25 Aralık 2006 Arşivi
20. yüzyıla damgasını vuracak iki büyük kuramdan birini, tam da bu yüzyılın başında, 1900 yılında, Max Planck ortaya attı. Enerjiyi, sürekli (kesiksiz) bir akış olarak gören Klasik Enerji Kuramı yerine Kuantum Kuramı’nı ortaya atmıştı. Planck’ın deneysel temellere dayanan önerisi, enerjinin kesik kesik ya da paket paket alınıp verildiği şeklindeydi. Bu kuramı, 1905 yılında Albert Einstein, fotoelektrik olayını açıklamakta kullandı. Danimarkalı Niels Bohr, 1913′te Kuantum Kuramı’yla, atomdaki elektron düzeninin ilk açıklamalarını yaptı.
Çağımıza damgasını vuran diğer büyük kuram da Görelilik Kuramı’dır. Einstein, 1905′te Özel Görelilik Kuramı’nı, 1915′te de Genel Görelilik Kuramı’nı ortaya koydu. Einstein, kütle ve enerjiyi apayrı şeyler olarak değil, birbirine dönüşen olgular olduğunu ileri sürdü.
O sıralar, Zürih Patent Bürosu’nda memur olarak çalışıyordu. Kütle ve enerjiyi bambaşka iki varlık olarak düşünmeye alışmış bilim çevreleri, kavramları birbirine karıştıran patent bürosunun " zırvaları" üzerinde durmadı bile. Bilim dünyası, onun söylediklerini ancak 15 yıl tartıştıktan sonra hazmedebildi.
Einstein, 1921′de Nobel Ödülü’nü aldı; ama Görelilik Kuramı’ndan değil de foto elektrik olayından. Arthur Eddington’un alkışlanası ukalalığına göre, o zaman bile birçok bilim adamı göreliliği anlamamıştı. Eddington’a, göreliliği, yalnızca üç kişinin anladığının doğru olup olmadığı sorulduğunda, nükteli İngiliz profesör durmuş ve "üçüncü kişinin kim olduğunu bulmaya çalışıyorum" demişti (Time-2000, Frederic Golden’in yazısı).
Kütlenin yoğunlaşmış bir enerji olduğu görüşü, 1927′de denel olarak da destek buldu. Aston, kütle spektrometresi denen bir aygıtı geliştirmişti. Bu alet, atom kütlelerinin çok duyarlı olarak ölçülmesini sağladı. Bu aygıt yoluyla, özellikle nükleer tepkimelerde, bir kısım kütlenin enerjiye dönüştüğü ve bu dönüşümün Einstein’in ünlü denklemine (enerji= kütle x ışık hızının karesi) uyduğu kanıtlandı.
Atom çekirdeğini bulan Rutherford, 1919 yılında, simyacıların ünlü düşünü gerçeğe dönüştürdü. Havanın azotunu, alfa ışınlarıyla bombardıman ederek onun oksijene dönüştüğünü gördü. Simyacılar, her şeyi altına çevirecek filozof taşını hiç bulamadılar; ama bir elementin, insan elinde başka bir elemente dönüştürülmesi, bir düşün gerçek olmasıdır elbette.
Bir element, başka bir elemente dönüşebiliyordu. İnsanoğlunun eli artık atom çekirdeğine gidiyordu. İlk yapay nükleer tepkime, çekirdeğe ilk müdahale. Atom çekirdeği, pozitif yüklüydü; nötral bir atomda elektron sayısı, eile proton sayısının, yani birim negatif yüklü parçacık sayısı ile birim pozitif yükteki parçacık sayısının eşit olacağı açıktı.
Çekirdekte pozitif yükten başka ne var acaba? Bu sorunun yanıtını Rutherford’un öğrencisi James Chadwick verdi: 1932 yılıydı. Alfa ışınlarıyla berilyum çekirdeklerini bombardıman edince yüksüz bir radyasyonun oluştuğunu açıkladı ve buna nötron dedi. Böylece, atomun üç temel parçacığı elektron, proton ve nötron bulunmuş oluyordu. Alfa, kendisi de bir çekirdek (helyum atomunun çekirdeği) olduğu halde, atom çekirdeğine giden yolu aydınlatıyordu.
Bilim tarihinin en büyük kadını Madam Curie, 4 Temmuz 1934′de gözlerini yaşama kaparken, birkaç ay önce damadının ve kızının -Joliot-Curie çiftinin- yapay radyoaktifliği keşfettiklerini biliyordu. Joiot-Curie çifti, alfa ışınlarıyla, alüminyum çekirdeğini bombardıman ettiler. Sonuçta, radyoaktif bir element (radyoaktif fosfor) oluştuğunu buldular. Böylece, bir inanışa daha son verildi: Radyoaktiflik, yalnızca doğadaki elementlerin bir özelliği değildi; onu insanoğlu da "yaratabilir"di.
İnsanoğlu, radyoaktif elementler de üretiyordu artık. Bombardımanda kullanılan radyasyonlar, doğal radyoaktif maddelerden sağlanıyordu. Belli ki, doğal kaynaklara bağlı kalmamak ve doğal olanlardan yayılan parçacıkları hızlandırarak kullanmak nükleer tepkimeleri çeşitlendirecekti. Atlantik’in iki yakasında hemen aynı anda hızlandırıcılar yapılmaya başlandı.
Amerika’da Ennest Lawrence 1930′da, Robert J. van de Graff 1931′de; yine aynı yıl içinde İngiltere’de John Cockroft ile E.T.S. Walton kendi adlarıyla anılan hızlandırıcılar yaptılar. Çok kısa sürede, 3 yıl içinde 1937′de keşfedilen radyoaktif izotop sayısı 200′ü bulmuştu.
H. G. Wells, 1913 yılında, The World Set Free: A Story of Mankind adlı kurgu bilim romanını yayınlamıştı. Bu romanda, bazı tahminler de yer alıyordu. Örneğin, 1933′te yapay radyoaktif maddelerin bulunacağını ve 1956 yılında atom bombasının kullanılacağı hayali savaşları anlatmıştır. O günlerde bunlar neredeyse akıl dışı şeylerdi. Yapay radyoaktiflik, yazarın öngördüğü tarihten bir yıl önce keşfedildi, ama savaşa neden olmadı. Atom savaşı, yani atom bombasının kullanılması ise yazarın öngördüğünden onbir yıl önce gerçekleşti.
Macar doğumlu, Musevi asıllı fizikçi Leo Szilard, 1932 yılında Berlin’de çalışırken, nasılsa bu romanı okuyor ve çok etkileniyor. Ertesi yıl göçe zorlanıyor ve İngiltere’ye gidiyor. Romandan aldığı esinle "zincir tepkimelerine dayalı kanunun patenti" ni 1934 yılında İngiliz Amirallik Dairesi’ne tescil ettiriyor.
Kuantum Kaosu
‘’Kuantum teorisi karşısında şaşkınlığa uğramayanlar bu teoriyi anlamamış demektir'’ diyen Fizikçi Niels Bohr, bu teorinin ne kadar zor anlaşıldığına dikkat çekiyordu. Yüzyılın başlarında fizikçiler, radyasyonun dalga gibi hareket ettiğine inanıyordu. Max Planck’ın enerjinin parçacıklar veya kuvanta tarafından emildiğine ilişkin keşfi, fizikçiler tarafından pek tatmin edici bulunmadı. Planck, bunun üzerine, nesnelerin parçacık şeklinde enerji yaydığını duyurdu. Bundan sonraki 20 yılda bilim adamları, enerji ve maddenin dalga ve parçacık özelliği taşıdığını kabul ettiler.
1927 yılında, Werner Heisenberg, ‘’Belirsizlik İlkesi'’ni bilimsel bir biçime dönüştürdü. Daha sonraları Nazi Atom Enerjisi Projesi’nin başına getirilen Heisenberg, atomdan küçük parçacıkların pozisyon ve momentumlarının aynı anda ölçülmesinin mümkün olmadığını bildirdi. Bu teori Albert Einstein’ı yalnızca şaşırtmadı, bilimsel birikimlerinin altüst olmasına yol açtı.
1920′li yılların ortalarında Alman fizikçi Max Born, elektron gibi parçacıkların belirli bir pozisyonu işgal etmelerinin çok düşük bir olasılık olduğunu ileri sürdü. Einstein, Born’a yazdığı bir mektupta, ‘’Evren yasalarının şans üzerine kurulu olduğuna inanmıyorum; bence Tanrı kumar oynamaz'’ diyerek, Belirsizlik Kuramı’nı onaylamadığını belirtti.
25 Aralık 2006
Eğer maddesel bir noktanın yeri mutlak bir koordinat eksenler sistemine göre tarif edilirse ve bu maddesel nokta dışarıdan başka cisimlerin etkisi altında bulunmuyorsa bu nokta ivmesiz olarak hareket edecektir; yani ya yani ya hareketsiz duracak veya bir doğru üzerinde sabit bir hızla hareket edecektir.
Newton’un bu ifadesi şöyle açıklanabilir: Bir kuvvetin uygulanmasıyla durumunu değişmeye mecbur edilmediği takdirde, her cisim bulunduğu hareketsiz halinde veya düzgün hareket halinde kalır.Yani daha açık söylemek gerekirse: Hareketsiz halde duran ya da sabit bir hızla hareket etmekte olan bir cisme, herhangi bir başka kuvvet uygulanmadığı sürece bu durağan halini ya da sabit hızlı halini korur.(Otobüs birden durduğunda yolcuların birden öne doğru savrulduklarına dikkat etmişsinizdir. Savrulmanın nedeni, yolcuların durma anından önceki sabit hızlı hareketlerini sürdürmeleridir.)
Bütün deneylerimiz gösterir ki; nerede ve ne zaman bir ivme meydana gelirse, bu ivme iki sebebin yalnız birinden veya her ikisinden dolayı meydana gelir. Bu ivme, kullanılan sistemin mutlak bir eksenler sistemi olmadığından veya başka cisimlerin etkisinden veya her iki sebepten ötürü olabilir. Başka bir sebep mümkün değildir.
Bu iki sebebin mevcut olmaması halinde, maddesel noktanın ivmesi bulunmayacağı hakikati, bazen her noktanın eylemsizliği vardır sözü ile ifade edilir ve bu sebepten mutlak bir eksenler sistemine eylemsiz sistem denir.
Kanunun kendisi, eylemsiz bir sisteminin anlamını genişletmemize imkan verir. Dolayısıyla, herhangi bir S1 eksenler sistemi mutlak bir eksenler sistemine göre ivmesiz olarak hareket ediyorsa, bir P maddesel noktasının S1 sistemine göre ivmesi mutlak bir sisteme göre ivmesinin aynı olacaktır; yani S1 de eylemsiz bir sistem olacaktır. Böylece birinci kanun doğru ise, yukarıda sözü geçen S sistemi çok büyük bir ihtimalle eylemsiz bir sistemdir.
Birinci hareket kanunu, eğer P maddesel noktası başka bir cisim veya cisimlerin etkisi altında kalıyorsa ve bu etkiler birbirini yok etmiyorlarsa, P’nin eylemsiz bir eksenler sistemine göre hareketine ivme verilmiş olacaktır. Başka cisimlerin etkisi altında kaldığı zaman P maddesel noktası kuvvet etkisi altındadır denir. Birinci kanuna göre, bu takdirde , kuvvet sadece ivme ortaya çıkaran bir şeydir. Bu ancak başka cisimler tarafından uygulanır ve ortaya çıkardığı ivme ile ölçülür. Biz kuvvetleri verilen bir veya başka başka (fakat belli) maddesel noktalar üzerinde meydana getirdikleri ivmeleriyle karşılaştırabiliriz.
25 Aralık 2006
Sicim (Tel) Kuramı Einstein’ın düşünü gerçekleştirebilir: 20. yüzyıl fiziğinin iki karşıt görüşünü bir araya getiren "Büyük Birleşik Kuramı" oluşturmak. "Beni, yılların kör ve sağır hale getirdiği taş kesmiş bir nesne gibi görüyorlar" diye yakınıyordu Einstein, yaşamının son yıllarında. Ne yazık ki haklıydı. Einstein, yaşamının son otuz yılını "Birleşik Alan Kuramı " nı üretme hayaliyle geçirdi. Bu kuramın denklemleri, birbirleriyle ilişkisiz gibi görünen elektromanyetizma ile kütleçekimi kuvvetleri arasında bir bağ kuracaktı.
Einstein, böylece iki karşıt evren görüşünü uzlaştırmayı umuyordu: "Genel Görelilik İlkeleri" nin tanımladığı (üzerinde yıldızların ve gezegenlerin hüküm sürdüğü) sorun çıkarmayan "sürekli" bir zaman-mekân alanı ile parçacıkların egemenliğindeki, uzlaşmaya yanaşmayan olağanüstü küçük ölçekli kuantum dünyası.
Einstein, bu konu üzerinde çok çalıştı, ancak başarıya ulaşamadı. Fizikçi meslektaşları hiç de şaşırmıyordu. Çünkü eskide kalmış bir bakış açısından yararlandığı için onun zaten boşa kürek çektiğini düşünüyorlardı.
Einstein tüm diğer fizikçilerin aksine, "Birleşik Alan Kuramı" nı oluşturmaktaki temel sorunu, Görelilik İlkelerinin değil, Kuantum Mekaniği’nin yarattığına inanıyordu. 1954 yılında fikrini şöyle dile getiriyordu: "Kuantum belası ile karşılaşmamak için başını görelilik kumuna gömen bir devekuşu gibi görünüyor olmalıyım".
Ne var ki bugün, asıl sorunun Einstein’ın kuramından kaynaklandığını biliyoruz. Olağanüstü küçük ölçeklerde, Einstein’ın zaman ile mekânı (dolayısıyla gerçeklik) büyütecin altında süreksiz ve nokta nokta hale gelen, gazetedeki bir fotoğraf gibi oluyor.
Genel Görelilik Denklemleri, nedensellik ilkesinin yokolduğu ve bir parçacığın A noktasından B noktasına mekânda (Uzay’da) yolalmaksızın ulaştığı böyle bir ortamda işe yaramıyor. Böyle bir dünyada, gelecekteki olay ancak belli bir olasılığa dayanıyor; Kuantum Kuramı da bu olgu üzerine kurulu.
Einstein, kozmosun temelindeki yasaların bir kumar oyunu gibi düzenlediğini asla kabul etmedi. Bu yüzden de Birleşik Alan Kuramı’na ilişkin yazdığı makaleler ilkel kalmaya mahkûmdu. Ancak makaleler, fiziğin en temel problemine çözüm arıyordu. Bu problemin önemini kavramak konusunda Einstein, öylesine ileri görüşlüydü ki, fizik bilimi ancak bugünlerde ona yetişmeye başladı.
Yeni nesil bir grup fizikçi nihayet her şeyi (Einstein’ın deyişiyle "fiziksel gerçekliğin tüm öğelerini") açıklayabilecek "Büyük Birleşik Kuramı" yaratma mücadelesine girdi. Bugün geldikleri noktaya bakılırsa, önümüzdeki yüzyılda, Einstein’ın 1900′lerin başlarında önderlik ettiğinden çok daha heyecan verici bir entelektüel devrime tanık olacağız.
Sicim Kuramı
Aslında bazı kuramsal fizikçiler kütleçekimini doğanın diğer temel kuvvetleriyle bütünleştirmeye yarayacak (en azından böyle görünen) kuramsal çerçeveyi oluşturmak konusunda ilk adımı attılar bile. Bu çerçeve popüler adıyla Sicim (Tel) Kuramı olarak biliniyor.
Sicim (Tel) Kuramı, Evren’i oluşturan en temel, bölünemeyecek kadar küçük bileşenlerin nokta gibi parçacıklardan değil, titreşen minyatür keman tellerine benzeyen sonsuz küçük (infinitezimal) döngülerden oluştuğunu öne sürer. "Sicim Kuramı " nın öncüsü, İleri Araştırmalar Enstitüsü’nden Edward Witten, bu kuram için "20′inci yüzyılda tesadüfen bulunan bir 21. yüzyıl yapıtı" diyor.
Ancak asıl dert (gelmiş geçmiş en zor bilmeceyi çözene kadar) daha kaç tane farklı şeyle karşılaşacağımızı, ne Witten’in ne de bir başkasının bilememesi.
Columbia Üniversitesi’nden fizikçi Brian Greene’e göre sorunun temel nedeni, kuram oluşturulurken sondan başa doğru bir yol izlenmek zorunda olunması: "Fizikçiler çoğu kuramı oluşturmak için öncelikle her şeyi kapsayan genel bir düşünce yaratır, ardından bunu denklemlerle ifade eder" Greene, "Oysa biz halâ neyin ‘gerçek’olduğunu anlamaya çalışmakla meşguluz" diyor.
Kuantum Köpüğü
Sicim (Tel) Kuramı’na duyulan heves yıllar boyu sürekli değişkenlik gösterdi. 1970′li yıllarda oldukça ilgi görüyordu, ancak daha sonra birçok fizikçi Sicim Kuramı üzerinde çalışmayı bıraktı. Oysa Caltech’ten kuramsal fizikçi John Schwartzve Ecole Normale Superieure’deki meslektaşı Joel Scherkazimle çalışmayı sürdürüp, 1974 yılında sabırlarının karşılığını aldılar.
Geliştirdikleri denklemlerin umdukları türden parçacıkları değil, titreşen telleri (sicimleri) temsil ettiğinin zaten bir süredir farkındaydılar. İlk başta bu matematiksel hayaletlerin bir sorundan kaynaklandığını düşündüler. Ancak daha yakından incelediklerinde bu hayaletlerin graviton adlı (kütleçekimini taşıyan ve halâ kuramsal olan) parçacıklar olduğuna karar verdiler.
Parçacıkların yerine sicimleri (telleri) kullanmak, Genel Görelilik İlkeleri’yle Kuantum Mekaniği’ni bütünleştirmeye çalışan bilim adamlarını bezdiren problemlerin en azından bir tanesini çözdü. İşin böylesine zor olması, atomaltı ölçeklerde Uzay’ın (mekânın) sürekliliğini kaybetmesinden kaynaklanıyor.
Mesafeler inanılmaz ölçüde kısa olduğunda Uzay, sürekliliğini yitirir ve fokurdamaya başlar (Bazıları bu olguya Kuantum Köpüğü adını verir). Nokta gibi parçacıklar (gravitonlar da dahil) Kuantum Köpüğü’nde (okyanuslardaki büyük dalgalarla sürekli sallanan bir sal gibi) gelişigüzel savrulur. Oysa sicimler, birkaç dalgayı kaplayacak büyüklükleriyle bu tür rahatsızlıkları yaşamadan "okyanusta" yol alan minyatür gemiler gibidir.
Doğa, karşılığında bir bedel ödetmeden bilim adamlarını neredeyse hiçbir zaman ödüllendirmez. Bu ödül için ödenecek bedel ise olağanüstü karmaşık olan bir problemin üstesinden gelmek. SiciM Kuramı, bildiğimiz dört boyuta (yükseklik, genişlik, uzunluk ve zaman) yedi boyut daha eklemeyi zorunlu kılıyor.
Ayrıca tamamen yeni bir atomaltı parçacık sınıfına (süpersimetrik parçacıklara) ihtiyacımız var. Üstelik bir değil, tam beş tane farklı Sicim Kuramı var. Bilim adamları bu kuramların hiçbirinden vazgeçemeseler de, hepsinin aynı anda doğru olması olanaksız görünüyordu.
Ancak işin gerçekten de böyle olduğu ortaya çıktı.1995 yılında (yaşayan belki de en büyük fizikçi olan) Witten, tüm bu süpersimetrik Sicim Kuramlarının çok daha genel bir kuramın farklı öngörülerine karşılık geldiğini açıkladı. Yeni, daha kapsamlı olan kurama M Kuramı adını verdi.
Bu farklı bakış açısı meslektaşlarına güç verdi ve bir sürü araştırmaya esin kaynağı oldu; araştırmalar sayesinde bugün birçok bilim adamı Sicim Kuramı ‘nın doğru iz üzerinde olduğuna inanıyor. Kara Delik ve Genel Görelilik konularında uzman olan Caltech’ten Kip Thorne "Doğruluğun kokusunu alıyorum ve bunu hissediyorum" diyor ve ekliyor: "Bir kuramı geliştirmenin ilk aşamasında sezgilerinizi ve hislerinizi kullanmak zorundasınız"
M Kuramı : Büyük Birleşik Kuramı mı?
Witten, M Kuramı’ndaki M harfinin çok şeyi ifade ettiğini söylüyor: Matrix ("kalıp", bir cisme şekil veren şey), mystery (gizem) ve magic (sihir).
Ancak şimdi listesine murky’i de (bulanık, anlaşılması güç) ekledi. Neden mi? Çünkü Witten bile M Kuramı’nın tam anlamıyla ne olduğunu ifade eden tüm matematiksel denklemleri oluşturamıyor.
Witten, M Kuramı’nın (öngörü yeteneğine sahip) tam bir kuram haline gelebilmesi için onlarca yıl geçebileceğini düşünüyor. "Bu tıpkı dağlarda yürüyüş yapmak gibi birşey" diyor
Witten düşüncelere dalarak, "Bir geçidin zirvesine ulaştığınızda yepyeni bir manzarayla karşılaşıyorsunuz. Manzarının tadını çıkartıyorsunuz, ancak çok geçmeden acı gerçek ortaya çıkıyor: Henüz asıl varmak istediğiniz noktadan çok uzaktasınız".
11 Boyutlu Bir Dünya
Einstein bir dahiydi elbet, ancak çok şanslıydı da. Genel Görelilik Kuramı’nı geliştirirken, yalnızca üç uzaysal boyutu ve bir de zaman boyutu olan bir dünyada çalışıyordu. Sonuçta kendi denklemlerini üretmek ve çözmek için aşırı karmaşık bir matematik kullanmak zorunda değildi.
M Kuramı ile uğraşanlar ise "zar (brane)" adı verilen tuhaf parçacıklarla dolu 11 boyutlu bir dünyada çalışmak zorunda. Bu terminolojide sicim, tek boyutlu "zarlara (brane)", membranlar (membrane) ise iki boyutlu zarlara (brane) karşılık geliyor. Daha fazla boyutlu "zarlar" bulunsa da henüz Witten bile bunlarla nasıl başa çıkacağını bilemiyor. Bu "zarlar" bükülüp katlanarak, üzerinde çalışanları çileden çıkaran bir sürü garip biçime bürünüyor.
Gelecek Umut Dolu
Öyleyse bu garip şekillerden hangileri Evren’in temel yapılarını oluşturuyor? Sicim Kuramı’yla uğraşan teorisyenlerin bu konuda henüz hiçbir ipuçları yok. M Kuramı’nın dünyası öylesine alışılmadık ki, bilim adamları aynı anda hem fizik hem de matematik cephesinde savaşmak zorunda kalıyor.
Belki de Isaac Newton’ın hareket yasalarını oluşturabilmek için diferansiyel ve integral hesabını geliştirdiği gibi, onlar da yeni hesap yöntemleri geliştirmek zorunda kalacak. Üstelik Sicim Kuramı’nın, Kuantum Mekaniği’ndeki gibi deneysel kanıtları da yok.
Önümüzdeki 10 yıl içinde bu durum değişebilir. ABD ve Avrupa’daki dev parçacık çarpıştırıcılarında yapılacak deneyler sonucunda süpersimetriye ilişkin doğrudan kanıtlar ortaya çıkabilir. Bu deneyler, belki de farklı boyutların varlığını da kanıtlayacak. Acaba Einstein böyle çılgın fikirlerin olduğu bir çağda yaşasaydı ne düşünürdü?
Columbia Üniversitesi’nden Greene "Einstein buna bayılırdı" diyor. Greene’e göre, eğer genç Einstein, profesyonel kariyerine 1900′lü yıllarda değil de bugün başlasaydı, Kuantum Mekaniği’ne duyduğu güvensizliği yenerdi. Ayrıca zarları, süpersimetrik parçacıkları ve süpersicimleri benimserdi.
Hatta, geleneksel düşünme tarzını aşmak ve dünyayı hiç alışılmadık yönleriyle algılamak konularında böyle insanüstü bir yeteneği olduktan sonra, Büyük Birleşik Kuramı yaratan kişi de o olabilirdi. Einstein’ın "bitmemiş entelektüel senfonisini" tamamlamak için belki de bir "Einstein" daha gerekecek.
25 Aralık 2006
Şiddetli Büyük Patlama Kuramı, Evren’imizin kökeni ve oluşumuna ilişkin yaygın kabul gören bir teoridir. Bu kuram, iki benzer sütun üzerine dayanmaktadır: Genel Görelilik Kuramı: Seksen yılı aşkın bir süre önce, Einstein, Evren’de kütlenin dağılımının uzayın geometrisini nasıl belirlediğini betimleyen bu kuramı ileri sürmüştür. Başlangıçta, Kuram, Merkür’ün yörüngesindeki özellikleri ve Güneş’ten gelen ışığın kırılmasını izah etmekteydi. Son yıllarda, kuram bir dizi özenli testten geçmiştir.
Büyük ölçeklerde, maddenin Evren’de dağılımı hemen hemen yeknesaktır. Bu varsayım, hem galaksi incelemeleriyle hem de kozmik mikrodalga fon ışınımlarındaki dalgalanmaların düşük seviyesi ile teyit edilmiş gibi görünmektedir.
Şiddetli Büyük Patlama Kuramı’nda, gözlemlenebilir Evren, kabaca on ya da yirmi milyar yıl önce, aniden genişleyen bir nokta ile başlamıştır. O zamandan beri Evren, gittikçe Galaksimiz ve dış gezegenler arasındaki mesafeyi arttırarak genleşmeye devam etmiştir.
Evren’in genişlemesi, ışık ışınlarını mavi ışığı kırmızı ışığa ve kırmızı ışığı da kızılötesi ışığa dönüştürerek "uzatmaktadır". Bu yüzden, hızla bizden uzaklaşmakta olan uzak galaksiler daha kırmızı görünürler. Bu genleşme aynı zamanda mikrodalga fon ışınımını da soğutur. Böylece, bugün 2,728 Kelvin’lik bir sıcaklığa sahip olan kozmik mikrodalga fon ışınımı ilk Evren’de daha sıcaktı.
Kütle çekimi Evren’in genleşmesini yavaşlatmaktadır. Eğer Evren yeterince yoğun ise, Evren’in genleşmesi sonunda tersine olacaktır ve Evren çökecektir. Eğer yoğunluk yeterince yüksek değilse, o zaman genleşme sonsuza dek devam edecektir. Bu yüzden, Evren’in yoğunluğu kendi nihai kaderini belirleyecektir.
Büyük Patlama Kuramı’nın Testleri
Şiddetli Büyük Patlama Kuramı çok sayıda önemli gözlem ile tutarlıdır:
Evren’in gözlemlenebilir genleşmesi,
Evren’in ilk üç dakikasında birincil olarak bireşimli olduğu düşünülen üç element olan helyum, döteryum ve lityumun gözlemlenebilir bolluğu,
Kozmik mikrodalga fon ışınımının termal (ısıl) tayfı,
Kozmik mikrodalga fon ışınımları uzak gaz bulutlarında daha sıcak görünmektedir. Işık sonlu bir hızla yol aldığından, biz bu uzak bulutları Evren’in tarihinde daha yoğun ve bu yüzden daha sıcak olduğu önceki bir zamanda görürüz.
Büyük Patlama Kuramının Ötesinde
Mevcut şekliyle, Büyük Patlama Kuramı tam değildir. Bu kuram;
Galaksilerin kaynağını ve galaksilerin gözlenebilir büyük ölçekli kümelenmelerini,
Maddenin çok büyük ölçeklerde yeknesak dağılımının kaynağını açıklamamaktadır.
Birçok Evren bilimci, Büyük Patlama Kuramı’nın bir uzantısı olan, Şişirme Kuramı’nın (Inflation Theory) bu soruları cevaplayabileceğinden şüphe etmektedirler.
25 Aralık 2006