Büyük Patlamadan Günümüze

Dün Denenden Farkı Ne? Sonsuz güç, kudret, azamet ve hikmet sahibi olan eşsiz ve benzersiz Yaratıcı, su kainat sarayının ve hilkat ağacının icadını irade etti. O sarayın esas ve temellerini de, mahiyeti bizce meçhul olan altı günde, hikmet düsturları ve ezeli ilminin kanunları ile vaz'etti. Sonra, o yaratılış ağacını, ulvi ve süfli tabakalara ayırıp, kaza ve kader düsturları ile tafsil ve tasvir etti. Sonra da, kâinat sarayını, canlıcansız, çeşit-çeşit varlıklarla şenlendirerek, her varlığın her taifesini sun' ve inayet düsturu ile tanzim etti. Ve sonra da herşeyi, herbir âlemi, ona layık bir tarzda, meselâ semayı yıldızlarla, zemini çiçeklerle süsleyip tezyin etti.

Gece gökyüzüne baktığımızda gördüklerimiz kâinatta var olanların yanında ne kadar kalır? Kâinatta yaklaşık 1022 tane, yani 10 milyar trilyon tane yıldız olduğunu dikkate olarak varın siz kıyaslayın. Bunlardan sadece birinin vazifesini 1 sn aksatması hareketleri birbirine bağlı olan 10 milyar trilyon tane yıldızın zincirleme çarpışmalarına, kısacası kıyamete sebep olacaktır. Şuursuz madde yığınından ibaret her bir yıldız kendi haricindeki bu kadar yıldızın hareketlerine göre hesap yapıp kendini ona göre mi ayarlıyor? Biz şuurlu insanlar bile bu kompleks hareketlerin haritasını sadece Samanyolu için bile çıkaramazken... Şimdi bu kadar maddenin atomdan daha küçük bir hacme sıkıştığını ve hayal bile edemeyeceğimiz, ani bir patlamayla birlikte büyüyüp genişlediğini düşünün. Yaratılışı bu şekilde izah etmeye çalışan teoriye Big Bang (Büyük patlama) denilmiştir. Ve bu teori bugün kabul edilmektedir. Patlamanın neye benzediğini hayalimizde canlandırmak bile imkânsız. Big Bang'dan sonra nelerin vuku bulduğunu, hangi safhalardan geçildiğini ise modern ilmin araştırma ve düşüncelerinin ışığı altında izaha çalışabiliriz.

Kâinat, yaratıldığından bu yana bir genişlemeyle karşı karşıya. Bu genişleme devam mı edecek, yoksa bir noktada duracakmı? Bu mevzuda, kâinatın açık veya kapalı olma hususu üzerinde durulmalıdır. Kâinat belirli bir kesafete sahiptir. Bu kesafet genişlemenin durmasına sebep olacak olan kritik kesafete eşit veya daha büyükse, çekim genişlemenin durmasına sebep olacak ve kainat ilk haline dönecek, yani çökecektir. Bu kapalı kainat modelidir. Kesafet, kritik kesafetten küçükse genişleme devam edecek, bir noktadan sonra herşeyin dengesinin kaybolmasıyla son bulacaktır. Bu ise "açık kâinat modeli"dir. Her iki modelin neticesindeki durum kıyâmetten ibaret. Genişleme veya büzülmenin tesbitinde galaksiler arasındaki spektrum çizgilerinden faydalanılır. Kâinat kapalıysa, spektrum çizgilerinde kırmızıya değil de maviye doğru kayma olacaktır. (kâinat genişlemekte olduğu için bu kayma şimdi kırmızıya doğrudur) Ortalama sıcaklık yükselirse parlaklık da artacaktır. Görünen ışığın (insan gözünün gördüğü) dalga boyundan çok daha büyük dalga boyuna sahip mikrodalga radyasyonu neticesinde görülebilir dalga boyu sınırlarına dahil olacaktır. Sıcaklık hayatı imkânsız hale getirecek, gezegen ve yıldızlar kaynayıp dağılacaktır. Atomlar çekirdek ve elektronlara, çekirdekler de kendini oluşturan parçacıklara ayrılacaklardır.

Bin Bang'ın merkezini teşkil eden kozmik çekirdeğin mahiyetini araştıralım: İlim adamları bugünkü kâinatın bu çekirdekte değişik bir formda gizli olduğunu kabul etmekteler. Teoriye göre, çekirdek büyük o-randan nötron ihtiva ediyordu. Patlamadan hemen sonraki kesafet yaklaşık 1014gr/cm3 (suyun kesafetinin 100 trilyon katı) öncesi

için ise kesafetin sonsuz olduğu kabul edilmektedir. (Burada sonsuz ifadesi meseleyi akla yaklaştırmak için kullanılmaktadır. Zira, aklımız bu noktada da pek çok hadisede olduğu gibi aciz kalmakta, Yaratıcı'nın kudreti karşısında belimiz iki büklüm olmaktadır.) Eğer bir şeyin kesafeti sonsuz kabul edilirse, sonsuz miktarda olmayan maddenin hacminin olmadığını kabul etmek gerekecektir. Bu ise, değer olarak yokluktan başka birşey değildir. Yani, yaratıklarıyla kendisi arasına bir perde çeken Yüce Yaratıcı'nın sonsuz kudreti, yokluk içinden böyle bir maddeyi (kozmik çekirdek) yaratmasıyla tecelli etmiştir. Daha önce de bahsettiğimiz, Big Bang'a sebep olan nokta madde dediğimiz kozmik çekirdek yoktan var edilmiş ve yaratılışın basamaklarından sadece birisini teşkil etmiştir.

Başlangıçta böyle bir hacme tüm kâinatın sıkışmış olduğunu kabullenemeyecek olanlar, her an genişlemekte olan kâinatın 10 senede şimdikinin 1020 katı genişleyeceğini düşünerek, o zamanki hacimde olan kâinatın şimdiki hacme nasıl sığabildiğinden hareketle düşüncelerine yön verebilirler. Bu rakam ve ifadeler bugünkü şartlara göre yapılmış fiziki hesaplamalardan ibaret olup gelecek hakkında ortaya konulan raporlardan başka bir şey değildirler.

Big Bang'ın bundan 15—20 milyar yıl önce meydana geldiği ve kâinatın bugünkünden çok farklı bir yapıya sahip olduğu tahmin edilmektedir. Temel partikül fiziğinin sağladığı imkânlarla Big Bang'in ilk saniyelerinde neler olduğunu bir parça izah etmek mümkündür. Hadiselerin açıklanmasında yıldız ve galaksiler değil, bunların yerine temel partiküller ve yaratılışla birlikte kâinatta ortaya çıkan kuvvetlerin anlatılması meseleyi aydınlatacaktır. Kuvvet bahsine geçmeden, kuvvetin tarifinin henüz yapılamadığını ifade etmede fayda vardır. Tabiatta var olduğu kabul edilen dört kuvvet farklı hususiyetlerde olmakla birlikte parçacıkları itiyor, çekiyor; atomdan galaksilere kadar varlıklarını hissettiriyorlar. Bu dört kuvvetin aslında bir tek kuvvet olduğu da ileri sürülmektedir. Fizikçiler arasında bunu ispatlamak ise mühim gayelerden birini teşkil etmektedir.

Kuvvetler çekim, elektromanyetik, nükleer ve zayıf nükleer olmak üzere dört, temel gruba ayrılmıştır. Ayın yörüngesinde, bizim de dünya üzerinde durmamıza sebep olan kuvvet çekim kuvvetidir. Elektronların çekirdek etrafında dönmesine sebeb olan ise elektromanyetik kuvvettir. Bu kuvvetler büyüklük, karakter, tesir sahası yönleriyle birbirinden ayrılırlar. Fakat hepsinin de kainatta mühim rolleri vardır. Bu kuvvetleri ayırmamızın sebebi birbirlerine nisbeten büyüklüklerinin ve tesir sahalarının farklı oluşudur. Prof. Abdüsselâm elektromanyetik kuvvet ile zayıf nükleer kuvvetin aynı olduğunu ispatlamıştır. Kuvvetin, henüz tarifinin bile yapılamadığını söylemiştik. Yine bundan sonra (dört kuvvet aynı olsa bile) bunları, bu dört değişik isimle adlandırmaya devam ederek Big Bang'ın safhalarında, farklı tesir sahalarının çıkışında bu isimleri kullanacağız.

Bir zamanlar elektron, proton ve nötrondan ibaret olduğu sanılan temel parçacıkların yanında mezonlar nötrinolar, baryonlar ve bunların antiparçacıkları da vardır. Madde antimadde reaksiyonuyla enerji açığa çıkar ve her iki partikül de yok olur. Gelişen fizik ilmiyle birlikte üçyüzün üzerinde partikül keşfedilince ilim adamları bunları sınıflara ayırmak zorunda kaldılar. En ağırlarının oluşturduğu gruba hadronlar, en hafiflerine de leptonlar denildi. Hadronlar ayrıca mezonlar ve baryonlar denilen alt gruplara ayrılırlar. Parçacık üstüne parçacık keşfi, bildiğimiz partiküllerin de daha başka temel partiküllerden oluşmuş olabileceği fikrini akla getirmekte ve ilim adamlarıyla birlikte bu durumdan ibret alanları hayrete sevketmektedir.

Kâinat sayfasında yazılı her satırda âdeta bir kitap, satırları meydana getiren harflerde de ayrı ayrı kitaplar yazılmıştır. En âdi bir kitap bile kâtibini hatırlatmaktadır. Makroâlemden mikroâleme, galaksiden hücreye kadar her sahada gördüğümüz muhteşem nizam ve intizam, kanunlar çerçevesinde işleyen hâdiseler de bir Yaratıcı'nın varlığını mutlak surette gerektirmektedir. Big Bang'dan sonraki hadiselerin hikmetli bir şekilde safha safha işleyişi ise daha bir takım gerçekleri de ortaya çıkarmıştır. "Düşünüp ibret alsınlar diye herşeyi çift yarattık." (Zariyat/149)

1960'lı yılların başında Murroy Bell ve George Zweig, kuark diye adlandırdıkları ve hadronları meydana getiren partiküllerin varlığına dayalı bir teori geliştirdiler. Kuarkları da üst, alt ve garip kuarklar olmak üzere üçe ayırdılar. Bunlar ayrıca antipartiküllere de sahiptirler. Bütün hadronlar, kuarkların çeşitli şekillerde birleşmeleriyle oluşmuşturlar. Teori, deneylerle ispatlanmasına rağmen kimse bir tek kuark bile bulamamıştır ve hala da kuarklar gözlenebilmiş değil. Bulunamaması, kuarkların olmadığı manasına gelmez. Fizikçilerden, kuarkların var olmadığına dair teoriler üzerinde çalışanlar da bulunmaktadır.

"Kâinatın yaratılışından sonraki hangi an için birşeyler söylenebilir" sorusuna cevap 10-2 sn olabilir. Bu ve bundan daha küçük zaman dilimleri için birşeyler söyleme gayretinde olan fizikçiler, Einstein'in genel izafiyet teorisiyle 10 -43 sn ve 1094 gr/cm3 kesafetten itibaren kainatın durumu üzerinde düşünmektedirler. Öncesi için ise ilmin söyleyebileceği hiçbirşey yok.

Patlamadan 10-43sn sonra kâinatın durumunu dört temel kuvvet yönüyle inceleyelim. Bu mevzudaki bir teoriye göre, kuvvetlerin o andaki büyüklük ve karakteri aynıydı. Yani sadece bir tek kuvvet vardı. Bu kuvvet kâinatın genişlemesiyle birlikte parçalandı. Bu düşünceye göre ilk Önce çekim kuvveti yaratıldı. Böylece diğerlerine göre çok daha zayıf şiddete sahip oldu. 1023 sn ile kâinat Hadron devri diye adlandırılan safhaya girdi. Bu safha için ise iki model geliştirilmiştir. Temel parçacık ve birleşik parçacık modelleri.

Çok yüksek sıcaklığın varlığını kabul ettiği için ilk modelden sıcak Big Bang modeli olarak da bahsedilir. Kaba bir tahminle kâinatın Hadron devrine 1032 Kile girdiğini kabul eder. Modele göre hadronlar kuarklardan oluşmuştur. Antiparçacıklarıyla birlikte lepton ve kuarklar, ayrıca fotonlardan müteşekkil olan bu devrede, olduğu kabul edilen kuarkların şimdiye artıklarının kalması gerekliliği teorinin eksik yanıdır. Zeldovich, o devredeki kuarkların kalıntılarına, altın madenlerine rastladığımız sıklıkta rastlamamız gerektiğini göstermiştir.

Birleşik parçacık modelinde ise temel parçacıklar yoktur. Lepton ve kuarklarm yerine otomalt partiküllerin varlığı kabul edilir. Yüksek enerji fiziğinde yapılan son deneylere dayanan bir fikir geliştiren Cenevre'deki CERN laboratuvarı araştırmacıları, kâinatın o zamanki sıcaklığının 16 K olduğunu kabul etmektedirler. Bu sebeple de ılık Big Bang modeli olarak da adlandırılır. 1968'de ise Layzer tarafından soğuk Big Bang modeli geliştirilmiş, ancak hüsn-ü kabul görmemiştir. Model, patlamanın ilk safhalarında antimadde olmadığını ileri sürer.

Bugün kabul edilen görüş, sıcaklığın hadron devrinde çok yüksek olduğu ve partiküllerle antipartiküllerin de var olduğudur. Karadeliklerin bu devrede yaratılmış olduğuna dair bir fikir de mevcuttur. İnceleyebildiğimiz vasatta serbest kuark bulunmamasını Prof. Abdüsselam, C. J. Isham ve Stranthde değişik bir şekilde izah ediyor. Hadron devrinde varlığından bahsedilen kuarklar, yine bu devirde yaratıldığı düşünülen karadeliklerde hapsedilmişlerdir. Eğer böyleyse kuarklarm bulunması, yani incelenmesi de imkânsızdır. Hadron devrinde genişlemeye devam eden kâinatın büyüklüğü yaklaşık dünyamız kadardı. Sıcaklık sür'atle düşerken, temel kuvvetlerden ikincisi olan zayıf nükleer kuvvet, hemen ardından da elektromanyetik ve nükleer kuvvetler yaratılıyordu. Safhanın sonunda tüm kuvvetler birbirlerinden belirgin farklarla ayrılıyor ve hususiyetleri tayin olunuyordu.

Marily Üniversitesi'nden Victor Elias ile Jogesh Pati, Milletlerarası, Fizik Merkezi'nden Prof.Abdüsselam ise kuvvetlerin daha sonraki devirlerde yaratıldığını iddia etmişlerdir. Bunun kozmik ışınların incelenmesi veya dev hızlandırıcıların inşası neticesi yapılan araştırmalarla ortaya çıkarılabileceğini de söylemişlerdir.

Hadron devri başlangıçtan 10 sn sonra bitmiş, sıcaklık 10-12 K'e (temel parçacık modeline göre) düşmüştür. Bundan sonra partiküllerin yok edilişi ve ayrıştırıldığı Lepton devri başlar. Nötron çiftlerinin ayrıştırılmasından sonra, genişlemeyle birlikte elektron ve pozitronlar birbirlerini yok etmeye, fotonlar açığa çıkmaya başladı. {Yaklaşık 3000 K-da). Fotonlar da kainata yayılarak ateştopu radyasyonu diye adlandırılan duruma sebep oldular.

Kozmik fon radyasyonunun keşfi Big Bang teorisini destekleyen en mühim delillerden biridir. (2.7 K sıcaklığında). Bu radyasyonun keşfine rağmen nötrino artıklarına da rastlanamaması enteresandır. Nötrino artıklarının sıcaklığı ise 2K civarında olmalıdır. Bu artıklar da bulunabilirse Big Bang'ı çok güçlü şekilde destekleyen bir delil daha elde edilmiş olacaktır.

Lepton devrinde, madde—antimadde reaksiyonlarıyla maddenin hızlı bir şekilde enerjiye dönüşmesi durumu hâkimdir. Radyasyon kâinata yayılmış ve ilk on saniye zarfında radyasyon en şiddetli değerine ulaşmıştı. Elektron ve pozitronların büyük kısmı yok edilmiş, vasatta diğer partiküller kalmıştı. Böylece Radyasyon devrine geçilmişti. Şimdiye kadar kâinatta sadece temel parçacıklar olmasına rağmen, sıcaklığın da düşmesiyle ilk atom çekirdeğinin teşkili için müsait şartlar da yaratılmıştı.

Atom çekirdeğinin yaratılışıyla ilgili olarak George Gamow ve Ralp Alpher 1948'de bir teori hazırladılar. Teori açıklanmaya hazır hale geldiğinde Gamow'un aklına manidar bir fikir geldi. İki araştırmacıdan birinin soyadı ses yönüyle Grek harflerinden gama (g) ile, diğerininki de alfa ile (a) benzerlik gösteriyordu. Teorinin ana hatlarını oluşturan a - b - g (üç radyoaktif ışın çeşidi) üçlüsünün tamamlanması için beta'ya ihtiyaç vardı. Cornell Üniversitesinden Hans Bethe'nin isminin de teoriye eklenmesiyle teori Alpher - Bethe - Gamow, veya kısaca a - b - g teorisi olarak adlandırıldı. Bethe, çalışmalara hiç katılma dığı halde adının teoriye geçmesi sebebiyle şüphesiz şaşırmıştı.

Teoriye göre, ana çekirdek patlatıldığında, hızla proton ve elektronlara dönüşen nötronlar açığa çıkmıştı. Protonlar da, vasattaki diğer nötronlarla büyük bir hızla çarpışıyor ve kararlı, kompleks yapılı atom çekirdeği yaratılıyordu. Zincir, tahminen bir H1 çekirdeği (proton) ile başladı. Bu protona nötron eklenmesiyle de H çekirdeği, bu böylece devam ederek de ağır çekirdekler yaratıldı. Teorinin eksik yanı He₄ (helyum) atomundan sonrakiler için başarıyla tatbik edilememesidir. He çekirdeği büyük bir kuvvetle nötronla çarpışsa bile nötron çekirdeğe bağlanamaz. 5 parçacıklı bir çekirdek (He₅) oldukça kararsızdır. Aynı problem dokuz parçacığa sahip atom çekirdeği içinde geçerlidir. İki nötronun aynı anda helyum çekirdeğine çarpması imkân dahilindedir. Bu durumda Li₆ meydana gelir. Fakat bunun olma ihtimali ise küçüktür, a - b - g teorisi H₂, H₃, He₄, ve bir manada da Li6 için geçerlidir. Daha fazlasını açıklayamaz. Teori, tam manasıyla başarısızlıktan da uzaktır. Mühim bir yanı ateştopu radyasyonunu açıklayabilmesidir. Gamow, sıcaklığın 25 K olması gerektiğini hesaplamış, Alpher ve Herman ise onun a-ritmetik hesapla-malarındaki yanlışlıkları düzelterek sıcaklığın 5 K olması gerektiğini bulmuşlardır. Teori, kâinatta hidrojen ve helyumun bol miktarda ve dengeli (üçe bir) bulunmasını da başarıyla açıklamaktadır.

Bir diğer problem Big-Bang'da ortaya çıkmayan çekirdeklerin yıldızların yapısında yaratıldıkları, yıldızların patlamasıyla dağılan çekirdeklerin yeni yıldızlara ve ikinci kuşak yıldızlara (güneş gibi) yayıldıkları fikri mevcuttur.

Radyasyon devri yaklaşık bir milyon yıl devam etti. Kesafet 10-20 gr/cm³'e, sıcaklık 3000 K'e kadar düştü. Bu sıcaklık, çekirdeklerin elektronları yakalamaları, yani kararlı hale geçmeleri için müsaittir. Bu şartlarla Madde devrine ve bundan sonra da zamanımıza kadar ulaşıldı.

Madde devrinin en mühim hususiyeti galaksi yapılarının belirginleşmeye başlamasıdır. Galaktik yapı hakkında ilk ciddi teori Sir James Jeans tarafından hazırlanmıştı. O, kâinatın akışkan gazla dolu olduğunu kabul etmiş ve çekim kuvvetinden doğan kümelenmeleri incelemişti. Fakat, teorisi bir süre sonra ciddi problemlerle karşılaştı. Liftshitz, 1946'da teoriyi kâinatın genişlemesine uygun şekilde değiştirdi. Netice daha iyiydi, ama tam manâsıyla da tatmin edici değildi.

Kâinatı ve yaratılışı araştıran, hergün yeni ilerlemeler kaydeden, şuurlu insanları Yaratıcı'nın varlığına götüren kapıları aralayan ilimler, tesadüfün kâinatta imkânsız olduğunu, herşeyin bir plan ve program dahilinde en ufak ayrıntısına kadar ayarlandığını tasdik etmektedir.

M. Şahin Ort