Big Bang teorisi, kozmologların, bugün görünür olan varoluş şeridine dayanan 14 milyar yıllık evrenin hikayesini yeniden inşa etme çabalarını temsil ediyor.
Farklı insanlar "Big Bang" terimini farklı şekillerde kullanırlar. En genel olarak, başlangıçta yoğun, sıcak bir durumdan incelip soğudukça gözlemlenebilir evrenin arkını gösterir. Bu tanım, evrenin genişlediğine, biyolojide en azının tartışmalı kabul edeceği en uygun olanın hayatta kalmasına benzeyen geniş bir prensibe dayanmaktadır.
Daha spesifik olarak, Big Bang, gözlemlenebilir evrenin kendisinin doğuşuna da işaret edebilir - bir şey değiştiği an, bugün yol açan olayları başlatır. Kozmologlar onlarca yıldır bir saniyenin bu kısmının ayrıntıları hakkında tartıştılar ve tartışma bugün devam ediyor.
Klasik Big Bang teorisi
İnsanlık tarihinin çoğunda, gökyüzünün gözlemcileri onu ebedi ve değişmez olarak kabul etti. Edwin Hubble bu hikayeyi 1920'lerde Samanyolu dışındaki galaksilerin var olduğunu ve ışıklarının gerilmiş gibi göründüğünü gösterdiğinde - Dünya'dan uzaklaştıklarının bir işareti - deneysel bir darbe aldı.
Çağdaş bir Belçikalı fizikçi olan George Lemaître, Hubble ve diğerlerinden gelen verileri genişleyen bir evrenin kanıtı olarak yorumladı, Einstein'ın yakın zamanda yayınlanan genel görelilik alan denklemlerinin izin verdiği bir olasılık. Geriye doğru düşünerek Lemaître, bugünün ayrılan galaksilerinin "ilkel atom" olarak adlandırdığı şeyde birlikte başlamış olmaları gerektiğini çıkardı.
Lemaître'nin fikri için modern terimin ilk kamu kullanımı aslında bir eleştirmen - İngiliz astronom Fred Hoyle'den geldi. 28 Mart 1949'da Hoyle, ifadeyi genişleme seyreltmesini iptal etmek için madde yaratan, sonsuz bir evren teorisinin savunması sırasında icat etti. Hoyle, "evrenin tüm maddelerinin uzak geçmişte belirli bir zamanda büyük bir patlamada yaratıldığı" fikrinin mantıksız olduğunu söyledi. Daha sonraki görüşmelerde, Hoyle kasıtlı olarak iftiracı bir isim icat etmeyi reddetti, ancak takma isim, bazılarının hayal kırıklığına uğradı.
Princeton'dan bir kozmolog Paul Steinhardt, "Büyük Patlama gerçekten kötü bir terim," dedi. "Büyük Streç doğru fikri yakalardı." Steinhardt'a göre, bir patlamanın zihinsel görüntüsü her türlü karışıklığa neden oluyor. Merkezi bir nokta, genişleyen bir sınır ve ışık şarapnelinin daha ağır parçalardan daha hızlı uçtuğu bir sahne anlamına gelir. Fakat genişleyen bir evren böyle görünmüyor dedi. Merkez yok, kenar yok ve irili ufaklı gökadalar aynı şekilde birbirinden ayrılıyor (daha uzak gökadalar, karanlık enerjinin kozmolojik olarak yeni etkisi altında daha hızlı uzaklaşıyor olsa da).
Adından bağımsız olarak, Big Bang teorisi, gördüklerimizi açıklamak için eşsiz yeteneği için yaygın kabul gördü. Örneğin, ilk 3 dakika boyunca protonlar ve nötronlar gibi parçacıklarla ışığın dengesi, erken elementlerin mevcut helyum ve diğer ışık atomlarının miktarlarını tahmin eden bir oranda oluşmasına izin verir.
New York Üniversitesi'nden bir kozmolog Glennys Farrar, "Zamanla çekirdeklerin oluşmasının mümkün olduğu küçük bir pencere vardı." Dedi. "Bundan sonra, evren genişlemeye devam etti ve birbirlerini bulamadılar ve çok sıcak olmadan önce."
Bulutlu bir plazma, sonraki 378.000 yıl boyunca evreni doldurdu, daha fazla soğuma elektronların ve protonların nötr hidrojen atomları oluşturmasına ve sis temizlenene kadar. O zamandan beri mikrodalgalara uzanan bu işlem sırasında yayılan ışık, araştırmacıların doğrudan çalışabileceği en eski nesne. Kozmik mikrodalga arkaplan (CMB) radyasyonu olarak bilinen birçok araştırmacı, onu Big Bang için en güçlü kanıt olarak görüyor.
Patlayıcı bir güncelleme
Ancak kozmologlar evrenin ilk anlarına geri döndükçe, hikaye ortaya çıktı. Genel görelilik denklemleri, sınırsız ısı ve yoğunlukta bir başlangıç lekesi olduğunu gösterdi - tekillik. Fiziksel olarak anlamlı olmamaya ek olarak, tekil bir kaynak pürüzsüz, düz SPK ile eşleşmedi. Beneklerin müthiş sıcaklığı ve yoğunluğundaki dalgalanmalar, farklı özelliklere sahip gökyüzü yığınları üretecekti, ancak SPK'nın sıcaklığı bir dereceye kadar değişiyor. Uzay-zamanın eğriliği de oldukça düz görünüyor, bu da çoğu kozmologun olanaksız bulduğu başlangıçta mükemmele yakın bir denge dengesini ima ediyor.
Alan Guth, 1980'lerde bir saniyenin ilk bölümünün yeni bir resmini önerdi, bu da evrenin en erken anlarını bugünkünden daha hızlı büyüyerek geçirdiğini gösteriyor. Bir noktada bu süreç durdu ve frenlerin takılması, tekilliğin yerini alan yoğun ve sıcak (ancak sonsuz değil) bir karışıklık yarattı. Farrar, "Kendi aklımda, bunu evren ısındığında Big Bang olarak düşünüyorum." Dedi.
Enflasyon teorisi, adından da anlaşılacağı gibi, artık çok sayıda rakip model var. Kimse evreni bu kadar hızlı bir şekilde genişleten şey hakkında pek bir şey bilmese de, teori görünüşte imkansız görünen SPK'yı açıklayabilme kabiliyeti nedeniyle popüler hale geldi: Enflasyon, büyük olanları düzleştirirken küçük dalgalanmaları korudu. Teoriyi geliştirmeye yardımcı olan Steinhardt, "Bu çok tatlı bir hikaye." Dedi. "Çocuklarımıza söylediğimiz bu."
Enflasyonun ötesinde
Son araştırmalar, enflasyon teorisinin kozmik anlatısına iki kırışıklık getirmiştir. Steinhardt ve diğerleri tarafından yapılan çalışmalar, enflasyonun bazı bölgelerde (gözlemlenebilir evrenimiz gibi) durduğunu ancak diğerlerinde devam edeceğini, Steinhardt'ın belirttiği gibi "akla gelebilecek her kozmolojik özellik kümesi" ile bir dizi ayrı bölge üreteceğini göstermektedir. Birçok fizikçi bu "çoklu evren" görüntüsünü tatsız bulur, çünkü sonsuz sayıda ölçülemez tahmin yapar.
Deneysel cephede, kozmologlar enflasyonun SPK'da hafif sıcaklık ve yoğunluk değişimleri ürettiği gibi galaksiye yayılan yerçekimi dalgaları üretmesi gerektiğini düşünüyorlar. Mevcut deneyler onları bulabilecek kadar hassas olmalıdır, ancak ilkel uzay-zaman dalgalanmaları ortaya çıkmamıştır (2014'te bir yanlış alarma rağmen).
Birçok araştırmacı, hala ayakta duran birçok enflasyon modelini öldürebilen veya doğrulayabilen daha kesin SPK ölçümlerini bekliyor. Bununla birlikte, diğer fizikçiler kozmosun pürüzsüzlüğünü hiç bir problem olarak görmüyorlar - tekdüze olarak başladı ve hiçbir açıklamaya gerek yok.
Deneyciler yeni hassasiyet seviyeleri için çabalarken, bazı teorisyenler evreni ezmenin başka yollarını aramak için enflasyondan uzaklaştılar. Örneğin Steinhardt, başlangıç saatini daha da ileriye taşıyan "büyük sıçrama" modelinde, uzay zamanını düzelten ve patlayıcı bir genişleme için zemin hazırlayan daha önceki bir daralma dönemine çalışıyor. Çok uzun zamandan önce, yeni imzaların, ilkel yerçekimi dalgalarının eksikliği gibi sorunlara ek olarak, kozmologları anlatmak için yeni bir yaratılış hikayesiyle hazırlayacağını umuyor. "Aranacak başka gözlemlenebilir özellik var mı?" Steinhardt, "Bana birkaç yıl içinde tekrar sor ve bir cevap almayı umuyorum." Dedi.
Ek kaynaklar:
