28 Temmuz 2019

İlk 'bir saniye'de ne oldu?

Planck zamanı, Planck birimleri olarak bilinen 5 temel birimden biri ve 10-43 saniye ile tanımlı, ancak sözcüklere sığdırmak o kadar kolay değil. Saniyenin trilyonda birinin, trilyonda birinin, onun da trilyonda birinin on milyonda biri dersek nasıl olur?

Bebek evrenden zamanın başlangıcına doğru gidildikçe herşey bir sır.

'Büyük Patlama Teorisi'ne göre başlangıç anında uzay ve zaman çok minik bir enerji zerresi içinde birbirine bağlıydı.

Evrenin doğum anında, uzay ve zaman, o minik noktadan şiddet dolu bir patlama ile var oldu. O an ile ilgili tek bildiğimiz bu.

Ama bilinen çok net bir şey var: Büyük patlamadan sadece bir saniye sonra bugünkü evreninin genel hatları oluşmuş durumdaydı.

Peki ilk bir saniyede ne olmuştu?

İlk saniyenin kahramanlarını aslında çok yakından tanıyoruz.

Onlar evrenin yaratıcı güçleri: Kütlesel çekim, elektromagnetik kuvvet, nükleer güçlü ve nükleer zayıf kuvvetler.

Onlar sırayla sahneye çıkacaklar. Her birinin rolü farklı, ama onlardan biri bile olmasa, evrenin bugünkü yapısı oluşamaz; atomaltı parçacıklar olmaz, atom olmaz, yıldızlar olmaz, elbette bizler de olmayız.

Tekrar patlama anına dönelim.

İlk bir saniye içinde evren, üç temel evreden geçiyor. Birinci evre, tekillik evresidir; ikinci evre şişme evresi ve son olarak da soğuma evresi.

Birinci evre büyük patlamadan sonraki ilk Planck zamanını kapsar ve bu evrede tekillik hakim. Yani fizik yasaları çalışmıyor, hükümsüz.

Ancak sonrası için bilimin söyleyecekleri var.

Peki, "Planck Zamanı" nedir? 

Planck zamanı, Planck birimleri olarak bilinen 5 temel birimden biri ve 10-43 saniye ile tanımlı, ancak sözcüklere sığdırmak o kadar kolay değil. Saniyenin trilyonda birinin, trilyonda birinin, onun da trilyonda birinin on milyonda biri dersek nasıl olur?

Adından da anlaşılacağı gibi Max Planck tarafından tanımlanmış bir zaman birimi. Max Planck'ı daha önceki bir yazımızda tanımıştık, kuantum fiziğinin isim babası ve teorisyeni.

Alman fizikçi Max Planck, 1900’lü yılların başında, bir birimler seti önerdi. Amacı fizik yasalarını basitleştirmek ve daha anlaşılır kılmaktı. Planck'ın önerdiği birimler, beş temel boyut için sınır değerler olup bu değerlerin altında fizik yasaları çalışmıyordu. Buna tekillik diyoruz.

Planck zamanı bu beş sınır değerden biri.  Tanım olarak ışığın uzayda bir Planck uzunluğu mesafesini kat ettiği zaman dilimi.

Bir saniye, evrenin yaşı olan 13.7 milyar yıl yanında ne kadar küçükse, 1 Planck zamanı da 1 saniye yanında ondan çok çok daha küçük bir değer.

Kısaca ilk bir saniyenin birinci evresi olan Planck zamanı belirsiz, fizik kuralları çalışmıyor yani tekillik içeriyor.

Bildiğimiz tek şey bu evrede 4 temel kuvvetin bir arada olduğu; yerçekimi, nükleer güçlü ve nükleer zayıf kuvvetler ile elektromagnetik kuvvet. Hepsi birlikte bir süper kuvvet formundalar.

Ancak bu kuvvetlerin kardeşliği, ilk Plank zamanı sonunda bozuluyor. Yerçekimi kuvveti süper kuvvetten ayrılıyor.

Yerçekimi kuvvetinin ayrılması ile ikinci evre başlıyor: Şişme (inflation) evresi.

Simetrinin bozulması ile evren genişlemeye başlıyor.

Şişme hızı, ışık hızından daha büyük ve evren hızla genişliyor. Biliyoruz ki ışık hızından daha hızlı giden bir şey olamaz. Ancak şişme hızı, uzayın genişlemesinden kaynaklanıyor.

Ve bu dönemde quantum salınımları sonucu enerji dağılımında var olan homojenlik bozuluyor. Evren şimdi çok sıcak bir radyasyon topu.

Şişme yavaşlıyor ve bu dönem 'nükleer güçlü kuvvet'in süper birlikten ayrılması ile sona eriyor. Bu arada nükleer güçlü kuvvet, atom çekirdeğinin oluşumundan sorumlu kuvvet, proton ve nötronları bir arada tutuyor.

Diğer iki kuvvet hala birlikte.

Artık ilk bir saniyenin üçüncü evresine giriliyor; soğuma evresine girilirken bebek evrenin hala bir kütlesi yok.

Ve Higgs alanı aktif hale geliyor ve parçacıklar kütle kazanıyorlar. Fotonlar ışık hızında kütlesiz yollarına devam ederken parçacıklar kütle kazanıyorlar.

Higgs bozonu süper simetriyi bozuyor ve son 2 kuvvet de ayrılıyor. 'Zayıf nükleer kuvvet' yıldızların ışığını; 'elektromagnetik kuvvet' ise elektron ve protonları bağlayarak atomları ve genel olarak kütleyi şekillendiriyor. Ancak bunlar ilk bir saniyenin sonrasında ortaya çıkacak.

İlk saniyenin sonlarına doğru evren madde ve enerjiden oluşan küçük bir top gibi.

Ancak maddeyi korkunç bir savaş bekliyor.

Çünkü bir karşıtı var, antimadde.

Enerji maddeye dönüşürken aynı anda karşıt madde de oluşmuştu.

Ve onlar birbirini yok etmek üzereler. Madde ve antimadde birleşiyor ve muazzam bir enerji evreni dolduruyor.

Bu savaşın galibi burun farkıyla madde oluyor ve savaştan arta kalan madde evreni oluşturmaya yetiyor.

Bugün varlığına tanıklık ettiğimiz her şey, bu savaşın kalıntıları.

İşte kabaca ilk 'bir saniye'nin özeti. 

Sonrası bilinen şeyler.

Artık dört kuvvet de özgür; ayrı ayrı ama birlikte evreni şekillendirmeye başladılar.

Onlar ilk bir saniyenin aktörleri, sırasıyla ve özenle sahneye çıktılar.

Evreni birlikte yarattılar.

Şimdi ayrıldılar, ama evrenin tüm kurgusu  ve geleceği yine onlara emanet.

Ve evren, bu kuvvetlerin ortak katkıları ve kurgusuyla şekillenmeye devam ediyor.

Görevleri bitmedi ve hep var olacaklar.

Evren var olduğu sürece!

Yazarın Diğer Yazıları

Uzayda niye akıllı bir yaşama rastlamıyoruz?

Bilgisayarlar teknolojik aşamaya ulaştığında, işleme kapasitelerini nasıl artıracaklarını da öğrenecekler, gelişmeleri daha da hızlanacak ve artık kontrol tümüyle kendilerinde olacaktır. Bu yeni zekâ, ölümsüz olacak ve evrenin her yanına yayılabilecek

Uzayın keşfinde robotik astronotlar dönemi

Öyle görünüyor ki yapay zekâ, insanın yakın gezegenleri kolonize etme tutkusunu tetikleyecek ve bu amacın gerçekleşmesinde insanın önemli bir müttefiki olacak. Tüm bunlar olanaksız bir hayal ürünü gibi görünse de unutmayalım, bugün yaşamakta olduklarımızı daha önce kim hayal edebilirdi ki?

Yapay zekâ duraklatılmalı mı?

Yapay zekâ, yaşamımızı ve çalışma tasarımlarımızı değiştirdi ve değiştirmeye de devam edecek, görünüyor. Peki neden yapay zekâyı geliştirme çalışmalarını duraklatmalıyız?

"
"