EVREN NASIL ORTAYA ÇIKTI ?
İnsanlığın yüzyıllardır cevabını merak ettiği belki de önemli sorulardan birisi evren nasıl ortaya çıktı sorusu. Cevabını da en çok merak ettiği sorulardan birisi de aynı zamanda. Kitap aslında bir derleme. kitap. Einstein'in genel görelilik kuramından hareketle evrenin neden bu durumda olduğunun yanıtını arıyor. Kitap 9 ana bölümden oluşuyor . Bu bölümler şu şekilde.
1. Göreliliğin kökleri
2. Uzay ve zaman
3. Kara delikler
4. Kütleçekimi dalgaları
5. Kozmosun içlerine doğru
6. Karanlık madde
7. Karanlık enerji
8. Göreliliğin ötesinde
9. Sonuç
Kitaba başlamadan önce sizlere tavsiyem genel anlamda bilime , fiziğe ,astronomiye meraklı değilseniz okumanızı tavsiye etmem. Bu konulara merakınız varsa ve evren nasıl ortaya çıktı sorusunun yanıtını merak ediyorsanız ilgi ile ve sürükleyici bir şekilde kitap okunuyor. Kitabın sonunda bazı terimlerin açıklaması için sözlük eki verilmiş ve bence iyi de olmuş. Kitap incelememizi yaparken aslında sizleri kitaptan bazı kısa alıntılar ve bilgiler vererek aydınlatmaya çalışayım ve belki de bir nebze olsun evren nasıl ortaya çıktı konusunda kafanızda bazı şeyler netleşsin. Öncelikle bazı bilimsel terimlerden , bilgilerden bahsedeyim. Kitabı okumasanız bile burdan bir nebze okumuş olursunuz ve bilgilenmiş olursunuz. Bu konuda aşağıdaki terimlerin önemli olduğunu düşünüyorum. Çünkü bu terimleri bilmeden ,evreni anlamanın pek olanaklı olduğunu düşünmüyorum.
Antimadde : Her parçacığın aynı kütleye ancak zıt elektrik yüküne sahip bir anti parçacığı vardır. Protonun negatif yüklü antiprotonu ,elektronun pozitif yüklü antielektronu , yani pozitronu vardır. (Ayrıca nötronların sıfır yükü olsa da , bileşenleri olan kuarklar yüklendikleri için antinötronları da vardır; dolayısıyla antinötronlar antikuarklardan oluşur.)
Bozon : Doğa kuvvetlerini taşıyan tam sayı spinli bir atomaltı parçacık
Büyük patlama :Büyük patlama teorisine ( bu uzayın neden genişlediğine dair en iyi açıklamadır) göre gördüğümüz herşey yaklaşık 13.6 milyar yıl önce süper sıcak mikroskobik bir bölgenin patlamasından meydana geldi.
Çoklu evren: Varsayıma dayanan ,evren çokluğu. Farklı türlerde çoklu evrenler vardır. Örneğin , şişen çoklu evren , uzay zamanın üstel olarak genişlemesine bağlı olarak ortaya çıkar.; bu da gözlemlenebilir evrenin kıyısının ötesinde , bizim erişemediğimiz sayısız başka evren olduğu anlamına gelir. Kuantum mekaniğinin bir yorumu , kendi evrenimize paralel olan ve kuantum fenomenleri oluşturacak şekilde etkileşim içinde olan sayısız evrenin var olduğuna inanır.
Döngü kuantum kütleçekimi: Uzay-zamanın minik döngülerden oluştuğu bir kuantum teorisi yapma girişimi
Entropi: Bir sistemdeki düzensizlik derecesi
Eşdeğerlik ilkesi: Kütleçekimi alanlarının etkilerinin ,ivmelenmiş hareketin etkilerinden ayırt edilemez olduğu kavramı
Fermiyum: Elektron veya proton gibi yarı tamsayı dönüşlü atomaltı parçacık
Foton: Işık parçacığı ya da başka elektromanyetik ışımalar.
Genel görelilik : Einstein'ın 1915 tarihli , özel görelilik fikirlerini ve eşdeğerlik ilkesini bir kütleçekimi teorsinde birleştiren kuram. Cisimler uzay -zamanı bükerek şeylerin onlara doğru hızlanmasını sağlar.
Graviton: Kuantum teorsinde kütleçekimi kuvvetini ileten ,varsayımsal parçacık.
Hawking ışıması : Olay ufku yakınındaki kuantum etkilerden dolayı kara deliklerin serbest bıraktığı öngörülen ışıma.
Herşeyin Teorisi: Kuantum mekaniği ile genel göreliliği birleştirerek doğanın tüm kuvvetlerini tek bir çerçevede tanımlayabilecek , herşeyi kapsayacak , henüz tanımlanamamış fizik teorisi.
Kara delik: Işık dahil çok yakınında olan her şeyi yutan yüksek kütleçekimine sahip isim. Çoğu galaksinin merkezinde gizlenen süper kütleli kara deliklerden , büyük yıldızların tükenen çekirdeklerinin kendi üzerlerine çökmesiyle oluşabilen yıldız kütleli kara deliklere kadar pek çok büyüklüğe sahiptir.
Karanlık enerji: Evrendeki her şeyin yaklaşık yüzde 68'ini oluşturan , evrenin giderek artan bir hızla büyümesine neden olan ve kozmosa hakim olan teorik bir enerji forumu.
Karanlık madde : Her şeyin yaklaşık yüzde 27'sini oluşturan gizemli bir madde şekli. Sıradan maddeden çok daha ağırdır ve yıldızlar ile galaksileri oluşturan kütleçekimsel bir tutkal görevi görür.
Kızıl kayma:Dalgaboyunun spektrumunun kırmızı ucuna doğru kayması. Bir cismin uzaklaşmasıyla (Doppler Kayması) ya da içinden geçen ışığı uzatan uzay-zamanın genişlemesiyle kozmik ölçekte ortaya çıkabilir. Işığın geçtiği uzay ne kadar çok genişlerse kızıla kayma derecesi o kadar büyük olur, böylece uzaktaki cisimler daha kırmızı görünür.
Klasik Fizik: Isaac Newton'un hareket yasaları gibi , kuantum mekaniği ve görelilikten önceki fizik .
Kozmik Arka Plan Gezgini: Kozmik mikrodalga arka planı ışımasını araştıran bir Nasa uydusu.
Kozmik mikrodalga arka planı:(CMB): 1964'te keşfedilen soğuk bir ışıma denizi ve evrendeki en eski ışık. Büyük patlamadan yaklaşık 380.000 yıl sonra ,kozmos ilk atomların oluşabileceği kadar soğuyup da fotonların serbestçe hareket etmesine olanak sağladığında yola çıktı.
Kozmolojik sabit: Uzaya özgü bir enerji yoğunluğu .
Kozmoloji ilkesi: Bu ilke evrenin neresinde olursanız olun veya hangi yöne bakarsanız bakın , aşağı yukarı aynı olduğunu belirtir.
Kuantum Mekaniği: Parçacıkların dalga gibi hareket ettiği atom ve atomaltı seviyedeki davranışlarını açıklayan yasalar., parçacıklar aynı anda birkaç durumda olabilir ve onları zaman ve uzayda bağlantılayan ortak durumlara sahip olabilir.
Kuarklar: En kararlıları proton ve nötron olan , hadron adı verilen kompozit parçacıkları oluşturmak için bir araya gelen madde yapıtaşları.
Kütleçekimi: Büyük kozmik ölçeklerde ve gezegenler ile yıldızlar gibi büyük kütlelerin yakınında egemen olmasına rağmen , doğanın bilinen dört kuvveti arasında en zayıf olanı ve kuantum teorisi ile açıklanamayan tek kuvvettir.
Kütleçekimi dalgası:Genel görelilik tarafından öngörülen uzay-zamandaki dalgalanma nihayet 2015'te doğrulanmıştır.
M Teorisi: Sicim kuramının modern biçimi. bu kurama göre madde nokta benzeri parçacıklardan değil ,11 uzay zaman boyutuna sahip bir evrende titreşim sicim ve membranlarından oluşur. Bu sicim ve membranlar çeşitli temel parçacıklar oluşturacak şekilde farklı şekillerde titreşirler.
Nötron yıldızı: Patlamış bir yıldızın kalıntıları. O kadar yoğundur ki atom çekirdekleri birlikte parçalanıp çözülerek nötronların ya da bir ihtimal serbest kuarkların hakim olduğu bir çorba bırakır.
Olay ufku: Bir kara deliğin etrafındaki hiçbir şeyin kaçamadığı sınır.
Özel görelilik: Einstein2ın 1905 tarihli teorisine göre -ışık hızının sabit olmasından dolayı hareket konum ve zaman görelidir.
Parçacık fiziği standart modeli: Doğanın dört kuvvetinden (Modern Fizik evrendeki bütün düzenin dört temel kuvvet tarafından sağlandığını ifade etmektedir.
- kütle çekim kuvveti
- elektromanyetik kuvvet
- güçlü nükleer kuvvet
- zayıf nükleer kuvvet ) üçünün işleyişini kapsar. Kuantum alan teorisinin matematiğine göre madde yapan fermiyonlarla kuvvet taşıyan bozon parçacıklarının etkilşemlerini tanımlar.
2. Maxwell'in denklemlerini ciddiye almalıyız. Herhangi bir ışık ışını herhangi bir referans çerçevesinde tam olarak aynı hızda hareket eder.
Peki Einstein'ın genel görelilik kuramı neydi , neyi ifade ediyordu? Einstein genel görelilik kuramını keşfettiğinde, insanlar onunla alay ettiler .Neticede o zaman Einstein bir patent memuruydu.İnsanlar bunun gerçekçi ve kökten birşey olamayacağını söylediler. Nasıl olurda Einstein Newton'un mutlak uzay ve zaman kavramına meydan okurdu? Neyse biz dönelim tekrar Einstein genel görelilik kuramına. Kısaca özetlersek genel görelilik kuramı şuydu. Genel görelilik kuramına göre kütle, içinde bulunduğu uzayın bükülmesine neden olur ve iki nokta arasında hareket eden serbest (üzerine hiçbir kuvvet etki etmeyen) cisimler, aradaki en kısa yolu takip eder. "kuvvet" olarak tanımladığımız, cisimleri birbirine çeken şey aslında uzaydaki cisimlerin yarattığı uzay-zaman bükülmesinin bir sonucudur. Ağırlığı fazla olan bir cisim (örneğin Güneş) uzay-zamanda daha çok bükülmeye yol açacağından ağırlığı az olan çevresindeki cisimler (gezegenler) Güneş'in uzay-zamanda oluşturduğu bükülü bir geometride hareket eder. Görsel olarak daha iyi anlayabilmeniz için lütfen şu kısa videoyuda izlemenizi öneririm.
https://www.youtube.com/watch?v=2ANzyLBkjTM
Yani Güneşin kütlesi uzay zamanı eğer , bu yüzden ışınlarda eğilir ,dünyadan izlendiğinde yıldızların yeri değişmiş görünür. Görelilik teorisi aslında fizikte bir devrimdi. Onu devrim yapan şey Newton'un kütleçekim teorisinin açıklayamadığı şeyleri bize açıklaması idi.
Gelelim kitabın ikinci bölümüne . Bu bölümde görelilik teorisinin uzay ve zaman algımızı değiştirdiği anlatılmaktadır. Örneklerle desteklenerek genel ve özel görelilik teorisi ayrıntıları ile anlatılmakta ve bence de anlaşılır olması açısından gayet iyi olduğunu söyleyebilirim. Örneğin bir trende sayahat ettiğinizi düşünün. Trende seyahat edenin ismine Hawking diyelim (bu ismi ben koydum kitapta Bob deniliyor çok önemli değil ama bilim insanlarına değer verme açısından Hawking güzel bir isim diye düşünüyorum hatta Stephen Hawking bile diyebiliriz.) Hawking vagonun ortasına bir ışık kaynağı yerleştirir, kaynak zıt yönlerde iki ışık sinyali gönderir .Hawking'in bakış açısından ışıklar eşzamanlı olarak vagonun uç duvarlarına ulaşır. Ancak platformda ayakta duran Einstein (kitapta Alice olarak geçiyor) başka bir şey görür. Ona göre iki ışık sinyalinin hızı da Hawking'in ölçtüğü ile aynıdır. ama ışık sinyalleri yol alırken tren ilerler. Einstein geriye doğru hareket eden sinyalin ,ileriye doğru hareket eden sinyalin ön duvara çarpmasından önce arka duvara çarptığını görür.Yani bir kişi için eş zamanlı olan iki olay başka birine farklı zamanlarda gerçekleşmiş görünür. Yani eş zamanlılık görelidir.
Eğer gözlemciler eşzamanlılık konusunda hermfikir olamazlarsa zamanla ilgili ölçümlerin sonucu konusunda fikir birliğine varamazlar. Bu bize zaman genişlemesi olarak biline fenomeni verir. Gelelim zaman genişlemesine . Zaman genişlemesi nedir? Onu da şöyle açıklayalım. Gözlemci ile gözlenen arasındaki bağıl hareketin sonucunda zaman aralıklarının ölçümünde değişiklikler olabilir.Durmakta olan bir gözlemci için iki saat düşünelim. Biri hareket ediyor olsun, diğeri de sabit hareketsiz olsun. Einstein özel görelilik teorisine göre ,durmakta olan bir gözlemciye göre hareket eden saat , duran saate göre daha yavaş işler. Böylece hareket eden saat için zamanın genişlediğini söyleyebiliriz. Basit bir ifadeyle açıklarsak hareket eden saat duran saate göre daha yavaş çalışır. 1972 yılında zaman genişlemesi deneyi bilimsel olarak denenmiştir ve ispatlanmıştır. Bu denemede çok hassas bir sezyum saati bir uçakla dünya etrafında uçurulmuş ve zaman genişlemesi yüzde 10'a yakın bir hata payı ile doğrulanmıştır. Bu konuda yıldızlar arası filmini izlemenizide öneririm .Linkinide buraya bırakıyorum.
https://www.fullhdfilmizlesene.com/film/yildizlararasi-fullhd-izle/
Bu filmde de zaman genişlemesini görebiliriz. Işık hızına yakın bir hızda seyahat ettiğimizde veya kara deliğinki gibi yoğun bir kütleçekimi alanında hareket ettiğimizde , Dünyada bıraktığımız insanlardan daha yavaş yaşlanırız. Belki dünyaya döndüğümüzde onlar ölmüş de olabilir. İşte zaman genişlemesi dediğimiz olayın açıklaması bir şekilde bu.
Einstein'ın genel görelilik kuramı ,yirminci yüzyıl fiziğinin en önemli başarılarından biridir ve Einstein'ın herkesçe tanınan biri olmasını sağlamıştır. 1916'da yayınlanan teori , kütleçekim olarak bildiğimiz kuvvetin aslında uzay ve zamanın eğriliğinden kaynaklandığını saptar.
Einstein'ın teorisi aslında bize doğal olarak evrenle ilgili olduğunuda söyler. 1917'de genel görelilik denklemleri evrenin ya genişlediğini ya da daraldığını gösterdiği halde ,yaygın inanış evrenin durağan olduğu yönündeydi.Einstein'ın durağan bir model evrenini muhafaza edebilmesinin tek yolu , denklemlere kozmolojik sabit (planck sabiti) olarak adlandırılan ek bir terim eklemesiydi. 12 yıl sonra ise Edwin Hubble liderliğindeki gözlemciler evrein genişlediğini buldular. Görelilik tanımında lastik levha sürekli olarak tüm yönlerde gerilir. ( Evrenin başlangıçta bir şişme ile genişlediğini ve var olduğunu yani büyük patlama ile oluştuğunu net olarak açıklayan teori.) Bu sadece uzay galaksilerin geri çekildikleri değil ,aynı zamanda ışığın dalga boyunun da yol aldıkça uzadığı ve bunun da kızıla kaymaya neden olduğu anlamına da gelir.
Kitabın yine ikinci bölümünde genel görelilik kavramını basit bir şekilde nasıl anlayabilirim bu da basit bir şekilde anlatılmış. Buradan da hareketle kolaylıkla bu teoremi anlayacağınızı düşünüyorum.
Gelelim 3. bölüme . Bu bölümde kara delikler hakkında bilgi veriliyor. Bu bölümde eğri uzay zaman , çöken yıldızlar, ateş duvarı paradoksu , görünmezi incelemek ,kara delikler çarpıştığında neler olur,ayrıca Dan Marrome ile yapılan güzel bir röportajdan alıntılar, bir kara deliğe düşersek ne olur, yine Stephen Hawking ile yapılan bir röportajdan yapılan alıntılar var ve kitabın en güzel bölümlerinden biri. Ayrıntılı bilgi vermekte istemiyorum , çünkü kitabın tılsımını bozar diye düşünüyorum.
Dördüncü bölümde kütleçekim dalgalarının nasıl keşfedildiği ile ilgili bilgiler mevcut. İlk kanıtları ve bu keşfe Einstein'ın tepkisi. Ve einstein ile yapılan bir röportajdan alıntı.
Beşinci bölümde ise kozmosun içlerine doğru bölümünde evrenin doğumu , büyümesi büyüklüğü ,şekli ve nihai kaderi ve genel göreliliğe dayanarak evrenin esaslarını kavramaya yönelik bilgiler var. Edwşn Hubble'ın keşfettiği ya da teorisini ortaya attığı evrenin genişlemesi ve sonuçta büyük patlamaya giden yolun kilometre taşlarını anlatıyor.( Işıkların kızıllaşmasını keşfetmesi ve dolayısıyla evrenin genişlediği teorisi)
Eğer şimdi herşey paramparça oluyorsa , bir zamanlar muhtemelen birbirleriyle çok daha yakın bir şekilde iç içeydiler , yani yeni doğan evren yoğun ve sıcaktı. 1965 yılında Arno Penzias ve Robert Woodroow Wilson arka plan ışımasını keşfettiklerinde büyük patlamanın ne kadar doğru bir teori olduğu ortaya çıktı.
Evrenin büyümesi genel görelilik kullanılarak modellenebilir Eğer en büyük ölçekte evrenin tek düze olduğunu varsayarsanız , o zaman teorinin karmaşık yönleri uzayın geneişlemesini ve gelişmesini tamamlayan Friedman modellerini oldukça basit denklemlere indirgeyebiliriz. Friedman modelleri arasında önemli olan bir açıklama şişme teorisidir. Bu varoluşun ilk salisesinde uzayın korkunç bir hızda genişleyerek herhangi bir orijinal eğriliği düzleştirdiğini belirtir. Günümüzdeki evren ilk baştaki ateş topunun mikroskobik bir parçasının büyümesiyle ortaya çıktı. Bu bize aynı zamanda ufuk problemini -neden evrenin bir tarafının diğer tarafıyla hemen hemen aynı yoğunlukta olduğunu açıklar.
Bu bölümde yine uzay zamandaki çentikler, mikrodalga arka planı ,büyük patlamanın başlangıcı ( büyük patlamanın bundan 50 yıl önce nasıl kazara doğrulandığını bize anlatıyorlar) ve evrendeki en eski ışık olan kozmik mikrodalga arka planı. Resimde de bunu görebilirsiniz.
Yine bu bölümde büyük patlamanın eşiğinde kadim hayatlar ortaya çıkmış olabilir mi , başlangıç aşamasında evren ,M teorisi ( çok önemli bir teori bunu da kısaca şöyle açıklayabiliriz. Aslında sicim teorisinin bir uzantısı . 11 boyutlu bir evrende yaşadığımızı , burada 7 boyutun gözle görülemeyecek kadar sıkı sıkıya kıvrıldığını öne sürmesiyle ünlüdür.) ,evrenin ilk salisesi , şişme teorisi, büyük patlamadan önce birşey var mıydı gibi sorulara yanıt aranmış.
Gelelim 6. bölüme . Bu bölümde karanlık madde açıklanmış. Karanlık maddeye ışık tutulmuş. Kozmik mikrodalga arka planı ,karanlık madde nedir süpersimetri nedir gibi sorulara yanıt aranmış.
7. Bölümde karanlık enerjinin nasıl bir gizemli güç olduğu ve bunun en büyük kozmik gizem olduğu, kozmolojik sabit ,megaskoplar, kolektif kuantum dalgaları gibi konular açıklayıcı bir şekilde anlatılmış. Çok yararlı olduğunu ve evrene bakış açımı değiştirdiğini aslında bu evrende var olan her şeyin bilimsel açıklaması olduğunu net bir şekilde anlatıyor. Bilimin bizlere nasıl aydınlatıcı olduğunu güzel bir şekilde gösteriyor.
8. bölümde göreliliğin ötesinde uzayın gerçek doğasını anlamak için kuantum teorisi ile genel görelilik teorisini birleştiren bir teoriye ihtiyacımız olduğunu anlatıyor. Yine bu bölümde kuantum elektrodinamiği , sicim teorisi ve en önemlisi de her şeyin teorisine giden yol açıklanmış.
9. Bölümde yani sonuç bölümünde ise bazı ilkelerden bahsedilmiş. Bu ilkeler kısaca şöyle. Işık hızı sabittir, İkinci ilke eşdeğerlik ilkesi . Üçüncü ilke kozmoloji ilkesi. Bunları sonuç bölümünde ayrıntılı bir şekilde okuyabilirsiniz. Sonuç bölümü aslında kitapta anlatılan konuların kısa bir özeti gibi. Kavramları detaylı bir şekilde anlatıyor. Bu da gayet güzel çünkü kavramları kafanızda yerli yerine oturtmanızı sağlıyor.
Şunu kısaca söyleyebilirim ki evren nasıl ortaya çıktı sorusuna kitap gayet net , anlaşılır bir şekilde kafanızda hiçbir şüpheye yer bırakmayacak şekilde bilimsel olarak net bir şekilde anlatmış. Einstein'ın genel görelilik teorisinden hareketle evrenin nasıl oluştuğunu , bilimin bizlere nasıl yol gösterici olduğunu, evrende var olan her şeyin özelde evrenin bir yaratıcı olmadan nasıl var olduğunu, her şeyin açıklamasının bilimde olduğunu bizlere gösteriyor. Son olarak diyeceğim şudur ki eğer bilime meraklı iseniz, bilimi seviyor iseniz mutlaka okumanızı tavsiye ederim. Saygılar, sevgiler , iyi okumalar...
İsmail YILDIRIM
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder