Evrenin İlk Saniyesi: Büyük Patlama

1:38Büyük patlama. Şu anda evrenin doğuşuyla ilgili kabul gören ve bilim tarihinin en ünlü teorilerinden birisi. Sayısız gözlem ve kanıda dayanarak yaşandığını bildiğimiz ancak nasıl olduğuna dair farklı görüşlerin ortaya atıldığı bir teori bu. Tabii birçok teori gibi büyük patlama teorisinin de ortaya çıkışı 100 yıldan kısa bir süre önce gerçekleşti. O zamana kadar evrenin sabit ve ezeli yani hep var olduğu düşünülüyordu. Ancak 1920'lerin başında Kaliforniya'da bir gözlem evinde çalışan Edwin Hubble bu algıyı yerle bir edecekti.

2:14Gözlem evinde galaksileri gözlemleyen Hubble bir şeyi fark etmişti. Galaksilerin bize olan mesafesi arttıkça yaydıkları ışığın dalga boyunun da uzadığını gözlemlemişti. Bu da ışık dalgalarının kat ettiği mesafe arttıkça dalga boylarının daha da uzadığı anlamına geliyordu. İşte bu uzamanın ya da yayılmanın ışığın dalga boyunu değiştirdiğini gözlemlemişti Hubble.

2:38Ses dalgalarında olduğu gibi. Bir cisim bize yaklaştıkça ses yüksekliği artar yani. Daha doğrusu ses frekansı kısalır. Ses kaynağı bizden uzaklaştıkça frekans uzar da uzar. İşte galaksilerde de böyleydi. Bizden uzaklaştıkça ışık dalgasının frekansı da genişliyordu. Bir nevi daha kırmızı oluyordu. O nedenle redshift ya da kırmızıya kayma adını veriyoruz buna. Dolayısıyla uzayın derinliklerine baktığımızda bu kırmızıya kaymayı her yerde görüyorduk.

3:08Tüm galaksiler bir yerden kaçıyor gibiydiler. Uzaklaşıyorlardı. Bir şey uzaklaşıyorsa bu ne anlama geliyor peki? Bir yerden yola çıktığına elbette. İşte bu bize bir şey söylüyordu. Tek bir şey. Tüm galaksiler, tüm yıldızlar, bildiğimiz veya bilmediğimiz her şey, bir yerden, tek bir yerden geliyorlardı. Ve Hubble'ın bu bulgusu sıra dışı bir kavramı doğuracaktı. Evrenin bir başlangıcı olduğunun ilk kanıtıydı bu.

3:37büyük patlama teorisinin çıkış noktasıydı. Ancak tam o ana, yani her şeyin başladığı ana gitmek ve neler olduğunu anlamak için yine bildiğimiz ve algıladığımız haliyle zaman kavramını çöpe atmamız gerekiyor. Hani günler, saatler ya da dakikalar bize kısa gelir ya. Bir saniye mesela. Hiçbir şey ifade etmez bizim için. Siz şu an kurmakta olduğum cümleyi dinlerken birkaç saniye geçip gitti bile. Göz açıp kapayıncaya kadar geçti deriz ya hani.

4:08150 milisaniyedir bunun süresi. Yani 150 milisaniyede göz kırparız. Çok kısa değil mi? Fakat göz kırpma hızından da milyarlarca kat daha kısa bir sürede koca bir evren doğabiliyor. O yüzden dakikaları falan unutun. Çok çok kısa sürelerden bahsedeceğiz şimdi. Bu sürelerden ilki plank zamanı. 10 üzeri eksi 43 saniye. Yani 0.42 tane 0 ve 1.

4:37İnanılmaz kısa bir süre bu. Hatta evrende erişilebilecek en kısa süre. Ancak bu kadar kısa süre içinde olanlar, 13.8 milyar yıl boyunca olup bitecek her şeyi ortaya çıkarmıştı. O yüzden bizim bildiğimiz haliyle bir saniyeyi çağlara ayırmamız gerekiyor.

5:01Şimdi sıfırıncı saniyeden başlamak gerekirse. Bu noktaya tekillik adı veriliyor. Yani her şeyin bir olduğu, tek olduğu an. Tüm maddenin ve enerjinin, hepimizin bir noktaya sıkıştığı o an. Yoğunluk ve sıcaklık o anda neredeyse sonsuz. Enerji ve madde bir.

5:20O kadar sıcak ki ayıramıyorsunuz birbirinden. E'ye eşittir mc2 ile enerji ve madde aynı şey demiştik ya. İşte o anda gerçekten de aynı şeylerdi. Tek bir oluşumlardı. Evrende dört temel kuvvet vardır. Kütleçekim, elektromanyetizma, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler. İşte o an onlar da tek bir kuvvetti.

5:44hep birlikte temel bir kuvveti oluşturuyorlardı. Müthiş bir simetriye sahipti evren o anda. Her şey yekpareydi. Ve o anda evrenin genişliği 10 üzeri eksi 35 metreydi. Ulaşılabilecek en kısa mesafede, yani plank uzunluğunda. Ancak bu hiçlikle karşılaştırıldığında müthiş bir uzunluk aslında.

6:06Sıcaklıksa 10 üzeri 32 santigrat dereceydi. Buna da plank sıcaklığı diyoruz. Mutlak sıcaklıktır bu da. Mutlak sıfırın zıttı yani. Evrenin ilk çağını geride bıraktığımızda henüz bir plank zamanı geçmişti. Saniyeden trilyonlarca kat kısa bir süreydi bu. Ardından yeni bir çağ başladı. Büyük birleşim çağı. 10 üzeri eksi 43 saniye ile 10 üzeri eksi 36 saniye arası bir süreydi bu da.

6:36Bu anda kütleçekim kuvveti kendini tek temel kuvvetten ayırmıştı. Elektromanyetizma ve nükleer kuvvetler hala tek bir kuvvet olarak mevcuttu. Ve yine bu anda ilk temel parçacıklar ortaya çıkmaya başlamıştı. Ve tabii beraberinde antiparçacıklardı. Ardından ne oldu peki? Evet, ortalık çok fena karıştı.

7:02Inflation yani bizim patlama olarak adlandırdığımız. Ancak birazdan bahsedeceğimiz gibi patlamadan ziyade devasa bir genişleme çağı başlıyor. 10 üzeri eksi 32. saniyeye kadar devam eden çılgın bir çağdı bu da. Ve bu noktada güçlü nükleer kuvvet kendini diğer kuvvetlerden ayırmış. Kozmik genişleme adını verdiğimiz müthiş hızlı bir genişlemeye yol açmıştı.

7:28Böylece evren bir atom büyüklüğünden 10 santimetreye kadar bu kadar kısa bir sürede genişlemişti. Bir atom büyüklüğünden 10 santimetreye kadar. Böyle söyleyince çok anlaşılmayabilir. Hemen örneklendirelim. Bir nanometre yani bir DNA molekülünün yarısı kadar boyuta sahip bir nesnenin böylesi bir kısa sürede 94 trilyon kilometre genişliğe ulaşması anlamına geliyor bu. İnanılmaz bir ortam yani.

7:57Bu noktada müthiş sıcaklık ve basınç altında quark çorbası olarak bilinen ve quark glüon plazması adı verilen parçacıklar evrene yayılmıştı bile. Bu çılgın genişleme sonrasında elektromanyetik kuvvet ve zayıf nükleer kuvvetin bir olduğu elektro-zayıf kuvvet çağı başlıyor. Dikkat edin, henüz bir saniye dolmadı bile. Daha çok var.

8:21Bu parçacıklar birbirleriyle etkileşime girerek W, Z ve Higgs bozonlarını oluşturuyorlardı. Bu noktada Higgs alanı etkisini göstermeye başlamıştı. Böylece parçacıklar da kütle kazanıyordu ve evren kütlesi olan her şeyi destekleyecek bir radyasyon yumağına dönüşüyordu. 10 üzeri eksi 12. saniyede kuark çağı başlamıştı. Evrenin sıcaklığı neredeyse sonsuzdan 10 katrilyon derecenin altına düşüyordu burada. Kuarklar, elektronlar ve nötrinolar oluşuyordu.

8:54ve dört temel kuvvet neredeyse tamamen ayrılmak üzereydi. Ancak burada bir savaş hali de vardı. Parçacıklarla birlikte anti-parçacıklar da oluşuyordu. Bu iki zıt oluşum birbirlerini yok ederek devasa bir enerji ortaya çıkarmaya ve evreni müthiş bir hızla genişletmeye devam ediyorlardı. İşte tam bu anda antimadde karşısında madde yani anti-quark karşısında quark milyarda bir oranda galip geliyor ve kazanıyordu.

9:24Madde bu savaşın kıl payı da olsa galibiydi. Böylece biz var olmuştuk. Orada, o anda, o asimetri olmasaydı hiçbir şey olmazdı. Daha sonra 10 üzeri eksi altıncı saniyede Hadron Çağı başlamıştı. Tekrar hatırlatmak isterim. Henüz bir saniye dolmadı.

9:45Bu anda evren çok soğumuştu. Soğuyor derken de sıcaklığın yaklaşık 1 trilyon derece olduğunu hatırlatmalıyım. Fakat bu sıcaklık, kuvarkların birleşerek proton ve nötronlar oluşturması için yeterliydi. Elektronlar protonlarla çarpışarak nötrinolar oluşturuyordu. Ve bu nötrinolar hala buradalar. Dolaşıyorlar her yerde. Ve sonunda, bir saniyeyi geride bırakmıştık.

10:13Bizim için kısacık bir süre olsa da evren için sonsuzluk gibiydi bu. Ama daha bitmemişti. Birinci saniyeden sonra da epey önemli şeyler yaşandı evrende. Oraya da geleceğiz. Fakat şimdilik kısa bir ara verelim. Geri geldiğimizde kozmik çorbamızı içmeye devam edeceğiz. Bir saniyede çağlardan çağlara atladık. Ama birçok şey daha yeni başlıyor.

11:08Birinci saniyeden başlayıp üçüncü dakikaya kadar geçen sürede de çılgınca şeyler yaşanmıştı. Bu evreye ise lepton çağı diyoruz. Hadron çağında madde ve antimadde birbirini yok ettikten sonra leptonlar yani elektronlar ve antileptonlar veya pozitronlar gibi parçacıklar evrenin kütlesini oluşturmaya başlamıştı. Burada da bir savaş vardı elbette. Bu sefer de elektronlar ve pozitronlar birbirini yok ederek foton formunda enerjiyi ortaya çıkarmaya başladılar. Fotonlar da yine birbirine çarparak elektron-pozitron eşleri oluşturuyorlardı. Bir döngüydü bu. Bol enerjili bir döngü. Müthiş bir savaş. Fakat çağlar ilerlemeye devam ediyordu. Üçüncü dakikadan sonra nükleosentes çağı başlamıştı.

11:56Bu o ana dek yaşanmış en uzun çağ olmuştu. 20. dakikaya kadar sürmüştü. Nükleosentez sürecinde evrenin sıcaklığı 1 milyar dereceye kadar düşmüştü. Burada derece derken sürekli santigrattan bahsettiğimizde not düşelim. Ve bu sıcaklıkta ilk kez atom çekirdekleri oluşmaya başladı. Elbette protonlar ve nötronlar nükleer füzyonla sadece hidrojen, helyum ve lityum gibi hafif elementlerin çekirdeğini oluşturabiliyorlardı.

12:2620. dakikadan sonra ise evrenin yoğunluğu ve sıcaklığı. Artık nükleer füzyonun oluşmasına yetmeyecek derecede düşmüştü. Ve işte bu noktadan sonra foton çağı başlıyordu. Bir diğer adı ışıma ya da radyasyon egemenliği. Ve bu çağ epey uzun sürüyor. Yaklaşık 240 bin yıl kadar.

12:49Bu aşamada evren gittikçe soğumuştu ve içinde sadece atom çekirdekleri ve elektronlardan oluşan, fotonların kaçamadığı yani ışık geçirmeyen plazmayla dolu bir evren söz konusuydu. Enerjisinin büyük kısmıysa fotonlar halinde varlığını sürdürüyordu. Ancak fotonların bulunması ışığın olduğu anlamına gelmiyor. Zira o esnada fotonlar henüz serbest değiller.

13:15240. yıldan başlayıp 300.000. yılın sonuna kadar devam eden döneme ise yeniden birleşim çağı diyoruz. Burada sıcaklık 3000 dereceye kadar düştüğü için elektronlar çekirdeklerle birleşiyor ve sonunda atomlar oluşmaya başlıyordu. Böylece foton da serbest kalıyor artık.

13:34Bu da evrenin ışık geçirmeye başladığı anlamına geliyor. Bu süre sonunda evren %75 hidrojen, %25 helyum ve bir miktar da lityumdan oluşan bir gaz bulutuyla doluydu. Ve sonrasında karanlık çağ başlamıştı. Buna karanlık çağ dememizin bir sebebi var elbette. Zira burada fotonlar serbest olmasına rağmen 150 milyon yıl boyunca bir yıldız oluşmadığı için ışık yayacak bir oluşum da yoktu ortada. O nedenle tamamen karanlıktı her yer. Ve bu dönemde çok az şey olmuştu. Yani evren karanlık maddenin egemenliğinde 150 milyon yıl geçirmişti.

14:15Bu sefer de bizim için çok uzun sürelerdi. Çok ama çok az şey gerçekleşmişti. İlk saniye ile karşılaştırılamayacak şekilde bir durağanlıktı bu. Fakat 300 ila 500 milyon yıl arasında bir şeyler oldu.

14:29yıldızlar ve galaksiler tek tek ortaya çıkmaya başladı. İlk yıldızlar kısa ömürlü, süper kütleli oluşumlardı. Güneşimizden yüzlerce, binlerce kat daha büyük ancak metal barındırmayan bu yıldızlar çok kısa sürede kütle çekim etkisiyle çöküp bir süpernova etkisiyle patlayarak yeni elementler ve yeni yıldızlar oluşturmaya başladılar. Ardından galaksiler, galaksi kümeleri, süper kümeleri oluşturdular.

14:58Sonrası biliyorsunuz. Güneş sistemleri, gezegenler ve sonunda yaklaşık 4,5 milyar yıl önce bizim sistemimiz oluştu. Daha sonra da sen, ben, hepimiz. Müthiş bir yolculuk, müthiş bir maceraydı bu. İnanılmaz bir başlangıç hikayesi. Dev teleskoplarla filmi geri sararak, ışığı takip ederek, saniyesi saniyesine gözlemleyebildiğimiz bir başlangıç hikayesi. Fakat istediğiniz kadar büyük bir teleskop yapın. Tek bir şeyi göremezsiniz. Büyük patlamadan önce ne vardı sorusunun cevabını. Çok çok büyük ve ağır bir soru bu aslında. Bir nevi felsefe sorusu.

15:40İnsanlığın tıkandığı yer. Her anlamda. Hiç mi fikrimiz yok peki? Aslında evet. Hiç yok. Bu noktada büyük patlama teorisindeki patlama teriminin yanlışlığından bahsetmek gerekiyor bir miktar. Aslında yanlışlık da dememek lazım buna. Ancak patlama dediğimizde bizim kafamızda canlanan bir olay olmadığını anlamak gerekiyor. Patlama olması için bir şeyin yani bir varlığın içine doğru bir reaksiyon göstermesinden bahsedebilmemiz lazım.

16:08Dolayısıyla burada olan bir patlama değildi. Evren diye bir şey yoktu o anda. Bir genişleme, bir varoluş söz konusuydu. Kendi içine genişleyen bir şeydi yaşananlar aslında. Yokluk içinde varolan bir oluşum. İşte buradaki temel soru da bu. Büyük patlama dediğimiz şey neyin içindeydi? Tamam içinde olanları görüyoruz ama büyük patlamanın dışında ne vardı? Evren olmadığında ne vardı?

16:37İşte bu soruların cevapları hakkında şu an hiçbir fikrimiz yok. Ancak bazı modeller, bazı olası cevaplar var. Henüz kanıtlanmamış cevaplar bunlar. Ve bilim de bugün bu hiçliği anlamlandırmak için var gücüyle çalışıyor. Her gün biraz daha yaklaşıyoruz belki de o cevaba. Belki de bazı soruların cevaplarını hiç bulamayacağız. Ama bilimin güzelliği de bu konuda hiç moralini bozmuyor olması. Cevaplanmadık soru kalmayacak diyerek hiçbir şeyi umursamadan yoluna devam edebilmesi.

17:44Bakalım belki de bir gün burada asla cevaplanamaz denilen bazı soruların cevaplarını birlikte konuşuruz. Ne dersiniz?