Evren’in yüzde 95’ini oluşturan şeylerin ne olduğunu bilmiyoruz! Bu gizem bilim insanlarına başağrısı yanında heyecan da vermiyor değil
Dr. Şeyda İPEK
Avrupalı bilim insanları Dünya merkezli Evren teorilerini bırakalı yüzyıllar oldu. Son 30-40 yılda değişen bir inanç ise Evren’in içindeki her şeyin proton, nötron, elektron gibi maddelerden oluşması. Gözlemler bu tarz maddelerin Evren’in sadece yüzde 5’ini oluşturduğunu gösterdi. Peki geri kalan yüzde 95’inde ne var?
Bu sorunun detaylarına girmeden önce Evren derken neyi kastediyoruz kısaca bahsedelim. Evren terimi, uzay-zaman ve bu uzay-zamanın içinde bulunan her şeyi kapsıyor. Şu anda yaklaşık 13 milyar yıl yaşında olan Evren, birçok teoriye göre Büyük Patlama denilen olay ile başladı. Büyük Patlama sonrasında çok sıcak ve yoğun bir plazmadan oluşan Evren yaşlandıkça genişliyor ve soğuyor. Evren’i bir küre olarak, galaksilerin de kürenin içinde yaşadığını düşünürsek, Evren’in çapı yaklaşık 100 milyar ışıkyılı. (Işıkyılı ışığın bir yılda aldığı mesafe. Mesela güneşin ışınlarının bize gelmesi 8 dakika sürüyor.) Bu genişlik ‘gözlemlenebilir Evren’ için tanımlanıyor, yoksa Evren diyebileceğimiz yapı sonsuz da olabilir.
Sorumuza geri dönelim. Evrenin içinde ne var? Planck adlı teleskopla yapılan en son gözlemlere göre Evren’in içindekiler şöyle:
Yüzde 5 ‘Baryonik’ Madde:
Ağaçları, böcekleri, yıldızları ve yıldız tozlarını oluşturan, proton, nötron, vb gibi bildiğimiz maddelerden oluşan kısım. Bütün yıldızlar, süpernovalar, galaksiler, galaksi kümeleri… Hepsinin kütlesi Evren’in küçücük bir kısmını oluşturuyor!
Yüzde 27 Karanlık Madde:
1980’lerde Vera Rubin ve ekibi tarafından keşfedildi. Gözlemlere göre galaksilerdeki yıldızlar, Newton yerçekimi yasalarının beklediğinden daha hızlı dönüyorlar. Ekstra bir yerçekimi kaynağı gerektiren bu gözlemin en iyi açıklaması: Galaksinin her tarafına yayılmış, ışık saçmayan bir kütle, yani karanlık madde. Madde diyoruz çünkü yerçekimsel kuvvetini gözlemledik, yani bir kütlesi olmalı. Karanlık denmesinin sebebi ise elektromanyetik radyasyon (ışık) ile hiçbir etkileşiminin olmaması. Transparan demek daha iyi olurdu ama ismini değiştirmek için artık çok geç.
Dünyamızın etrafında karanlık madde mevcut, fakat yoğunluğu çok az. Bir Boeing 747’nin kapladığı alanda gramın milyarda birinin milyonda biri kadar karanlık madde bulunuyor. Parçacık fizikçilerini çok mutsuz eden bir diğer özelliği ise bildiğimiz madde ile neredeyse hiç etkileşmemesi. Bu iki sebepten ötürü henüz hiçbir parçacık deneyinde gözlemlenmedi. İş böyle olunca karanlık maddenin aslında ne olduğunu tanımlamak henüz imkânsız. Yine de karanlık maddenin ne olabileceğine dair yüzlerce teori ve bu teorileri test edecek onlarca deney mevcut.
Yüzde 68 Karanlık Enerji:
90’ların sonunda Evren’in sadece genişlemekle kalmayıp genişleme hızının ivmelendiği gösterildi. Bu ivmeyi karanlık enerji ile açıklıyoruz. Enerji diyoruz çünkü uzay-zaman üzerinde etkisi var. Karanlık sıfatı ise yine ışık saçmadığı için verilmiş. Evrendeki baryonik ve karanlık madde yoğunluğu Evren genişledikçe azalırken karanlık enerji yoğunluğu sabit kalıyor. Yani Evren genişledikçe yeni karanlık enerji de beraberinde geliyor! Einstein’ın denklemlerindeki ‘kozmolojik sabit’ terimi karanlık enerjinin kökeni olabilir ama tam olarak nedir ne değildir hiçbir fikrimiz yok. Fizikçiler için karanlık enerji konusunda spekülasyon yapmak bile zor.
Parçacık fizikçiler, astrofizikçiler ve kozmologların uykusuz gecelerini adadıkları gizem: Evren’in yüzde 95’ini oluşturan şeylerin ne olduğunu bilmiyoruz! Bu gizem bilim insanlarına başağrısı yanında heyecan da vermiyor değil.
Kozmoloji alanındaki büyük bir tartışma, yeni bir grup makale ile tekrar canlanıyor. Bu alan son birkaç yıldır ciddi bir kriz ile mücadele etmekteydi. Evrenin genişleme hızını ölçen farklı yaklaşımlar farklı sonuçları ortaya koymaktaydı. Bu da genel olarak Evren algımız üzerinde büyük bir etkiye sahip. Evrenin genişleme hızı, evrenin yaşının ölçülmesinde kullanılıyor.
Bir yanda Avrupa Uzay Ajansı'nın Planck görevindeki Cosmic Microwave Background (CMB – Kozmik Mikrodalga Arkaplan) ölçümleri bulunuyor. Bu ölçümlere göre kozmoz 13,78 milyar yaşında. Ancak galaksilerin hareketlerinin ölçümü ile yapılan araştırmalar, evrenin daha hızlı genişlediğini öneriyor ve bu da evreni yüz milyonlarca yıl gençleştiriyor.
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics üzerinde yayımlanan yeni çalışma ise, Atacama Cosmology Teleskobu (ACT) gözlemlerini bildiriyor. Bu araç da Büyük Patlama'nın ardından kalan ışıma olarak tanımlanabilecek CMB'yi araştırıyor. Bu ölçümlere göre evren 13,77 milyar yaşında. Yani bu ölçümler de Planck ile neredeyse hemfikir.
Makalelerden birinin başyazarı olan Flatiron Istitute Bilgisayımsal Astrofizik araştırmacısı Simone Aiola'nın bir açıklamada belirttiği üzere "şimdi Planck ve ACT'nin hemfikir olduğu bir cevaba ulaştık. Bu da bu zorlu ölçümlerin güvenilir olduğunu gösteriyor."
Fizik ve astronomi doçenti ortak yazar Michael Niemack "ACT'nin yanı sıra şu anda kurmakta olduğumuz Simons Gözlemevi ve CCAT-prime projelerinde de CMB ölçümlerimizi geliştirmenin önemini anlıyoruz" diyor.
Cumhuriyet haberi yeni bir haber gibi vermiş, oysa evrenin yaşının 13.8 milyar olduğu bilim insanlarınca kesinleştirilmişti. Haberin önemi belki evrenin yaşının pekiştirilmesi ile ilgili olabilir.
Evren ve nitelikleri konusu önemli. Marksistler için belki daha da önemli. Şöyle ki, Marksizmin ne olduğuyla ilgili sorulara verilecek en somut yanıtın onun bir dünya görüşü olduğu gerçeğidir. Marksizm ya da başka bir deyişle Diyalektik Materyalizm bir dünya görüşüdür. Onu sadece insanın(toplumların) tarihsel gelişim ve dönüşümü ile sınırlandırmamak ve bu şekilde yorumlamamak gerek. Marksizm ve aynı zamanda insan dışında var olan her şeyin yani en geniş anlamda madde ve maddenin gelişim ve dönüşümünü de kapsar. Marksizm doğanın ve toplumların bir bütünlük içinde olduğunu ileri sürer ve süreçleri de bu bütünlük içinde değerlendirir. Marksist dünya görüşü dendiğinde bu bütünlükten söz ederiz ki bir farkla, doğanın dönüşümü kendiliğinden süreçlerle gerçekleşirken, toplumların değişimi doğanın dönüşümünden farklı olarak insanın iradesini gerekli kılar.
Şuraya gelmek istiyorum. Anlama konusunu (bence) kolaylaştıran şey, bir şekilde bütünü yakalamaktan geçiyor. Toplumların değişimi için de aynı perspektif ileri sürülebilir gibi geliyor bana. Maddenin değişimi anlaşılırsa toplumların değişimi de anlaşılabilir. Evreni, evrenin değişimini, gelişimini, içerdikleri konusundaki nitel dönüşümleri kavramak bu yüzden önemsenmeli ve anlamaya çalışmalı. Evren hakkındaki temel yaklaşım, toplum hayatı için de geçerli. Bu bütün değişim ve dönüşüm kısaca EVRİM adıyla tanımlanıyor. Maddenin canlanmasıyla başlayan biyolojik evrim gerçekte BİG-BANG'in bir devamı, bir sürekliliğin parçası.
Bu yüzden...
Ve bence...
Sanırım Nazım'ın bir şiirinde geçer.
Maddeyi anlamalı.
Anlamaya çalışmalı.
Bilim insanları, Büyük Patlama'nın ilk mikrosaniyesine ışık tuttu
Kopenhag Üniversitesi'nden bilim insanları, Büyük Patlama'nın ilk mikrosaniyesinde ortaya çıkan Kuark-gluon plazmasını incelemeyi başardı. Bu plazma, evrenin oluşum anında bulunan ilk madde hali gibi kabul görüyor.
Bilim insanları, Büyük Patlama'nın ilk mikrosaniyesinde ortaya çıkan Kuark-gluon plazmasını inceleyerek evrenin evrimiyle ilgili yeni ayrıntıları ortaya koydu.
Kuark-gluon plazması, Büyük Patlama'nın ilk mikrosaniyesinde, yani evrenin oluşum anında bulunan ilk madde hali gibi kabul görüyor.
Büyük Patlama'yla evren, aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan genişleyerek oluşmaya başlamıştı. Hızlı genişlemenin sonucunda parçacıkların, atomların, yıldızların, galaksilerin ve yaşamın ortaya çıktığı bilinmesine rağmen, bahsi geçen sürecin detayları gizemini koruyor.
Independent Türkçe'nin derlediği habere göre, Kopenhag Üniversitesi'nden bilim insanları, Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'nün (CERN) İsviçre'nin Cenevre kenti yakınlarında bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'yla yarattıkları kuark-gluon plazmasını incelemeyi başardı.
"Çarpıştırıcı, plazmadaki iyonları büyük bir hızla (neredeyse ışık hızı) ayırıyor. Bu, kuark-gluon plazmasının, kendi maddesinden atomlardaki çekirdeklere ve yaşamın yapı taşlarına nasıl dönüştüğünü görmemizi sağlıyor" diyen araştırma ekibinden Doçent You Zhou, sözlerini şöyle sürdürdü:
"Ayrıca, daha önce hiç olmadığı kadar çok üretilen parçacıkların topluca genişlemesini aynı anda analiz edebilen bir algoritma geliştirdik. Sonuçlar, kuark-gluon plazmasının eskiden akışkan, sıvı formunda olduğunu ve kendisini, şeklini sürekli değiştirerek diğer maddelerden ayırdığını gösteriyor."
"BİLDİĞİMİZ TÜM MADDELERDEN FARKLI" Zhou, sözkonusu tespitin şaşırtıcı olduğunu söyledi ve "Bu durum beklentilerimizden ve bildiğimiz diğer tüm maddelerden farklı" dedi.
Doçent, hakemli bilim dergisi Physics Letter B'de yayımlanan bulguların, evrenin gelişimi konusunda "benzersiz bir hikaye" anlattığını ifade edip şöyle bir ek yaptı:
"Her keşif, Büyük Patlama hakkındaki gerçeği bulma şansımızı artıran bir adım. Kuark-gluon plazmasının, hadronlara ve yaşamın yapı taşlarına dönüşmeden önce akıcı olduğunu öğrenmemiz yaklaşık 20 yılımızı almıştı. Bu nedenle plazmanın sürekli değişen davranışına ilişkin yeni bilgilerimiz önemli bir dönüm noktası."
Bilim insanları yıldızların ilk olarak ne zaman ortaya çıktığını çözdü
İngiltere'de bilim insanları, ilk yıldızların ne zaman ortaya çıktığını çözdü.
İngiltere'de Kraliyet Astronomi Topluluğu'nun aylık bildirimlerinde yayımlanan sonuçlara göre, yapılan çalışmalarda yıldızların ilk kez Büyük Patlama'dan 250 ila 350 milyon yıl sonra "kozmik şafak" olarak bilinen olayda doğduğu anlaşıldı.
Çok uzun zamandır kozmik şafağın ne zaman başladığı üzerine araştırmalar yapan University College London'dan Prof Richard Ellis, BBC'ye yaptığı açıklamada, "Evrenin ilk kez ne zaman yıldız ışığıyla yıkandığına dair ilk ikna edici kanıt sahibiz" diye konuştu.
Bilim insanları çalışmada en uzak 6 galaksiyi inceledi. Galaksiler, uzaklıkları sebebiyle dünyanın en güçlü teleskoplarıyla bile bilgisayarda ancak birkaç piksel görülebildi.
Çalışmaları yöneten Cambridge'deki Kavli Astronomi Enstitüsü'nden Dr. Nicolas Laporte, "modern kozmolojideki en büyük sorulardan biri" olarak nitelediği olay için "Evren tarihindeki bu önemli anın ne zaman gerçekleştiğini gözlemlerle ilk kez tahmin edebildik"
BBC - Evrenin başlangıcına yakın bir görünüm. Araştırmacıların üzerinde çalıştığı galaksilerden birisi.
Evrenin anahtarı hidrojen atomu - ÇAĞRI MERT BAKIRCI
13,82 milyar yıl önceki Büyük Patlama’dan sadece 10 saniye sonrasından, 20 dakika sonrasına kadarlık sürede günümüzde var olan helyumun çoğu ile az miktarda döteryum ve lityum oluştu. Bunlar, stabil atomlardı.
Hidrojen atomu üzerine kafa yormak, Evren’de olan biteni kavrayabilmenin anahtarı. Bir düşünün: Lise sıralarında 118 element tanıyoruz ve her birinin özelliklerini ezberlemeye ve kullanmaya çalışıyoruz – ve evet, bunların hepsinin gerçekten de kendine has özellikleri var. Ve evet, benzer özellikte olanları bir araya toplayarak, “alkali metaller” veya “soygazlar” gibi kategorizasyonlar da yapabiliyoruz. Bunlarda bir sorun yok. Sorun, “Karbon” veya “Uranyum” gibi ayrı isimlerle öğrendiğimizde, bunların sanki birbirinden bağımsız şeylermiş gibi düşünmemizde… Hâlbuki periyodik cetvelin tamamı, 1 numaralı atomun, yani hidrojenin varyantlarından ibaret.
Güneş’in yakıtı
Her gün tepemizde gördüğümüz Güneş’in kalbinde (ve geleceğin teknolojisi olması arzulanan füzyon reaktörlerinde) yaşanan füzyon (yani “kaynaşma”) olayı sırasında, hidrojenler birbirine kaynaşarak helyuma dönüşüyor ve bu sırada etrafa enerji saçıyorlar – ki Güneş’in halen parlamaya devam edebilmesinin nedeni, bu tepkimenin şimdilik durmadan devam ediyor olması. Güneş’in bir 4,5 milyar yıl kadar kendine yetecek yakıtı var, sonrasında Güneş Sistemi eskisi gibi kalamayacak.
Ama bir anlığına durup, füzyon sürecinde hidrojenin helyuma dönüşümünü daha dikkatli düşünün: “Hidrojen” adını verdiğimiz şey, 1 tanecik protonu ve 1 tanecik elektronu olan, aşırı basit bir “atom”. Füzyon reaktörlerinde, hidrojenin izotopları olan Döteryum ve Trityum kullanılıyor. Bu karmaşık bir cümle gibi gelebilir; aslında çok basit: “İzotop” dediğimiz şey, nötron sayısı farklı olan atom demek. Normalde hidrojende nötron bulunmuyor; ama mesela “döteryum” dediğimiz şey, o 1 protona 1 tanecik nötronun bağlanması sonucu oluşan “atom”. Onlara 1 nötron daha bağlanınca da “trityum” oluşuyor. Bunların farklı isimleri olabilir; ama anlamanız gereken, tüm bunların, kuarklar hariç Evren’deki en basit yapıtaşları olan proton, elektron ve nötronların farklı sayılarda bir araya gelmesinden ibaret olduğu!
Füzyon meselesi
Füzyona dönelim: Aşırı yüksek sıcaklıklarda (yani yüksek enerjili ortamlarda), ortamdaki bu fazla enerjiyi alan döteryumun o 1 tanecik elektronu kopuveriyor. Geriye sadece 1 proton ve 1 nötrondan oluşan, çıplak bir atom çekirdeği kalıyor. Bu çekirdek, yine yüksek enerji dolayısıyla elektronu kopmuş, dolayısıyla 1 proton ve 2 nötrondan ibaret kalmış trityum çekirdeği ile karşılaştığında, Güçlü Nükleer Kuvvet dediğimiz bir kuvvetin etkisi altında kaynaşıyorlar ve 2 proton ile 3 nötrondan oluşan bir yapıya dönüşüyorlar. Bu 3 nötronlu atom yeterince dengeli olmadığı için, 3 nötrondan 1 tanesi fırlayıveriyor ve geriye 2 proton 2 nötrondan oluşan bir çekirdek kalıyor. Eğer periyodik cetveli inceleyecek olursanız, 2 proton ve 2 nötrondan oluşan atomlara "Helyum” dediğimizi göreceksiniz. Bu da farklı bir isim; ama aslında olan tek şey, 2 hidrojen çekirdeğinin kaynaşmasıydı!
Benzer şekilde, yeni oluşan helyuma bir diğer Trityum daha bağlanacak olursa, 7 proton ve 3 nötrona ulaşılıyor – ki bu da periyodik cetvelde “Lityum” dediğimiz atom. Yani periyodik cetveldeki tüm atomları, ürettiğimiz yeni atomlara ekstra “hidrojenler”, daha doğrusu protonlar ekleyerek elde edebiliyoruz. Bir diğer deyişle bütün atomik madde, proton ve nötronun farklı sayıda kaynaşmasından ibaret!
Daha çılgını şu: 13,82 milyar yıl önce yaşanan Büyük Patlama’dan sadece 10 saniye sonrasından, 20 dakika sonrasına kadar olan sürede günümüzde var olan helyumun çoğu ile az miktarda döteryum ve lityum oluştu. Bunlar, stabil atomlardı ve günümüze kadar maddenin yapısına katılmaya devam edebildiler. Bunlara ek olarak, stabil olmayan (yani radyoaktif olan) trityum ve berilyum-7 de oluştu ama bunlar hızlı bir şekilde helyum ve lityuma dönüştüler.
Peki ya geri kalan 115 element? Bunların neredeyse tamamı yıldızlarda üretildi: ya yıldızın normal ömrü içinde geçirdiği füzyon tepkimesi sırasında ya da hidrojen yakıtını tükettikten sonra daha fazla füzyon tepkimesi yaşanamamasından ötürü, yıldızın kendi kütleçekimine yenik düşerek ölmesi ve bir süpernovayla patlaması sonucunda… Bu sırada üretilen aşırı yüksek sıcaklıklar ve basınçlar, çok daha iri atomların birbirine kaynaşması için gereken enerjiyi sağladı ve bu sayede gezegenimizde, Güneş Sistemi’mizde ve Evren’in geri kalanında bulduğumuz elementler doğdu.
Dolayısıyla o elementlere her ne sebeple farklı isim veriyor olursak olalım, hepsinin aynı kökeni paylaştığını unutmamalıyız. Bu gerçek, Carl Sagan’ın o meşhur sözünü daha da anlamlı kılıyor: “Hepimiz, yıldız tozuyuz.”
Sitemiz Bir Paylasim
Forum sitesidir Bu nedenle yazı, resim ve diğer materyaller sitemize
kayıtlı üyelerimiz tarafından kontrol edilmeksizin eklenebilmektedir. Bu
nedenden ötürü doğabilecek yasal sorumluluklar yazan kullanıcılara
aittir. Sitemiz hak sahiplerinin şikayetleri doğrultusunda yazı ve
materyalleri 48 Saat içerisinde sitemizden
kaldırmaktadır.
Bildirimlerinizi info@solpaylasim.com adresine
yollayabilirsiniz.
