Tüm Site İçeriği » Astronomi » Büyük Patlama


İlk üç dakikadan galaksi oluşumuna... PDF Yazdır e-Posta
Sultan Tarlacı tarafından yazıldı.   
Cuma, 15 Şubat 2013 08:59
3.0/5 (4 oy)

Planck dönemi 10-43 saniye. Sadece 0,000000000000000000000000000000000001 saniye sonra... Zamanı ve uzayı, hatta her şeyi içeren evren Büyük Patlama ile 13,7±0,2 milyar yıl önce başladı. O zamanlar için, dünyanın güneş yörüngesinde dönmesi ile oluşan “yıl” kavramı olmasa da, bugünkü zaman akışımız ya da alışkanlığımıza göre, adlandırmak zorundayız. Büyük Patlamadan hemen sonraki, 10-43 saniye Planck dönemi olarak adlandırılır. Bugün doğada dört temel kuvvet olarak adlandırdığımız kuvvetlerin hepsi bir arada ve henüz ayrışmamış. Bu da daha çok çalkalanıp duran bir köpük olarak ele alınabilir. Sıcaklık 1032 derecedir. Madde ve antimadde dengesi madde yönünde bozulur. Sıcak çorba kıvamındaki evren genişlemeye başlar.

Genişleme dönemi: 10-37 saniye

Evren genişlemeye başlar ve hızlanarak genişlemeye (enflasyon=şişme) devam eder. Ancak, genişleme hızı zaman içinde sabit kalmaz. Evrendeki tüm madde ve enerji biçimleri, daha sonraları ortaya çıkacak olan gökadalar arasında kütleçekimi etkisi ile dışa doğru hareketi kısıtlayan bir fren işlevi görür. Genişleme hızı zamanla aşamalı olarak düşer. Bugüne oranla evren bu dönemde daha hızlı genişliyordu. Genişleme ile birlikte madde yoğunluğu da azalır. Aynı zamanda da genişleme ile evrenin ortalama sıcaklığı da azalır. Yarıçap iki katına çıktığında sıcaklık yarıya düşecektir. Burada bahsedilen genişleme, uzayın kendisindeki genişlemedir. Sıfır hacim yalnızca maddenin sonsuz yoğunlukta olduğu anlamına gelmez, aynı zamanda uzayın hiçbir şeye sıkıştırılmadığı anlamına gelir. Diğer bir ifade ile büyük patlama madde ve enerji kadar, uzayın da kökenidir. Yani, içinde büyük patlamanın olduğu bir uzay yoktur. Aynı şey zaman kavramı içinde geçerlidir. Zamanında bir başlangıcı vardır.[1]

                Bu dönemde evren çok sıcaktır. Halen çorba halindedir. Çok sıcak olduğundan madde oluşumuna izin verilmez. Yüksek enerjili fotonlar çarptıkları elektronları protonlardan uzaklaştırdıklarından, parçacıkların birleşerek kararlı bir hidrojen atomu oluşturması engellenir. Bir atom oluşur oluşmaz hemen yok olur. Var olmaya fırsat bulamaz. Evren genişledikçe soğumaya başlamış ve ardından madde oluşumuna izin çıkmıştır. Başlangıçtaki hu»kT denklemi dönemi (her şeyin ışık veya foton olduğu dönem) giderek madde oluşumuna izin verir hale gelir ve enerji maddeye dönüşür: hu»mc2=E. Bu denklemlerde h Planck sabiti, u frekans, k Boltzmann sabiti, T sıcaklık K, c ışığın boşluktaki hızıdır.

Büyük birleşik dönem: 10-35 saniye

Dört temel kuvveti bir arada tutacak enerji 1019 GeV’tur (milyar elektron volt). Enerji genişleme ile azaldıkça kuvvetler de ayrılırlar. Evrendeki dört temel kuvvet, büyük birleşik kuvvetten her biri ayrılır: önce kütle çekim, güçlü nükleer kuvvet ayrılır. Sıcaklık 1027 derece. Kuark ve antikuarkların hâkim olduğu dönemdir. Gözlenebilir evrenin boyutları, 10-35 saniye ile ışık hızının çarpımı sonucu 3•10-25 cm olarak bulunur.

 

Şişme iki katına çıkar: 10-34 saniye

Şişme bu devrede kütleçekim kuvvetine göre inanılmaz derecede güçlüdür. Bir saniyenin yüz trilyon çarpı trilyon çarpı trilyonda biri kadar bir zamanda (10-34 saniye) evren iki kat genişler. Bundan yaklaşık 100 kat zaman sonra evren bir ışık yılına varacak büyüklükte bir ufuk oluşturacak şekilde büyüyecektir.

Sonraki kaderin belli olması: 10-32 saniye

Evrenin temel yapısı ve fiziksel içerikleri bu süre sonunda tamamlanmış süreçlerle belirlenir. Bundan sonrasının maddesel kaderi artık belli olmuştur.

 

Elektrozayıf dönem: 10-12 saniye

Elektrozayıf kuvvet, zayıf ve elektromanyetik kuvvete ayrılır. Yaklaşık 19. yüzyıla kadar elektrik ve manyetik alanın farklı şeyler olduğu düşünülüyordu. Günümüzde elektromanyetik ve zayıf çekirdek kuvvetlerin tek bir elektrozayıf kuvvet oluşturdukları bilinmektedir. Evrenin başlangıç aşamasındaki bu zamanda her iki kuvvet birbirinden ayrılmıştır.

Hadron dönemi: 10-6 saniye

Hadronlar atom altı parçacıklardır ve güçlü nükleer kuvvete maruz kalırlar. Kuark ve antikuarklardan oluşurlar. Aracı olan gluonlarla bir arada kalır, birbirlerine yapışır gibi dururlar. Bu dönemde baryonlarla, karşıt baryonlar ufak bir farkla hemen hemen eşit miktardadır. Baryonlar ve karşıt baryonlar birbirlerini yok etmekte ve çok yüksek enerjili gamma fotonları da maddeleşerek “baryon” “karşıt-baryon” oluşturmaktadır.

Baryon+Karşıt baryon ® Gamma fotonları

Genişleyen evrenle birlikte sıcaklık azalır ve 10-6 saniye sonunda bütün karşıt baryonlar sahneden çekilir. Geriye kalanlar ise nükleonlara dönüşür. Pi mezonları da yok olurlar ve 10-4 saniye sonra bu çağ sona erer.

Lepton dönemi: 1 saniye

Sıcaklık 1010 K düşer. Leptonlar pi-mezonları, elektronlar ve nötrinoların ve bunların karşıt parçacıklarının tümüne denir. Bu çağ pi-mezonlarını bozunması ile başlar: p+®m++um ve p-®m-+anti-um şeklinde. Evrenin yaşı 10 saniye mertebesine ulaşınca elektron ve pozitronların birbirlerini yok etmeleri (e++e-®g+ue+anti-ue) durur. Lepton çağı sonunda serbest nötronlar ve protonlar eşit sayıda bulunur. Nötron ve protonlar birleşir: n+p®2H1+g reaksiyonları ile hidrojen, helyum, lityum ve döteryum çekirdekleri oluşur.

 

Nükleosentez dönemi: 3 dakika

Nükleer aktivite için evren artık çok soğumuştur. Sıcaklık 109 derece. İlk atom çekirdekleri kararlı olarak oluşmaya başlamıştır. Evrenin %75’i hidrojen, %25’i helyum ve eser miktarda döteryum, lityum, berilyum ve borondan oluşur. Ağır elementler henüz oluşmamıştır. Evrenin bundan sonra nasıl davranacağı konusunda tüm fiziksel kanunların nasıl seyredeceği bir bakıma belirlidir.

 

İlk 13,8 dakika

Helyum ve trityum çekirdekleri ağırlıklı olarak ortamı doldururlar.

 

İlk 1000 yıl

Evrenin ortalama sıcaklığı 18 K. Ön galaksiler ve kuarsarlar ortaya çıkar.

 

Deiyonizasyon dönemi: 379.000 yıl sonra

Sıcaklık 6-10 bin derece. Madde ve enerjinin tam olarak ayrılması. Başlangıçtaki hızlı genişleme ile ışık enerjisi (fotonlar) zayıflar ve madde yoğunluğu artmaya başlar. Bu dönem genellikle büyük patlamanın sonu olarak kabul edilir. Teleskopların zamanda geriye baktığı düşünüldüğünde, bu noktadan geriyi görebilmesi imkânsızdır. Bu noktadan geride atomların var olabilmesi için evren çok çok sıcaktır. Madde iyonlar halinde bulunur. Bu iyonlar, evrenin opak bir ışık olarak görünümüne neden olurlar. Yeterli atom oluştuğunda (soğuma ile) elektronlar ve çekirdekler atomları oluşturur. Atomlardaki elektronlar yalnızca belli dalga boyunda fotonları emerler. Bu dalga boyu dışında kalanlar emilmez. Evren bu nedenle birçok dalga boyu için saydamdır. Bu nedenle deiyonizasyon döneminden önceki dönemin fotoğrafı çekilemez. Bu döneme ait kozmik mikrodalga fon ışıması, evrenin her yanından tek biçimli olarak kaydedilebilir.

 

Galaksi ve yıldız oluşumu: 100.000.000–1.000.000.000 yıl sonra

İlk olgun galaksiler ve kuarsarlar ortaya çıkar. Hidrojen çekirdeklerinin reiyonizasyonu oluşur. Bu dönemde “bir sinekten daha basit olan yıldızlar” oluşur. Bu yıldızların büyük kütleli olanları, hızla yakıtlarını tüketerek ağır elementleri oluşturur.


[1] Davies P. Son Üç Dakika. Varlık-Bilim Yay. 1999;35

Son Güncelleme: Cumartesi, 23 Şubat 2013 12:20