Kabul gören evren hikayemize göre her şey ilk bir saniyeden daha az bir zamanda gerçekleşmişti. 100 saniye sonra ise kuarklar üçlü gruplar halinde bir araya gelerek atomaltı parçacıkları oluştururken fotonlar normal madde tarafından hapsedilmişti.
Evren, bu evrede opaktı.
Modele göre, evren genişlemeye devam etti ve yoğunluğu azalırken soğumaya başladı. Bu evrede elektromanyetik kuvvet aktif hale geldi ve dolayısıyla protonlar ve elektronlar birleşerek H ve He atomunu oluşturdular. Böylece elektronlar tarafından emilen fotonlar serbest kalarak evren berraklaştı.
Peki, serbest kalan fotonlara ne olmuştu?
1948 yılında üç bilim insanı, Ralph Alpher, Robert Herman, George Gamow, Büyük Patlama senaryosu üzerinden giderek bir öngörüde bulundular. Onlara göre, ilk başta bir gama radyasyonu olarak yola çıkan fotonlar, mikrodalga formunda günümüze ulaşmış olmalıydı.
Ama sorun şu ki, mikrodalga formunda olması öngörülen bu fosil radyasyona ilişkin görünürde bir kanıt yoktu.
Evrenin fısıltısı
Bu kuramsal öngörüden yaklaşık 17 yıl sonra, Temmuz 1965'te Arno Penzias ve Robert Wilson isimli iki bilim insanı, Bell Laboratuvarında nötr hidrojen üzerinde çalışırlarken radyo anteni tarafından algılanan garip sinyaller almaya başladılar. Bunlar bir tür gürültü izlenimi veriyordu. Önce kuşların antenin içine yuva yaptığını düşündüler. Anteni temizlediler ve tüm kabloları kontrol ettiler; gürültü azalmadı ve dahası sinyaller her yönden geliyordu.
Sinyaller, Büyük Patlama sonrasını yani erken evreni işaret ediyordu.
1948 yılında bilim insanlarının öngörüleri gerçekleşmişti. Bunlar Büyük Patlama’dan 380,000 yıl sonra serbest kalan fotonların günümüze ulaşan mikrodalga formunda kalıntılarıydı.
Penzias ve Wilson farkında olmadan bilim tarihinin en büyük keşiflerden birini yapıyorlardı.
İki bilim insanı bulgularını hızla yayınladılar. Bu veriler, Büyük Patlama’nın ilk somut kanıtı olarak bilim tarihine geçti.
Ve Penzias ve Wilson, bu önemli keşifleri ile 1978 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldüler.
Kozmik mikrodalga arka plan ışıması
Tekrar evren senaryosuna dönüyoruz.
Bilindiği gibi Büyük Patlama sonrasında hızla genişleyen evren, daha sonra yavaşlamış, genişlemeye bağlı olarak yoğunluğu azalmış, sıcaklığı da milyarlarca Kelvin'den yaklaşık 3000 Kelvin'e kadar düşmüştü.
Bunun sonucunda elektromanyetik kuvvet aktif hale gelerek protonlar ve elektronlar birleşerek nötr hidrojen atomlarını oluşturdular. Ardından elektronlar tarafından emilmiş olan fotonlar serbest kalarak uzayda yol almaya başladılar. Bu olduğunda Büyük Patlama’nın üzerinden 380,000 yıl geçmişti.
Bundan önce, evren opak olduğundan daha ötesini görülebilme şansı yoktu. Dolayısıyla bu anda evren Büyük Patlama anını görmemizi engelleyen bir tür bariyer oluşturmuş gibiydi.
Bu bariyer, “kozmik mikrodalga arka plan” veya kısaca “(Cosmic Microwave Background-CMB)” olarak adlandırıldı.
Evren genişlemeye devam ederken başlangıçta gama formunda olan fotonlar da evreni geriden takip ederek mikrodalga formunda günümüze ulaştılar. Bu ışıma, evrende serbestçe dolaşabilen ilk ışığın kalıntısı olarak bize ulaşmıştı.
Bu fosil ışıma, “kozmik mikrodalga arka plan ışıması (Cosmic Microwave Background Radiation -CMBR)” olarak adlandırılacaktı.
Bebek evren
Penzias ve Wilson'ın Kozmik Mikrodalga Arka Planı keşfetmesinden 25 yıl sonra 1989'da, NASA özel amaçlı COBE sondasını uzaya gönderdi. Bilim insanları fosil radyasyon (CMBR) aracılığıyla uzayın derinliklerine baktılar ve sıcaklıkta küçük değişimleri ölçerek başlangıç anını görmemize engel olan bariyerin yani CMB’nin haritasını çıkardılar.
Bu gördükleri şey aslında evrenin bebeklik resmiydi.
Bundan bir 10 yıl sonra, NASA’nın uzay aracı WMAP sondası, 2003'den 2012'ye kadar daha ayrıntılı bir harita çıkardı. Bu kez elde edilen harita çok daha ilham vericiydi. Bize evrenin büyüklüğü, madde içeriği, yaşı, geometrisi ve madde yoğunluğu hakkında sağladığı bilgiler ile evren senaryomuzu destekliyordu.
Son olarak 2009-2013 yılları arasında faaliyet gösteren ESA'nın Planck uzay aracı çok daha hassas bir bebek evren resmini ortaya çıkardı.
Artık bebek evreni çok daha net olarak görebiliyorduk. Günümüzden 13,5 milyar yıl öncesine ait olan bu resim, mevcut galaksi yapılanması göz önüne alındığında günümüz evreninin tüm karakterini yansıtıyordu.
Bilim insanlarının 1948 yılında yaptıkları öngörüler böylece kanıtlanmış oluyordu. Büyük Patlama’dan 380 bin yıl sonra serbest kalan fotonlar, bize günümüzden 13,5 milyar yıl öncesini görme şansı verdiler.
Daha öncesini ise göremiyoruz; çünkü evren bunun için doğal bir bariyer oluşturmuş ve önümüzdeki süreçte bu bariyeri aşma çabamızı sabırla seyrediyor, olacak!
Kaynakça:
https://science.nasa.gov/mission/wmap/
https://science8sc.weebly.com/cosmic-background-radiation.html
