Şişme Kuramı Nedir?

Standart Büyük Patlama resminin, madde öbeklerinin galaksilere dönüşmesi için yeterli zamanı s ağlayamadığı gerçeği, bu senaryoya yönelik tek problem değil. Daha ciddi bir sorun daha söz konusu. Bu sorun, ardalan ışımasının düzgünlüğüyle ilgili.

Isı, sıcak bir cisimden soğuk bir cisme geçerek cisimleri aynı sıcaklığa getirir. örneğin elinizi sıcak su dolu bir şişenin üzerine koyacak olursanız, eliniz suyla aynı dereceye çıkana dek ısı şişeden size doğru akmaya devam edecektir. Kozmik ardalan ışıması temel olarak aynı sıcaklıktadır.

Bunun anlamı, evren ilk zamanlarında boyut olarak genişlerken, bazı parçalar diğerlerine göre daha soğuk olsa da, her zaman daha sıcak olan parçalardaki ısının diğerlerine geçerek, ısı düzeyini eşitlemesi gerektiğidir.

Evrenin genişlemesini bir film gibi geriye saracak olursanız, ortaya bir sorun çıkıyor. Kozmik ardalan ışımasının maddeyle son kez bağlantıya geçtiği zamanda (Büyük Patlama’nın ardından 450.000 yıl sonra), bugün gökyüzünün zıt taraflarında olan evren parçaları, ısının birinden diğerine geçemeyeceği kadar birbirlerinden uzaktaydı. Isının iletilebileceği en yüksek hız ışık hızıydı ve evrenin var olduğu 450.000 yıllık süre bu iletim için yeterli değildi. Peki o zaman günümüzde kozmik ardalan ışıması her yerde nasıl aynı sıcaklıkta olabiliyor?

Fizikçiler bu soruya olağandışı bir cevap getirdi. Isı, evrende ileri-geri yol almış ve sıcaklığı her yerde eşitlemiş olabilirdi. Bunun tek şartı, evrenin, geriye doğru sardığımız filmimizin ortaya koyduğundan daha küçük olmasıydı. Uzay kesimleri birbirlerine sandığımızdan daha yakın olduğu takdirde, ısının, sıcak kesimlerden soğuk kesimlere geçerek sıcaklığı eşitlemesi için yeterli zamanı olabilirdi. Ancak evren ilk zamanlarında düşündüğümüzden daha küçükse, şu anki boyutlarına ulaşması için de gerçekten ciddi bir sıçrama yapmış olmalıydı.

Şişme kuramına göre, evren varoluşunun henüz ilk salisesinde “şişmiş” ve inanılmaz hızda bir genişleme sürecine girmiştir. Her ne kadar bu, fizikçiler için muğlaklığını koruyan bir mefhum olsa da, genişlemenin sürmesini sağladığını düşündüğümüz şey, boş uzaydaki vakumun kendine özgü tuhaf bir özelliğidir. Genişleme süreci inanılmaz bir
hızla başlamış, ardından çok kısa bir süre içerisinde şiddetini kaybederek bugün gördüğümüz daha sakin genişleme sürecine girmiştir. Eğer normal Büyük Patlama genişlemesi bir dinamitin patlamasıysa, bu durumda şişme nükleer bir patlamaya eşdeğerdir. Şişme kuramının mimarı Alan Guth, “Standart Büyük Patlama teorisi, neyin patladığı, neden patladığı ya da patlama öncesinde ne olduğuna dair hiçbir şey söylememektedir,” demiştir. Şişme kuramı en azından bu soruları işaret etmektedir.

Şişme kuramı ve kara maddenin eklenmesiyle, Büyük Patlama senaryosu kurtarılabilir. Aslına bakılacak olursa, bugünlerde astronomlar Büyük Patlama’dan konuştuklarında genellikle Büyük Patlama’yla birlikte şişme kuramı ve kara maddeyi de kastetmektedirler. Öte yandan ne şişme kuramı ne de kara madde, Büyük Patlama kadar iyi temellere sahip fikirler değildir. Yöneltilebilecek bütün kuşkuların ötesinde, evrenin sıcak, yoğun bir kütle olarak mevcudiyetine başladığını ve bu andan itibaren genişleyerek soğuduğunu biliyoruz. Şişmenin gerçekleşip gerçekleşmediği ise halen kesinlik kazanmamış durumda ve henüz hiç kimse kara maddenin ne olduğu tanımlayamadı.

Şişme kuramının artılarından biri, günümüz evrenindeki galaksiler gibi yapıların kökenlerine dair olası açıklamalar ortaya koymasıdır. Bu türden yapıların oluşması için, evrenin çok önceki safhalarında bir tür düzensizlik olması gerekiyor. Başlangıç anından gelen bu pürüzlülük hali, kuantum dalgalanması denilen olay yüzünden oluşmuş olabilir. Temel olarak, mikroskobik fiziğin kuralları, aşırı küçük uzay ve madde kesitlerinin, tencerede kaynayan su gibi yorulmaksızın kıpırdanmasına neden olur. Maddenin yoğunluğunda bu türden dalgalanmalar önemsiz boyuttadır, hatta günümüz atomlarından bile daha küçüktür. Bununla birlikte, şişme nedeniyle uzayın inanılmaz ölçüde genişlemesi, bu dalgalanmaları büyüterek fark edilebilir bir boyuta getirmiş olabilir. Yani bugünün evrenindeki en büyük yapılar olan galaksi kümeleri atomlardan daha küçük “tohumlar” tarafından tetiklenmiş olabilir!

Öte yandan şişme kuramı, evren hakkında, elimizdeki gerçeklerle uyumsuzluk yaratan bir başka şeyi de öngörmektedir. Şu anda, evren genişlemesini sürdürüyor. Ancak evrendeki tüm maddelerin kütleçekimi de bu genişlemeyi durdurmaya çalışıyor. Bu noktada iki temel olasılık söz konusu. İlk olasılık, evrenin, genişlemesini yavaşlatarak tersine döndürebilmeye yetecek kadar madde içeriyor olmasıdır. Böylelikle evren, Büyük Çöküş olarak adlandırılan ve evrenin doğduğu Büyük Patlama’nın aynadaki aksi olarak düşünülebilecek bir sürece girer. Diğer olasılık ise evrende genişlemeyi durduracak kadar maddenin bulunmaması durumunda, genişleme sürecinin sonsuza dek devam etmesidir. Şişme kuramı, evrenin bu iki olasılık arasında bıçak sırtında bir dengede durduğunu öngörür. Genişlemeye devam edecek, ancak aynı zamanda sürekli olarak yavaşlayacak ve en sonunda, sonsuz gelecek içinde tüm gücünü tüketecektir. Bunun olması için, evrenin kritik kütle olarak bilinen şeye sahip olması gerekmektedir. Sorun şu ki, evrendeki tüm maddeler hesaba katılsa bile (yani görünebilir durumda olan ve kara maddelerin tamamı), kritik kütlenin ancak üçte birine ulaşılabiliyor. Bu bağlamda şişme kuramı geleceği olmayan bir öneri gibi görünüyor. Aslında görünüyordu demek daha doğru. 1998 yılında yapılan çarpıcı bir keşfe dek.

Bir yanıt yazın