Hubble Sabiti Sorunu

Bugün, büyük patlama taraftarları arasında evrenin tahmini yaşı konusunda şiddetli bir tartışma yürüyor. Aslında, bütün “standart model” bir kriz içinde. Bilimin en saygın insanlarının, herkesin gözü önünde centilmence olmayan bir dille birbirlerine saldırdığı gülünç bir manzarayla karşılaşıyoruz. Ve tüm bu tartışmalar Hubble sabiti denilen şey üzerinde dönüp duruyor. Bu, evrende nesnelerin hangi hızda hareket ettiğini ölçen bir formüldür. Evrenin yaşını ve boyutlarını keşfetmek isteyenler için büyük bir öneme sahiptir. Sorun şurada ki, kimse bu sabitin ne olduğunu bilmiyor!
Devamını oku “Hubble Sabiti Sorunu”

Büyük Çatırtı ve Süper Beyin

buyuk-catirti“Dies irae, dies illa
Solvet saeclum in favilla.”
(Celano’lu Thomas, Dies Irae)
(“O gün, kıyamet günü,
küllere dönüştürecek evreni.”
–Ortaçağ Kilisesinden bir ölüm ilâhisi.)

Onlar, evrenin başlangıcı hakkında hemfikir olmadıkları gibi, nasıl son bulacağı konusunda da anlaşamıyorlar, kötü bir şekilde son bulacağı konusunda hepsinin hemfikir olması hariç! Bir düşünce ekolüne göre, genişleyen evren er geç kütleçekim kuvveti nedeniyle bir durma noktasına ulaşacak, ardından her şey kendi üzerine çökerek bir “büyük çatırtı”ya yol açacak ve sonunda hepimizi başladığımız yere, kozmik yumurtanın içine geri götürecek. Öyle değil! diye bağırır büyük patlamacıların başka bir ekolü. Kütleçekim bunu yapabilecek kadar güçlü değildir. Evren aslında, hiçliğin kara gecesinde yitip gidene dek, sonsuzca genişlemeye ve “içecek bir çorbası bile olmayan Augustus” gibi incelmeye devam edecektir. On yıllar önce, Ted Grant, diyalektik materyalizm yöntemini kullanarak hem evrenin kökenleri hakkındaki büyük patlama teorilerinin, hem de Fred Hoyle ve H. Bondi tarafından ileri sürülen alternatif kararlı durum teorisinin çürüklüğünü gösterdi. Ardından, maddenin (hiçlikten) sürekli oluşumuna dayanan kararlı durum teorisinin yanlış olduğu görüldü. Büyük patlama teorisi böylece hükmen “kazandı”, ve bugün bile bilimsel çevrelerin çoğunluğu tarafından savunulmakta.
Devamını oku “Büyük Çatırtı ve Süper Beyin”

Karanlık madde

karanlik-maddeBüyük Patlama hipotezinin başı her derde girdiğinde, taraftarları onu terk etmek yerine, onu desteklemek için yeni ve daha da keyfi kabullerde bulunarak sadece kale direklerinin yerini değiştirirler. Örneğin, teori evrende belli miktarda maddeyi gerektirmektedir. Eğer evren, modelin öngördüğü gibi 15 milyar yıl önce yaratıldıysa, görünmez “karanlık madde”nin yardımı olmaksızın, gözlemlediğimiz maddenin Samanyolu gibi galaksiler halinde bir araya gelmesi için aslında yeterince zamanı olmayacaktı. Büyük patlama kozmologlarına göre, büyük patlamadan galaksilerin oluşması için evrende, kütleçekim yasası nedeniyle evrenin genişlemesine nihai bir son verecek yeterli miktarda madde olması gerekir. Her uzay metreküpünde yaklaşık olarak on atomluk bir yoğunluk anlamına gelir bu. Gerçekteyse, gözlemlenebilir evrende varolan madde miktarı aşağı yukarı on metreküpte bir atomdur, yani teori tarafından öngörülen miktardan yüz kat daha az.
Devamını oku “Karanlık madde”

“Şişme” Teorisi

Alan Guth
Alan Guth

Bu ve diğer sorunlardan kurtulmak için Amerikalı fizikçi Alan Guth “şişen evren” teorisini geliştirdi. Bu teoriye göre, sıcaklık o denli hızla düşmüştü ki, farklı alanların ayrışması için ya da farklı taneciklerin oluşması için hiç zaman kalmamıştı. Farklılaşma ancak daha sonraları, evren daha da genişlediğinde meydana geldi. Büyük patlamanın en son versiyonu budur. Bu versiyon, büyük patlama anında evrenin, her 10–35 saniyede büyüklüğünü ikiye katladığı üstel bir genişlemeden (bu nedenle “şişme” adı verilir) geçtiğini iddia eder. “Standart model”in daha eski versiyonları tüm evreni bir greyfurt boyutuna sıkıştırılmış olarak tahayyül ederken, Guth daha iyisini yaptı. O, evrenin bir greyfurt gibi başlamadığını, bir hidrojen atomu çekirdeğinden milyarlarca kez daha küçük olabileceğini hesapladı. Bu takdirde, ilk hacminin 1090 katı bir büyüklüğe (bu da 1’den sonra 90 tane sıfır demektir) erişene kadar inanılmaz bir hızla –saniyede 300.000 kilometre olan ışık hızından defalarca kat fazla– genişleyebilirdi!
Devamını oku ““Şişme” Teorisi”

Büyük Patlama Teorisinin Geçmişi ve Sorunları

Uzay Evren

“Büyük patlama teorisinden” tek başına bahsetmek aslında doğru değildir. Gerçekte, her biri başı dertten kurtulmayan en azından beş farklı teori vardır. Birincisi, görmüş olduğumuz gibi, 1927’de Lemaître tarafından ileri sürüldü. Bu teori, kısa sürede bir dizi farklı temelde çürütüldü: genel görelilik ve termodinamikten türetilen hatalı sonuçlar, kozmik ışınlar ve yıldızların evrimi hakkında yanlış teoriler vb. İtibarını kaybeden teori, İkinci Dünya Savaşından sonra yeni bir biçim altında George Gamow ve diğerleri tarafından yeniden canlandırıldı. Büyük patlamadan kaynaklanmış olabilecek çeşitli olguları –maddenin yoğunluğu, sıcaklık, radyasyon düzeyleri vb.– açıklamak için Gamow ve diğerleri tarafından birtakım (yeri gelmişken, bir parça bilimsel “yaratıcı muhasebecilikten” yoksun olmayan) hesaplar yapıldı. George Gamow’un parlak yazım tarzı, büyük patlamanın, popüler hayal gücünü ele geçirmesini sağladı. Teori bir kez daha, beklenmedik biçimde ciddi sorunlarla yüz yüze geldi. Sadece Gamow’un modelini değil, onun ardından gelen Robert Dicke ve diğerlerinin “salınan evren” modelini de geçersiz kılan birçok tutarsızlıklar bulunmuştu. Robert Dicke’in “salınan evren” modeli, evreni sonu olmayan bir döngüde salındırarak, büyük patlamadan önce ne olduğu sorununu halletmeye dönük bir girişimdi. Ancak Gamow önemli bir öngörüde bulunmuştu; böyle muazzam bir patlama, geride büyük patlamanın uzaydaki bir çeşit yankısı olarak “fon ışıması” şeklinde bir iz bırakmalıydı. Bu kehanet, birkaç yıl sonra teoriyi yeniden canlandırmak için kullanıldı.
Devamını oku “Büyük Patlama Teorisinin Geçmişi ve Sorunları”

Termodinamiğin İkinci Yasası

termodinamik“Dünya sona erer böyle
Bir patlamayla değil iniltiyle.”
(T. S. Eliot)

Termodinamik, teorik fiziğin, ısı hareketinin yasalarıyla ve ısının diğer enerji türlerine dönüşümüyle ilgilenen bir dalıdır. Sözcük Yunanca therme (“ısı”) ve dynamis (“kuvvet”) sözcüklerinden türetilmiştir. Aslen deneylerden türetilen, ancak artık aksiyom olarak değerlendirilmekte olan iki temel ilkeye dayanır. Birinci ilke, ısı ve işin eşdeğerliği yasası biçimine bürünen, enerjinin korunumu yasasıdır. İkinci ilke, diğer cisimlerde herhangi bir değişiklik olmaksızın ısının kendiliğinden soğuk bir cisimden sıcak bir cisme geçemeyeceğini ifade eder. Termodinamik bilimi sanayi devriminin bir ürünüydü. 19. yüzyılın başlarında, enerjinin farklı şekillere dönüştürülebileceği ama asla yaratılamayacağı ya da yok edilemeyeceği keşfedilmişti. Bu, fiziğin temel yasalarından biri olan termodinamiğin birinci yasasıdır. Daha sonra, 1850’de, Robert Clausius termodinamiğin ikinci yasasını keşfetti. Bu yasa, “entropi”nin (yani bir cismin enerjisinin sıcaklığına oranı) her tür enerji dönüşümünde, meselâ buhar makinesinde, her zaman arttığını belirtir.

Entropi genellikle, düzensizliğe (dağılmaya) dönük içsel bir eğilim olarak anlaşıldı. Her aile, bir evin bilinçli bir müdahale olmaksızın, bir düzen durumundan düzensizlik durumuna geçme eğiliminde olduğundan gayet haberdardır, hele etrafta çocuklar dolaşıyorsa. Demir paslanır, ağaç çürür, cansız et bozulur, banyodaki su soğur. Diğer bir deyişle, bozulmaya dönük genel bir eğilim varmış gibi görünür. İkinci yasaya göre atomlar, kendi hallerine bırakıldıklarında mümkün olduğunca karışacaklar ve rasgele dağılacaklardır. Paslanma olur, çünkü demir atomları etraflarındaki havada bulunan oksijen atomlarıyla demir oksit oluşturmak üzere birbirine karışma eğilimindedirler. Banyo suyunun yüzeyindeki daha hızlı hareket eden moleküller havadaki daha yavaş hareket eden moleküllerle çarpışır ve enerjilerini onlara iletirler. Bu sınırlı bir yasadır, az sayıda parçacık içeren sistemlere (mikro sistemler) ya da sonsuz sayıda parçacık içeren sistemlere (evren) uygulanamaz. Ne var ki, bu yasasının uygulanışını özel bir alanın oldukça ötesine genişletmeye dönük, her türlü yanlış felsefi sonuçlara yol açan arkası kesilmeyen girişimlerde bulunulmuştur. Geçen yüzyılın ortalarında, termodinamiğin ikinci yasasının kâşifleri R. Clasius ve W. Thomson, bu yasayı bir bütün olarak evrene uygulamayı denediler ve tamamen yanlış bir teoriye ulaştılar; evrenin sonunun “ısıl ölüm” teorisi.
Devamını oku “Termodinamiğin İkinci Yasası”

Nükleer Fisyon

fisyonGörünüşte basit olan ve birçok eşdeğerlerinin de gündelik deneyim içinde yüzlerce kez gözlenebileceği bu örnek, nükleer fisyonda işleyen süreçlere oldukça yakın bir benzerlik sunar. Çekirdeğin kendisi hareketsiz olmayıp, sürekli bir değişim içindedir. Saniyenin katrilyonda biri kadar süre içinde parçacıklar milyarlarca kez rasgele çarpışmalar yaparlar. Parçacıklar sürekli olarak çekirdeğe girmekte ve onu terk etmektedirler. Ancak çekirdek, çoğunlukla güçlü kuvvet olarak tanımlanan kuvvetle bir arada tutulmakta ve kararsız bir denge durumunda kalmaktadır, ya da kaos teorisinin belirttiği gibi “kaosun eşiğinde” bulunmaktadır.

Titreşen bir sıvı damlasında olduğu gibi, içindeki moleküller hareket ettikçe parçacıklar da sürekli olarak hareket eder, kendilerini dönüştürür, enerji alış verişinde bulunurlar. Büyümüş bir yağmur damlası gibi, büyük bir çekirdeğin içindeki parçacıklar arasındaki bağ da kararsızlaşır ve parçalanma olasılığı artar. Çekirdek yüzeyinden düzenli olarak alfa parçacıklarının serbest bırakılması, çekirdeği daha küçük ve kararlı yapar. Ama nötronlarla bombardımana tutulan büyük bir çekirdeğin, atom içerisinde hapsolmuş muazzam miktarlardaki enerjinin bir kısmını açığa çıkararak parçalanabileceği keşfedilmiştir. Bu süreç, parçacıkların dışarıdan müdahalesi olmadan da gerçekleşebilmektedir. Kendi kendine gerçekleşen fisyon süreci (radyoaktif bozunma) doğada her daim ola gelmektedir. Bir libre uranyumda, bir saniye içinde dört tane kendiliğinden fisyon gerçekleşir ve sekiz milyon çekirdekten de alfa parçacıkları yayılır. Çekirdek ne kadar ağır olursa fisyon olması olasılığı da o kadar artar.
Devamını oku “Nükleer Fisyon”