Büyük Patlama ve evrenin yaşı

Büyük Patlama ne demek?

Büyük Patlama, evrenin son derece sıcak ve yoğun bir ilk hâlden bugün gördüğümüz daha soğuk ve dağınık hâline nasıl geldiğini anlatan bilimsel açıklamadır. Adı bir infilakı çağrıştırsa da asıl fikir bir esneme, bir genişlemedir.

Uzay o zamandan beri genişliyor ve gökadaları birbirinden uzaklaştırıyor. Genişledikçe soğudu; bu da milyarlarca yıl içinde önce parçacıkların, sonra atomların, en sonunda yıldızların ve gökadaların oluşmasına imkân verdi.

Bu kuram bilimin en iyi sınanmış fikirlerinden biridir. Evrenin neden var olduğunu açıklamaya çalışmaz, ama çok çeşitli hassas ölçümlerle uyuşur.

Birinci kanıt: genişleyen evren

1920'lerde Georges Lemaître, Einstein'ın kütleçekim kuramına uyan bir evrenin genişliyor olabileceğini hesapladı. 1929'da Edwin Hubble, uzak gökadaların bizden uzaklaştığını ve ne kadar uzaktalarsa o kadar hızlı kaçtıklarını gösterdi.

Bugün Hubble–Lemaître yasası denen bu düzen, uzay her yerde aynı anda esniyorsa tam da beklenecek şeydir. Uzak gökadaların ışığı da esner ve daha kırmızı renklere kayar; buna kırmızıya kayma denir.

Genişlemeyi bir filmi geri sarar gibi tersine oynatırsanız her şey yaklaşır, yoğunlaşır ve ısınır. Bu akıl yürütme, sonlu bir süre önceki bir başlangıca işaret eder.

İkinci kanıt: kozmik mikrodalga arka plan

İlk 380.000 yıl kadar evren, ışığın içinden geçemediği, yüklü parçacıklardan oluşan parlak bir sis gibiydi. Atomların oluşabileceği kadar soğuyunca sis dağıldı ve ışık serbestçe yol almaya başladı.

O eski ışık hâlâ gökyüzünün her yönünü dolduruyor. Genişleme onu sönük mikrodalgalara dönüştürdü; sıcaklığı artık mutlak sıfırın yalnızca yaklaşık 2,7 derece üstünde. Arno Penzias ve Robert Wilson onu 1965'te radyo antenlerindeki inatçı bir cızırtı olarak tesadüfen buldu.

COBE, WMAP ve ESA'nın Planck uydusu bu ışımadaki çok küçük sıcaklık dalgalanmalarını haritaladı. Bu dalgalanmalar sonraki gökadaların tohumlarıdır ve modellere uydurulduklarında yaklaşık 13,8 milyar yıllık yaşı verirler.

Üçüncü kanıt: hafif elementler

İlk birkaç dakikada evrenin tamamı, bir yıldızın çekirdeği gibi, atom çekirdeklerini kaynaştıracak kadar sıcaktı. Hesaplar bu kısa sürede kütlece yaklaşık dörtte üç hidrojen ve dörtte bir helyum, az miktarda da döteryum ve lityum oluşması gerektiğini söyler.

Gökbilimciler en yaşlı gazı ve yıldızları ölçtüklerinde neredeyse tam bu oranları bulurlar. Yıldızlar tek başına bu kadar helyum üretemezdi; bu uyum, sıcak bir erken evrenin güçlü bir kanıtıdır.

"Gözlemlenebilir evren" ne demek?

Işık sabit bir hızla yol alır; bu yüzden yalnızca evren saydamlaştığından beri ışığı bize ulaşabilmiş cisimleri görebiliriz. Çevremizdeki bu bölgeye gözlemlenebilir evren denir.

Yarıçapının 13,8 milyar ışık yılı olmasını bekleyebilirsiniz, ama yaklaşık 46 milyar ışık yılıdır. Çünkü ışık yoldayken uzay genişlemeye devam etti; ışığı yayan kaynaklar şimdi, ışık yola çıktığı zamandan çok daha uzakta.

Hangi gökadada olursa olsun her gözlemcinin kendisini merkez alan bir gözlemlenebilir evreni vardır. Sınırın ötesinde neredeyse kesinlikle daha fazla evren var; yalnızca henüz göremiyoruz, belki hiç göremeyeceğiz.

Sık yapılan yanlışlar

"Uzayda bir noktada olan bir patlamaydı." Bir merkez ya da dışarısı yoktur. Genişleme her yerde olur; şişirilen bir balonun üzerindeki noktaların hepsinin birbirinden uzaklaşması gibi.

"Gökadalar uzayın içinde bizden kaçıyor." Çoğunlukla aradaki uzay büyüyor. Yakın gökadalar kütleçekim yüzünden yine de birbirine yaklaşabilir; Andromeda Gökadası bize doğru geliyor.

"Büyük Patlama ilk anı açıklıyor." Fiziğimiz en erken anlarda işlemez hâle gelir. Kozmik şişme gibi fikirler o dönemi anlatmaya çalışır; öncesinde ne vardı sorusu, anlamlı bir soruysa, hâlâ açıktır.

"Bilim insanları yaşı sürekli değiştiriyor." Farklı yöntemler yaklaşık 13,8 milyar yılda buluşuyor. Bugünkü genişleme hızı konusunda Hubble gerilimi denen küçük, süren bir anlaşmazlık var, ama temel resmi değiştirmiyor.