Kozmik Şişme (Enflasyon) Nedir? – Evrenin Geometrisi ve Özellikleri

0

Kozmik Şişme (Enflasyon) nedir? Evrenin geometrisi ve özellikleri nelerdir? Kozmik şişme teorisinin orijini ve açıklaması, hakkında bilgi.

Kozmik Şişme (Enflasyon)

Kozmik Şişme (Enflasyon)

Evren neden bütün yönlerde aynı görünür? Paralel ışık ışınlan uzayda ilerlerken neden paralel kalırlar ki biz de ayrı yıldızları görürüz? Bu soruların yanıtının kozmik şişme -bebek Evren’in bir anda olağanüstü bir hızla şiştiği, bu sayede kırışıklıklarının düzleştiği ve onu izleyen genişlemenin de kütleçekimi tam olarak dengelediği fikri- olduğu düşünülüyor.

İçinde yaşadığımız evren çok özeldir. İçlerine doğru baktığımızda hiçbir çarpıklığın olmadığı yıldız dizilerini ve uzak galaksileri görürüz. Aslında kolaylıkla bunun tam tersi olabilirdi. Einstein’ın genel görelilik kuramı kütleçekimi buruşuk bir uzay ve zaman çarşafı olarak betimler. Işık ışınları bunun içinde sürekli kıvrılan güzergahlarda ilerler. Yani ışık ışınlarının birbirine karışmış olması ve içlerine doğru baktığımız Evren’in de aynalı koridorlardaki yansımalar gibi çarpılmış görünmesi aslında olanak dahilindedir. Ama genelde, bir galaksinin yakınından geçerken yaptıkları garip sapma bir yana bırakılırsa, ışık ışınları Evren boyunca düz doğrular halinde ilerler. Görüş açımız görünürlük sınırına kadar açıktır.

Düzlük

Her ne kadar görelilik kuramına göre uzay-zaman eğri büğrü bir yüzey olsa da gökbilimciler Evren’i zaman zaman “düz” olarak tanımlar. Yani paralel giden ışınlar ne kadar yol alırsa alsınlar, tıpkı düz bir zeminde gidermiş gibi, paralelliklerini korurlar. Uzay-zaman ağır nesnelerin aşağı doğru esnettiği (kütleçekimi temsilen) kauçuk bir kumaş gibi düşünülebilir. Gerçekte uzay-zamanın daha çok boyutu (en azından dört: üç uzay ve bir zaman) vardır ama hepsini birden akılda canlandırmak zordur. Bir yandan Evren’in dokusu da Büyük Patlama’dan beri sürekli genişler. Evren’in geometrisi de, tıpkı bir masanın yüzeyi gibi -birtakım küçük çukurlar ve madde örüntüleri nedeniyle oluşmuş bazı öbekler dışında- genellikle düzdür. Dolayısıyla Evren’de ışık ışınlarının ilerlediği yollar büyük kütleli nesnelerin saptırmasını saymazsak, etkilerden görece uzaktır.

Çok fazla madde olsaydı, her şey örtüyü aşağı doğru gererdi ve en sonunda örtü kendi üzerine kapanırdı yani genişleme tersine dönerdi. Bu senaryoda ilk başta birbirine paralel ilerleyen ışınlar en sonunda yakınsayarak bir noktada buluşurlar. Eğer çok az madde olsaydı, o zaman uzay-zaman örtüsü kendi kendine genişler ve gerilirdi. Paralel ışınlar ilerledikçe birbirlerinden uzaklaşırdı. Ne var ki gerçek Evren’imiz sanki bunların arasında bir yerdeymiş gibi görünüyor; Evren’in sabit olarak genişlemesine izin veren ama aynı zamanda onu bir arada tutmaya yetecek miktarda madde var gibi. Yani Evren hassas bir dengede görünüyor.

Kozmik Şişme (Enflasyon)

Aynılık

Evren’in bir başka özelliği de bütün yönlerde yaklaşık olarak aynı görünmesidir. Galaksiler belli bir bölgede yoğunlaşmış değildir, bütün yönlere dağılmışlardır. Bu ilk başta o kadar şaşırtıcı gelmeyebilir ama aslında beklenmeyen bir durumdur. Kafa karıştırıcı olan şey Evren’in çok büyük oluşu ve zıt uçları arasında ışık hızında bile bir iletişim kurulamıyor oluşudur. Evren yalnızca 14 milyar yaşında olabilir ama Evren’in çapı 14 milyar ışık yılından daha büyüktür. Dolayısıyla ışık her ne kadar ulaşılabilecek en yüksek hızla ilerliyor olsa da ışıkla iletilmek istenen bir iletinin Evren’in bir ucundan diğerine ulaşması için yeteri kadar zaman geçmemiştir. Öyleyse Evren’in bir tarafı diğer tarafının neye benzediğini nasıl bilebilir? Buna “ufuk problemi” denir. Ufuk, ışığın Evren’in doğumundan bu yana gidebildiği en uzak sınırdır ve aydınlatılmış bir küre oluşturur. Yani aslında Evren’in göremediğimiz ve hiçbir zamanda göremeyeceğimiz bölgeleri vardır; çünkü oralardan yola çıkan ışıklar henüz bize ulaşmamıştır.

Pürüzsüzlük

Evren çok da pürüzsüzdür. Galaksiler Evren’de çok düzgün dağılmıştır. Gözlerinizi kısarak baktığınızda galaksilerin çeşitli bölgelerde öbekler oluşturduğunu değil, tekdüze bir parıltı verdiğini görürsünüz. Yine bunun da aslında böyle olması gerekmezdi. Galaksiler kütleçekimin etkisiyle zamanla oluşmuşlardır. Yaşamlarına, Büyük Patlama‘dan kalan gazın içindeki yalnızca biraz daha yoğun bölgeler olarak başlamışlardır. Bu azıcık daha yoğun bölgeler kütleçekim nedeniyle içine çökmeye başlamış, yıldızlar ortaya çıkmış ve sonunda da birer galaksiye dönüşmüştür. Galaksilerin kökenindeki bu hafif daha yoğun tohumlar kuantum etkileri (sıcak, embriyon Ev-ren’deki parçacıkların enerjilerindeki çok küçük kaymalar) nedeniyle oluşmuştur. Bu süreç pekâlâ, bugün gördüğümüz galaksi denizi yerine zaman içinde, tıpkı ineklerin derilerindeki büyük benekler gibi, büyük galaksi kümelerine -ve aralarındaki boşluklara- doğru da gelişebilirdi. Ne var ki galaksilerin Evren’deki dağılımında birkaç büyük dağ silsilesi yerine yalnızca birçok köstebek yuvası vardır.

Kozmik Şişme (Enflasyon)

Büyüme atağı

Evren’in düzlük, ufuk ve pürüzsüzlük problemleri tek bir fikirle çözülebilir: kozmik şişme. Bu fikir 1981’de Amerikalı fizikçi Alan Guth tarafından geliştirilmiş bir çözümdür. Evren’in, her ne kadar çok büyük olsa da bütün yönlerde aynı görünmesi yani ufuk problemi Evren’in bir zamanlar, içinde ışığın bütün bölgelere ulaşıp bilgi taşıyacak kadar küçük olması gerektiğine işaret eder. Artık böyle olmadığı için, bir ara çok hızlı bir şekilde bugün gördüğümüz oransal olarak daha büyük Evren’i oluşturacak şekilde şişmiş olmalıdır. Ama bu şişmenin gerçekleştiği sürenin olağanüstü kısa ve şişmenin hızının da ışık hızından çok büyük olması gerekir. Boyutları ikiye katlayan, sonra tekrar tekrar ikiye katlayan ve bir anda gerçekleşen bir şişme, kuantum çalkantılarının yol açtığı minik yoğunluk farklarını yaymıştır – tıpkı bir balonun üzerindeki resmin balonun şişmesiyle birlikte giderek soluklaşması gibi. Evren böylece pürüzsüzleşmiştir. Şişme süreci ayrıca sonra ortaya çıkacak olan kütleçekim ile (şişmeden sonra çok daha yavaş ilerleyen) genişleme arasındaki dengeyi de kurmuştur. Şişme, Büyük Patlama’nm hemen ardından (10~35 saniye sonra) gerçekleşmiştir.

Ne şişme henüz kanıtlanabilmiş ne de ona neyin yol açtığı anlaşılabilmiştir. Bunun üzerine çalışan kuramcı sayısı kadar çok model vardır. Onu çözmeye çalışmak, aralarında kozmik mikrodalga arkaplan ışımasının ve onun polarizasyonunun haritasını çıkarmanın da olduğu yeni kuşak kozmoloji deneylerinin amaçlarından biridir.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?