, belki de bizim durumumuzdan dolayı kabullenemeyeceğimiz şeyler var; veya dinler bu konu hakkında doğru şeyler; maalesef hiçbiri bir diğer iddiadan daha güçlü değil. Bu konu hakkında “bilmiyoruz”. Ve büyük konuşmak istemiyorum ama belki de hiç bilemeyeceğiz ve evrenin en tartışmalı sorularından biri olarak rafa kalkacak.
Büyük Patlama Sonra Madde-Karşıt Madde Çelişkisi
Düzlük bir arazide olun, ve bir çukur kazın. Bu çukurdan çıkan toprakları da çukura simetrik olacak şekilde üst üste koyun. Bu yığıntıya evren diyelim. En sonunda, biriken toprak bizim evrenimiz olacaktır, fakat onun negatifi de kazılan yer olacaktır. Ve bu ikisinin üst üste getirirseniz birbirlerini nötrleyecekler yani yok edeceklerdir. Sonuçta da yine düz bir arazi kalacaktır.
Aynı şekilde Big Bang’ten de eşit miktarda madde – anti (karşıt) madde çıkmış olması gerekmektedir. Fakat böyle olduğu durumda madde ile anti madde birbirini yok etmesi gerekirdi, peki neden evrende hep madde görüyoruz? Kısacası Neden madde galip geldi.
Bu soru evren hakkındaki en ilginç soruların en başlarındadır. Bunun cevabını bilmiyoruz. Sadece birkaç teorimiz var, hala da deneyler yapılıyor. Mesela kuşkulanan şeylerden biri nötrinolar. Nötrinolar nötr yani yüksüz olmasına rağmen, madde veya anti madde gibi davranabiliyor. Evrenin ilk saniyelerindeki dengesizlik veya sıcaklık nötrinoların böyle bir davranış sergilemelerine neden olmuş olabilir.
Fakat diğer teoriler de bundan daha sağlam değil. Bu sorunun cevabını bulmak için daha bir sürü deney yapmamız gerek.
Standart Model ve Temel Parçacıklar
Evrenin ilk saniyelerinde fizik yasalarının doğduğu bir an vardır. Bunun sebebi, belli başlı temel parçacıkların ortaya çıkmasıdır. Temel Parçacıklar, gerçekten de temeldir; çünkü hem maddenin en temel özellikleri onlar sayesinde ortaya çıkmıştır hem de daha küçük parçacıklara bölünemezler. Mesela Büyük Patlamadan hemen sonra 2 yukarı quark ile 1 aşağı kuark protonu ve başka bir birleşim de nötronu oluşturmuştur. Bundan sonra da en basit element hidrojen ortaya çıkmıştır.
Protonu ve nötronu oluşturan quarkların başka özellikleri olsaydı bildiğimiz maddenin farklı özellikleri olabilir ve böylece fizik yasaları da farklı olurdu. Bunun yanında da Higgs Bozonu gibi temel parçacıklar da var. Higgs Bozonu CERN’de 2012’de keşfedildi ve atom çarpıştırıcılarının ne kadar önemli olduğunu gösterdi. Higgs Bozonu, maddelerin kütlesinin olmasını sağlayan temel parçacıktır. Işığın kütlesi yoktur çünkü ışığın temel yapı taşı ve başka bir temel parçacık olan foton, Higgs Alanı ile etkileşime girmez. Fakat protonları ve nötronları oluşturan quarklar, Higgs Alanı ile fazlasıyla etkileşime girer. Ayrıca, Protonları ve Nötronları çekirdekte tutan güçlü nükleer kuvveti de “gluon” adlı bir temel parçacık sağlar. O da aşağıdaki tablodadır. Bunun dışında elektron da temel bir parçacıktır, yani başka parçacıklara bölünemez.
Büyük Patlamadan hemen sonra Higgs Bozonu farklı şekilde yayılsaydı evrendeki bazı şeyler ve fizik yasaları farklı olabilirdi. Ayrıca şu an graviton adlı kütle çekimi ilettiği varsayılan varsayımsal bir parçacığın olduğu düşünülmektedir. Eğer evrenimizde graviton varsa ve gravitonun değeri farklı olsaydı, yine fizik yasaları farklı olurdu. Tabi ki de gravitonu ispatlamak için daha büyük bir atom çarpıştırıcısı inşa etmemiz gerek ve ediyoruz.
Evren Nasıl Sona Erecek
Kapanışı, evren nasıl sona erecek sorusuyla yapalım. Eskiden bilim insanları, evrenlerin sürekli bir seri içinde olduklarından dolayı evrenin büyük çökme adlı bir kavramda son bulacağına inanıyordu. Bildiğiniz üzere evrenimiz Büyük Patlama’dan çıktı, eğer karanlık enerji olmasaydı evren yavaşlamaya ve sıkışmaya başlayacaktı. Bunun sonucunda tüm cisimler yeniden tekilliğe yaklaşacak ve tekrar bir Big Bang olacaktı. Fakat karanlık enerjinin etkileri öğrenilince bu fikir artık tutmuyor.
Karanlık enerjinin sonucu olan ve bir başka evrenin sonu da şöyle: Bildiğimiz üzere evren gittikçe hızlı genişliyor. Yani milyonlarca yıl sonra öyle bir an gelecek ki, her bir gezegen, yıldız, birbirlerinden çok uzak olacak. Karanlık enerji de o kadar güçlenecek ki bu genişleme çok daha hızlı olacak, bunun sonucunda evren gittikçe soğuyacak. Buna ısı ölümü deniyor.
Diğer bir son ise yine karanlık enerjiyle alakalı. Uzay sadece sınırlardan genişlemez, uzay her yönde ve her yerde genişler. Galaksiler, kütle çekim ve karanlık madde sayesinde birbirine tutunur. Yine az önceki gibi, milyonlarca yıl sonrasını düşünün. Karanlık madde miktarı çok artacak ve karanlık madde çok güçlencek, bunun sonucunda uzay çok hızlı genişleyecek. Bundan dolayı artık galaksiler ve karanlık madde, karanlık enerjiye yenilecek. Galaksiler yenildikten sonra sıra gezegenler ve yıldızlar da olacak. Onlar da yenik düştüğünde atomlarına ayrılacaklar. Atomlar da kuarklarına ayrılacak. En acımasız son bu gibi gözükebilir fakat bunun olması için daha milyonlarca yıl gerekli.
Bir de entropi var tabi. Termodinamik Yasaları: Nedir, Ne değildir? Yazımızda anlattığımız gibi enerjinin doğası yayılmaktır. Ve evren gibi kapalı sistemlerde entropi sürekli artar. Yani enerji sürekli yayılır, bunun sonucunda da entropi maksimum yani en fazla seviyesine çıktığı zaman, enerjie evrenin her yerine aynı şekilde yayılmış olur. Bu da demektir ki, yıldızlar çalışamaz; çünkü dışarı enerji vermezler (dışarı enerji vermek için sıcaklık farkı olması gerekir) hiçbir şey çalışamaz. Bu da böyle bir sondur.
Bunların hepsi olabilir. Hangisi daha kesin tam bilemiyoruz. Çünkü bu sonların herhangi biri gerçekleşecek olsa bile buna milyon yıllar var. Ve bu milyon yıllar içinde yasaların aynı kalacağının, karanlık enerjinin var olacağının hiç bir garantisi yok.
Son Söz
Evren konusunda başı şeylerde halen çok yeniyiz. Bilmediğimiz çok şey var, ki bilmediğimiz şeylerin sayısı bildiğimiz şeylerin sayısı arttıkça artıyor! Bu yüzden insanlık çok çalışmalı. Her neyse biraz uzun bir yazı oldu ama bunun yanında da çok güzel bir yazı oldu. Umarım beğenirsiniz. Lütfen bir bilgi hatası, veya bir hatamız varsa bize ulaşınız ki daha iyi bir yazar olalım. Şimdilik Hoşça Kalın.
