Uzayın derinliklerine, yıldızlara baktığımızda aslında geçmişe bakmış oluyoruz.

Gördüğümüz şey aslında evrenin bebekliği.

Bu bir anlamda zamanda geriye gitmek gibi bir şey.

Bunu nasıl biliyoruz?

Yıl 1964. İki bilim insanı Arno Allan Penzias ve Robert Woodrow Wilson uzaydan gelen radyo sinyallerini dinliyorlar. Bir takım garip sesler duyarlar ancak anlam veremezler.  Sonradan bunların uzayın derinliklerinden geldiğini fark ederler.  Ayrıca sinyaller bütün yönlerden gelmektedir.

Sonra bu sinyallerin geliş hızını ölçtüler, vardıkları sonuç şoke edicidir.

Bunlar, büyük patlama sonrasına ait görünmektedir. Yani büyük patlamadan arta kalan ve bugüne ulaşan kozmik radyasyon…  

Bu keşif, 1978 yılında onlara Nobel Fizik Ödülü'nü kazandıracaktır.

Kozmik mikrodalga arka planı ışıması

Aslında bu radyasyonun varlığı 1948 yılında ilk olarak George Gamow, Ralph Alpher ve Robert Herman tarafından ileri sürülmüştü. Teorik olarak ileri sürülen bu varsayım böylece kanıtlanmış oldu.

Büyük patlamadan arta kalan bu radyasyon kalıntıları mikrodalga formunda günümüze ulaşıyor. Bu nedenle bu ışımaya "kozmik mikrodalga arka plan ışıması" (Cosmic Microwave Background -CMB) adı veriliyor. Ayrıca "fon ışıması" olarak da adlandırılmaktadır.

Nedir kozmik mikrodalga arka plan ışıması?

Bu ışımanın kaynağı büyük patlamanın 380 bin yıl sonrasına; günümüzden de 13,5 milyar yıl öncesine ait.

Büyük patlamadan 380 bin yıl sonra evren hızlı bir genişleme evresine giriyor. Genişlemeyle birlikte hızlı bir soğuma başlıyor.  Protonlar ve elektronlar birleşerek hidrojen atomunu oluşturuyorlar.

 Hidrojen atomu içeren gaz ve toz bulutları sıkışıyor, büyük patlamalarla ilk yıldızlar ortaya çıkıyor. Evren berraklaşıyor, aydınlanıyor.

Bu evrede ışık, evrenin genişlemesine göre daha yavaş. Yani evren, ışıktan daha hızlı genişlemekte.

Oysa ışıktan daha hızlı yol alınamaz.  

Bu nasıl olabiliyor?

Işık, evreni geriden izliyor

Açıklaması aslında basit; evrenin genişlemesi her yönde gerçekleştiğinden evrenin genişleme hızı ışık hızından fazla olmaktadır.

Bu, iki koşucunun zıt yönlerde koştuğunda aradaki mesafenin daha büyük bir hızla artması gibi bir şey.

Evrenin ışıktan daha hızlı genişlemesi ile ışık, genişleyen evreni geriden izlemeye başlıyor.   Böylece evren üzerinde bulunanlar gerilerinde kalan bu ışımayı görebiliyorlar.

Arka arkaya seyahat eden iki uçak düşünün, aynı anda harekete geçmiş olsunlar.  Daha hızlı olan öne geçecek ve uçakta olan birisi arkadaki uçağı sürekli izleyebilecektir.

Tam olarak da böyle oluyor.

Bu arada evren daha berraklaşıyor ve genişleme devam ediyor.

Evren genişledikçe gök cisimleri birbirinden uzaklaşıyor. Ama sürpriz bir şekilde uzayın derinliklerinde dağılmıyorlar, kümeler halindeler.

Yani, bir şeyler bir şeyleri birbirine çekiyor ve onlara şekil veriyor. Genişleme bu düzeni koruyarak gerçekleşiyor.

Çekim gücünün adresi: Karanlık madde

Ancak ciddi bir sorun var. Evrene şeklini veren bu güç, şüphesiz kütlesel çekim, ancak bu çekimin kaynağı yeterli değil. Bir başka deyişle görünür kütle bu işlevi yerine getirecek büyüklükte değil.

Daha sonraları gök cisimlerini bir arada tutmak için gerekli çekim gücünün kaynağı olarak "karanlık madde" adreslenecektir. Bu da evrenin bir diğer sırrı. Hatta evrenin geleceğini belirleyebilecek karanlık bir güç.

Karanlık maddeyi bir başka yazıya bırakarak tekrar kozmik ışımaya dönersek, bu yönde çalışmaların ivmelenerek devam ettiğini görüyoruz.  

1964 yılında yapılan keşiften 25 yıl sonra 1989'da, NASA özel tasarımlanmış COBE sondasını uzaya gönderiyor. Evrenin kaba bir kozmik arka plan ışıması resimleniyor.

Böylece bebek evrenin ilk resmi elde edilmiş durumda. Görüntü inanılmaz ve o oranda da heyecan verici.

12 yıl sonra 2001'de bu kez WMAP sondası uzaya gönderiliyor ve daha ayrıntılı bir harita çıkarılıyor. Bu kez elde edilen kozmik arka plan ışımasının haritası çok daha ilham verici.  

 2009 yılında, EU Plank uydusu kozmik arka plan mikrodalga haritasını daha hassas olarak resimliyor.

Artık bebek evreni görebiliyoruz. 

Bu resim evrenin bebeklik halini çok daha net yansıtıyor. Onun 13,5 milyar yıl öncesinin resmi; çok minik ama bugünkü evrenin  tüm karakterini yansıtan tipik hatlara sahip.

Evrenin bu bebeklik resminde bugünkü galaksilerin varlığı net olarak görülebilmekte.

Bu resim,  Büyük Patlama ile madde ve enerjinin evrene homojen bir şekilde dağılmadığını gösteriyor.

Bunun bir nedeni olmalı.

Bu homojen olmayan dağılımın kaynağının başlangıçta var olan enerji parçacıklarının  kuantum  salınımları olabileceği ileri sürülüyor.

Kozmik arka plan ışıması ile elde edilen ve genişlemeyle birlikte galaksi oluşumlarını net bir şekilde gösteren bu dağılım haritasının bir anlamda kuantum  salınımlarının da bir resmi olduğu tezi bugün kabul gören bir yaklaşım. Bu kuantum salınımlarının da gelecekte bizlere söyleyeceği bazı şeyler olacaktır.

Özetle arka plan ışımasını izlemeye bir anlamda zamanda yolculuk demek mümkün.

Daha gerilere gidebilirsek evrenin başlangıcına da varmış oluruz.  Ancak  bebek evrenden zamanın başlangıcına doğru gidildikçe  tekillikle karşılaşıyoruz. Ve orada fizik kuralları çalışmıyor.

Bilim insanları, tüm  gözlem ve verilerden hareketle evrenin başlangıcını anlamaya çalışıyorlar.

Büyük Patlama konusunda hemfikirler.

Ancak  nasıl olduğu konusunda farklı görüşler var.

Ve ilk bir saniye  evrenin en büyük sırrı.

Ve çözülmeyi bekliyor.