Bilim dünyasında evrenin Büyük Patlama sonucunda ortaya çıktığı genel kabul görmektedir. Bu teori, her şeyin temeli olan enerji ve maddenin daha önce tekillik halinde olduğu gerçeğine dayanmaktadır. O da sıcaklığın, yoğunluğun ve basıncın sonsuzluğuyla karakterize edilir. Tekillik durumunun kendisi, modern dünyanın bildiği tüm fizik yasalarını reddeder. Bilim adamları, Evrenin, hala bilinmeyen nedenlerle uzak geçmişte kararsız bir duruma gelip patlayan mikroskobik bir parçacıktan ortaya çıktığına inanıyor.
“Büyük Patlama” terimi, bilim adamı F. Hoyle'un çalışmalarının popüler bilim yayınlarında yayınlanmasının ardından 1949 yılında kullanılmaya başlandı. Günümüzde “dinamik evrim modeli” teorisi o kadar gelişmiştir ki, fizikçiler her şeyin temelini oluşturan mikroskobik bir parçacığın patlamasından sonraki 10 saniye içinde Evrende meydana gelen süreçleri tanımlayabilmektedir.
Teorinin birkaç kanıtı var. Bunlardan en önemlilerinden biri, tüm Evrene nüfuz eden kozmik mikrodalga arka plan radyasyonudur. Modern bilim adamlarına göre, mikroskobik parçacıkların etkileşimi nedeniyle ancak Büyük Patlama'nın bir sonucu olarak ortaya çıkmış olabilir. Evrenin yanan bir alan gibi olduğu ve yıldızların, gezegenlerin ve galaksinin kendisinin olmadığı o zamanları öğrenmemizi sağlayan, kalıntı radyasyondur. Her şeyin Büyük Patlama'dan doğduğunun ikinci kanıtı, radyasyon frekansının azalmasından oluşan kozmolojik kırmızıya kayma olarak kabul edilir. Bu, yıldızların ve galaksilerin özel olarak Samanyolu'ndan ve genel olarak birbirlerinden uzaklaştırıldığını doğrulamaktadır. Yani bu, Evrenin daha önce genişlediğini ve günümüzde de genişlemeye devam ettiğini gösteriyor.
Evrenin Kısa Tarihi
- 10 -45 - 10 -37 sn- enflasyonist genişleme
- 10 -6 saniye- kuarkların ve elektronların ortaya çıkışı
- 10 -5 saniye- proton ve nötronların oluşumu
- 10 -4 sn - 3 dk- döteryum, helyum ve lityum çekirdeklerinin ortaya çıkışı
- 400 bin yıl- atomların oluşumu
- 15 milyon yıl- gaz bulutunun sürekli genişlemesi
- 1 milyar yıl- ilk yıldızların ve galaksilerin doğuşu
- 10 - 15 milyar yıl- gezegenlerin ve akıllı yaşamın ortaya çıkışı
- 10 14 milyar yıl- yıldız doğum sürecinin durdurulması
- 10 37 milyar yıl- tüm yıldızların enerjisinin tükenmesi
- 10 40 milyar yıl- kara deliklerin buharlaşması ve temel parçacıkların doğuşu
- 10 100 milyar yıl- tüm kara deliklerin buharlaşmasının tamamlanması
Büyük Patlama teorisi bilimde gerçek bir atılımdı. Bilim adamlarının Evrenin doğuşuyla ilgili birçok soruyu yanıtlamasına olanak sağladı. Ancak aynı zamanda bu teori yeni gizemlere de yol açtı. Bunlardan en önemlisi Büyük Patlama'nın kendisinin nedenidir. Modern bilimin cevabını bulamadığı ikinci soru ise uzay ve zamanın nasıl ortaya çıktığıdır. Bazı araştırmacılara göre madde ve enerji ile birlikte doğmuşlardır. Yani bunlar Big Bang'in sonucudur. Ama sonra zaman ve uzayın bir çeşit başlangıcı olması gerektiği ortaya çıktı. Yani, sürekli var olan ve göstergelerinden bağımsız olan belirli bir varlık, Evreni doğuran mikroskobik parçacıktaki istikrarsızlık süreçlerini pekala başlatmış olabilir.
Bu yönde ne kadar çok araştırma yapılırsa astrofizikçilerin aklına o kadar çok soru geliyor. Bunların cevapları gelecekte insanlığı bekliyor.
> Evrenin nasıl oluştuğuna dair 10 şaşırtıcı teori
Modern düşünceyi kısaca anlatırsak şunu elde ederiz: “Başlangıçta boşluk vardı, sonra patlama oldu.” Modern bilim, kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunun varlığı ve spektrumun kırmızı ucuna doğru bir kayma ile kanıtlanan genişlemenin meydana geldiğine inanmaktadır. Ancak herkes buna inanmıyor. Yıllar geçtikçe her şeyin başlangıcına ilişkin alternatif tarihler ortaya çıktı ve bunlardan bazıları dikkatinizi hak ediyor.
Kararlı hal
Albert Einstein, Fred Hoyle'un, sabit yoğunluğu koruyarak sonsuz genişlemenin, öngörülemeyen bir oluşum süreci yoluyla yeni madde eklenmesi durumunda mümkün olabileceğine dair düşüncelerine daha çok inandığını yazdı.
Bu fikir, 1948 yılında Evrenin her noktada tamamen aynı görünmesi ilkesinden yola çıkılarak oluşturulmuştur. Yani uzayın başlangıç ve bitiş noktası yoktur. 1960'larda popülerlik kazandı. Genişlemenin kanıtları ortaya çıktığında, savunucular yeni maddenin kendiliğinden, ancak hafif bir ivmeyle oluşması gerektiğini bildirdiler. Ancak kozmik mikrodalga arka plan ışınımının ortaya çıkmasıyla tartışmalar bozuldu.
Yorgun ışık
Uzak galaksilerden gelen ışığın dalga boylarının kırmızı spektruma yaklaştığını fark eden Edwin Hubble'dı. Yani bir şekilde fotonlar enerjilerini kaybetmişlerdir. Çoğu zaman bu nokta evrensel genişleme konusunda Doppler etkisi olarak açıklanmaktadır. Ancak istikrarlı bir evren görüşüne sahip olanlar, fotonların uzayda seyahat etmesi ve daha uzun bir dalga boyuna kayması nedeniyle enerjinin kaybolduğuna inanıyor. Bu, 1929'da Fritz Zwicky tarafından dile getirildi.
Teori birçok sorunla karşı karşıyadır. Bir fotonun enerjisini momentumu değiştirmeden dönüştürebilecek (bulanıklaşmaya yol açacak) hiçbir şeyin olmadığı gerçeğiyle başlayalım. Genişletilebilir bir alan için ışık emisyon modellerini açıklayamaz. Ayrıca bu modellerin çoğu, gözlemlerle hiçbir şekilde tutarlı olmayan, genişlemeyen bir Evrene dayanmaktadır.
Sonsuz enflasyon
Birçok modern model, vakum enerjisinin yarattığı kısa süreli enflasyona dayanmaktadır. Bundan sonra enerji, atomları, molekülleri vb. oluşturan bir tür sıcak plazma suyuna parçalandı. Ancak bu teori enflasyonist sürecin hiçbir zaman sona ermediğini ifade etmektedir. Taraftarlar, uzayımızın tamamının, sürekli enflasyonla diğer evrenlerin arasında yer alan tek bir baloncuk gibi davrandığına inanıyor.
Eğer iki evren yakınsa, uzay-zamanda karşılıklı başarısızlığa yol açabilirler. Eğer teori doğruysa, kozmik mikrodalga arka plan ışınımında bazı düzensizlikler fark etmemiz gerekir. Benzer fikirler Andrei Linde tarafından birleştirildi ve "ebedi kaotik genişleme" olarak adlandırıldı. Burada Büyük Patlama'ya gerek yok çünkü genişleme skaler uzayda herhangi bir noktadan başlayabilir.
4D'de serap
Geleneksel modelde patlamanın sonsuz yoğunluğa sahip bir oluşumdan meydana gelmesi, uzayın neden neredeyse tekdüze bir sıcaklık indeksine sahip olduğunu açıklamayı zorlaştırıyor. Bunun nedeninin, genişlemeye neden olan bilinmeyen bir enerji formunda olduğunu düşünenler var. Bilim insanları, dünyanın 4 boyutlu bir yıldızın kara deliğe dönüşmesinin ufkunda oluşan üç boyutlu bir serap olarak var olabileceğini öne sürdü.
Yani bildiğimiz uzay, dört boyutlu hacimsel bir evrenin yalnızca bir tarafıdır. Eğer 4 boyutlu yıldızlar içeriyorsa, diğerleriyle aynı şekilde davranacaklar. Üç boyutlu kara delikler küresel bir yüzeyde bulunur ve olay ufkunun şekli bir hiperküredir. Bu yıldızın ölümünü simüle ettikten sonra uzayımızın, dış katmanlarının kalıntılarından yaratılmış bir serap olabileceği ortaya çıktı.
Ayna Evreni
Fizik bir sorunla karşı karşıyadır: Zamansal yönden bağımsız olarak tüm modeller uzayı karakterize etmede iyi çalışır. Gerçekte zamanın yalnızca ileri doğru aktığını, yani düzenin düzensizliğe dönüştüğü entropinin bir ürünü olduğunu anlıyoruz. Sorun şu ki teori her şeyin yüksek organizasyon ve düşük entropiyle başladığını varsayıyor. Birçok kişi yerçekiminin zamanın yönünün hızla ilerlemesine neden olduğunu düşünüyor.
Bunu desteklemek için araştırmacılar, Newton yerçekimi nedeniyle temas halinde olan 1000 nokta parçacığın simülasyonlarına baktılar. Her boyutta ve miktarda minimum göstergelere dönüştürüldükleri ortaya çıktı. Daha sonra sistem her iki yönde de genişleyerek zıt "zaman okları" oluşturur. Yani Big Bang birbirinin aynası olan iki evreni aynı anda meydana getirmiştir.
Başlangıç değil geçiş
Bize tanıdık gelen başlangıç noktası, her şeyin doğuşunun başlangıcı değil, yalnızca bir sonraki adım oldu çünkü tekrarlanan anlardan geçiyor. Zamanla uzaysal geometri değişir ve daha kafa karıştırıcı bir şeye dönüşür. Buna Weyl eğrilik tensörü denir; sıfırdan başlar ve zamanla büyür. Fizikçiler kara deliklerin evrenin entropisini azalttığına inanıyor. Dünyanın sonu geldiğinde ve delikler enerji kaybettiğinde uzay homojenleşecek ve gereksiz enerji rezervleriyle dolup taşacaktır.
Burada geometrinin simetrisi farklı niceliklerle ama tek bir biçimde ortaya çıkıyor. Bu dönüşüm, uzaysal geometrinin yumuşatılmasına ve bozulmuş parçacıkların sıfır entropi konumuna geri dönmesine yol açacaktır. Daha sonra Evren orijinal noktasına dönerek yeni bir patlama yaratacaktı.
Soğuk başlatma ve küçülen alan
Tekilliğin ardından madde yoğun ve sıcak uzaya düştü ve milyarlarca yıl içinde yavaş yavaş artmaya başladı. Ancak bu, genel görelilik ve kuantum mekaniğiyle pek örtüşmüyor. Bu nedenle Christoff Wetterich, alanın serin ve boş bir yer olarak başlamış olabileceğine inanıyor. Genişleme nedeniyle değil, yalnızca daralma nedeniyle etkinleştirildi. Burada kırmızıya kayma büyük büyütmeden kaynaklanıyor. Sorun, ölçümlerin kanıtlanamamasıdır, çünkü kütlelerin kendisini değil, yalnızca kütlelerin oranını karşılaştırabiliriz.
Yaşam alanı
Jim Carter'ın teorisi, dairesel mekanik nesneler gibi davranan istikrarlı hiyerarşik daireler fikrine dayanıyor. Tüm uzayın, üreme ve bölünme nedeniyle ortaya çıkan nesiller boyu çemberlerle temsil edildiğine inanıyor. Bu düşünce mükemmel kabarcık halkasını gözlemledikten sonra geldi. Carter halka senkronizasyonunun Büyük Patlama'dan daha iyi gözlemsel bir uyum olduğuna inanıyor. Yaşam alanı en az bir hidrojen atomunun her zaman var olduğunu ima ediyor.
Her şey antihidrojenle başladı. Parçacık mevcut uzayın kütlesine sahipti ve bir proton ve bir antiprotondu. İkincisi birinciden daha hızlı genişledi ve göreceli kütlesini kaybetmesine neden oldu. Sonra negatif element pozitif elementi emene ve bir antinötron oluşana kadar yaklaştılar. Ayrıca dengeli bir kütlesi yoktu, ancak iki yeni nötrona bozunarak dengeye geri döndü. Bazıları bölünemeyen oluşumlar oluştu. Elektronlar protonlarla birleşerek ilk hidrojen atomunu oluşturdu. Süreç, bildiğimiz tüm uzay nesnelerinin görünümüne ulaştı.
Plazma alanı
Ana odak noktası, itici güç olarak elektromanyetizmadır. 1946'da, yerçekimi kuvvetinin elektromanyetik bir fenomen olduğuna inanan Immanuel Velikovsky'den materyal ortaya çıktı. Atomik ve serbest yüklerin yanı sıra gök cisimlerinin manyetik alanı nedeniyle oluşur. Teori 1970'lerde yıldızlardaki termonükleer süreçlerin yerini elektriksel süreçlerin almasıyla geliştirilmeye devam edildi.
Teoriye göre, tüm yıldızlar hareket eden akımlardan güç alır ve birçok gök olayı elektriksel süreçlerdir. Uzay, elektromanyetik kuvvetler nedeniyle bükülen büyük ölçekli elektron ve iyon iplikleriyle doludur. Taraftarları evrenin sınırlarının olmadığına ve Büyük Patlama teorisinin ana elementlerin yoğunluklarını yanlış hesapladığına inanıyor. Ayrıca enerjinin korunumu yasasına da uymuyor çünkü her şey yoktan geldi.
Bindu
Evrenin yaratılışıyla ilgili dini hikayelere değinmemeye çalıştık ama bilimsel temeli olabilecek Hindu inancına değineceğiz. Şu ana kadar zaman çizelgeleri bilimsel göstergelerle örtüşen tek dinin bu olduğu gerçeğiyle başlayalım. İnançları "patlama" veya "nokta" anlamına gelen bindu'ya dayanmaktadır. İnsanlar bindu'nun Tanrı'yı veya Nihai gerçekliği ifade eden "om" ses dalgalarını yarattığına inanıyor. Bu ses, başlangıç noktasının titreşim dalgaları olarak yorumlanır. Upanişadlar, Brahman'ın her şey olmak istediğini ve bunu patlama olayıyla başardığını söyler.
Evrenimiz nasıl ortaya çıktı? Her zaman orada mıydı? Değilse, nereden geldi? Peki ne zaman? Peki evrenin bir başlangıcı varsa bu bir sonunun da olacağı anlamına mı gelir?
Geçen yüzyılın başına kadar bilim adamları Evrenin sonsuz ve değişmez olduğuna inanıyorlardı. Ancak bilimsel teorilerden önce bile başka bir görüş vardı: Dünya Tanrı tarafından yaratıldı. Evrenin, yaşamın ve insanın kökeni, doğası insan zihni için anlaşılmaz olan, yaratıcı ve her şeye gücü yeten Tanrı tarafından gerçekleştirilen rasyonel bir yaratıcı eylemdir. Şimdiye kadar insanlığın yarısı şu ya da bu şekilde Evrenin kökeninin bu versiyonuna inanıyor.
Ve 20. yüzyılda Evrenin kökeninin başka bir versiyonu ortaya çıktı - "büyük patlama" teorisi. Her şey Edwin Hubble'ın 1929'da daha uzak galaksilerden gelen ışığın daha yakın galaksilerden gelen ışıktan "daha kırmızı" olduğunu keşfetmesiyle başladı. Bu, Doppler etkisi (ışığın dalga boyunun ışık kaynağının hızına bağımlılığı) sayesinde keşfedildi. Daha uzaktaki galaksiler daha "kırmızı" göründüklerinden, galaksimizden daha büyük bir hızla uzaklaştıklarını varsayılıyordu. Aslında dağılanlar tek tek galaksiler değil, tek tek yıldızlar da değil. Galaksiler kütleçekim kuvvetleriyle birbirine bağlıdır ve kümeler oluşturur. Hangi yöne bakarsanız bakın, galaksi kümeleri Dünya'dan aynı hızla uzaklaşıyor ve Galaksimiz Evrenin merkezi gibi görünebilir ama bu öyle değil. Gözlemci nerede olursa olsun, her yerde aynı resmi görecektir - tüm galaksiler ondan dağılmaktadır.
Ancak gökada kümeleri yalnızca belirli bir başlangıçtan itibaren uçup gidebilirler. Bu, tüm galaksilerin bir noktada doğmuş olması gerektiği anlamına gelir. Yani Evrenin sonsuz derecede küçük ve sonsuz derecede yoğun olduğu bir zaman vardı. Bu nokta daha sonra muazzam bir güçle patladı. Hesaplamalar bunun yaklaşık 15 milyar yıl önce gerçekleştiğini gösteriyor. Böyle bir patlama anında sıcaklık çok yüksekti ve çok fazla ışık kuantumunun ortaya çıkması gerekirdi.
Kocaman Evrenimiz küçük bir noktaya nasıl sığabilir? Şimdi kaç tane yıldız ve galaksi var! Evrenin toplam enerjisi ve kütlesi çok büyük görünüyor. Gerçek şu ki, Evrende sadece madde değil, aynı zamanda bir çekim alanı da var. Enerjisinin negatif olduğu ve parçacıkların, gezegenlerin, yıldızların ve diğer büyük nesnelerin içerdiği enerjiyi tam olarak telafi ettiği biliniyor. Böylece enerjinin korunumu yasası mükemmel bir şekilde yerine getirilir ve Evrenimizin toplam enerjisi ve kütlesi neredeyse sıfıra eşittir. Evrenin "neredeyse hiçlikten" doğuş süreci kesinlikle bilimsel hesaplamalara dayanmaktadır.
Patlamanın ilk onayı 1964'te Amerikalı radyo gökbilimcileri R. Wilson ve A. Penzias'ın elektromanyetik radyasyonun kalıntısını keşfettiği zaman geldi. Onları Büyük Patlama'nın gerçekten gerçekleştiğine ve varlığının başlangıcında Evrenin çok sıcak olduğuna ikna eden şey, bilim adamları için beklenmedik bir keşifti.
Kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu nedir? ? Büyük patlama teorisine göre evren, uzayı, zamanı, etrafımızı saran tüm madde ve enerjiyi yaratan büyük bir patlama sonucu oluşmuştur. Yeni doğan Evren son derece hızlı bir genişleme aşamasından geçti ve yaklaşık 300 bin yaşına kadar elektronlar, protonlar, nötrinolar ve radyasyondan oluşan kaynayan bir kazandı. Evrenin genel genişlemesi bu ortamı yavaş yavaş soğuttu ve sıcaklık birkaç bin dereceye düştüğünde kararlı atomların oluşma zamanı geldi. Genişlemenin bir sonucu olarak, orijinal radyasyonun yoğunluğu önemli ölçüde azaldı, ancak tamamen kaybolmadı. Amerikalı bilim adamlarının keşfettiği şey budur.
Bunların hepsi harika, ancak soru hala geçerli: Eğer Evren başlangıçta bir noktaya sıkıştırılmışsa, onu bu duruma getiren şey neydi? Bir dönüş yaptıktan sonra başlangıca döndük. Evrenimiz nasıl ortaya çıktı?
7 Mart 2015, 18:50Evren- etrafımızdaki sonsuz dünyanın tamamı bu. Bunlar diğer gezegenler ve yıldızlar, Dünya gezegenimiz, bitkileri ve hayvanları, sen ve ben - bunların hepsi Evren, Dünya'nın ötesinde olanlar da dahil - dış uzay, gezegenler, yıldızlar. Bu, varlığının en çeşitli biçimlerini alan, sonu ve sınırı olmayan bir maddedir.
Evren- var olan her şey bu. En küçük toz ve atom zerrelerinden, yıldız dünyaları ve yıldız sistemlerindeki devasa madde birikimlerine kadar. Evren veya uzay dev yıldız kümelerinden oluşur.
Bütün bunlar nereden geldi?
Pek çok teori vardır ve bunlardan en popüler olanı büyük patlama teorisidir.
70 yıl önce Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble, galaksilerin renk spektrumunun kırmızı kısmında yer aldığını keşfetti. Bu, “Doppler etkisine” göre birbirlerinden uzaklaştıkları anlamına geliyordu. Dahası, daha uzak galaksilerden gelen ışık, daha yakın olanlardan gelen ışığa göre “daha kırmızıdır”; bu da uzak galaksilerin hızının daha düşük olduğunu gösterir. Devasa madde kütlelerinin dağılmasının resmi, çarpıcı bir şekilde bir patlamanın resmini anımsatıyordu. Daha sonra Big Bang teorisi ortaya atıldı.
Hesaplamalara göre bu olay yaklaşık 13,7 milyar yıl önce gerçekleşti. Patlama anında Evren 10-33 santimetre boyutlarında bir “nokta” idi. Mevcut Evrenin büyüklüğü gökbilimciler tarafından 156 milyar ışıkyılı olarak tahmin edilmektedir (karşılaştırma için: bir "nokta" bir protondan - bir hidrojen atomunun çekirdeğinden - protonun kendisi Ay'dan daha küçük olduğu kadar - kat daha küçüktür).
"Noktadaki" madde son derece sıcaktı, bu da patlama sırasında çok fazla ışık kuantumunun ortaya çıktığı anlamına geliyordu. Elbette zamanla her şey soğur ve ortaya çıkan uzaya kuantum dağılır, ancak Büyük Patlama'nın yankılarının bu güne kadar hayatta kalması gerekirdi.
Patlamanın ilk onayı 1964 yılında Amerikalı radyo gökbilimcileri R. Wilson ve A. Penzias'ın Kelvin ölçeğine göre (-270° C) yaklaşık 3° sıcaklıktaki kalıntı elektromanyetik radyasyonu keşfettiği zaman geldi. Bilim insanları için beklenmedik olan bu keşif, Büyük Patlama lehine değerlendirildi.
Böylece yavaş yavaş her yöne genişleyen süper sıcak atom altı parçacık bulutundan atomlar, maddeler, gezegenler, yıldızlar, galaksiler yavaş yavaş oluşmaya başladı ve sonunda yaşam ortaya çıktı. Evren hala genişliyor ve bunun ne kadar süreceği bilinmiyor. Belki bir gün sınırına ulaşacaktır.
Büyük Patlama teorisi kozmolojinin karşı karşıya olduğu pek çok soruyu yanıtlamayı mümkün kıldı ama ne yazık ki ve belki de neyse ki bir takım yeni soruları da gündeme getirdi. Özellikle: Büyük Patlama'dan önce ne oldu? Evrenin başlangıçta 1032 K derecenin üzerinde hayal edilemeyecek bir sıcaklığa kadar ısınmasına ne yol açtı? Evren neden şaşırtıcı derecede homojenken, herhangi bir patlama sırasında madde son derece dengesiz bir şekilde farklı yönlere dağılıyor?
Ancak asıl gizem elbette “fenomen”dir. Nereden geldiği, nasıl oluştuğu bilinmiyor. Popüler bilim yayınlarında "fenomen" konusu genellikle tamamen atlanır ve uzmanlaşmış bilimsel yayınlarda bu konu hakkında bilimsel açıdan kabul edilemez bir şey olarak yazılır. Dünyaca ünlü bilim insanı ve Cambridge Üniversitesi profesörü Stephen Hawking ve Cape Town Üniversitesi matematik profesörü J. F. R. Ellis, “Uzay-Zaman Yapısının Uzun Ölçeği” adlı kitaplarında bunu doğrudan söylüyorlar: “Bizimki Sonuçlar, evrenin sınırlı sayıda yıl önce ortaya çıktığı kavramını doğrulamaktadır. Ancak evrenin Büyük Patlama sonucu ortaya çıktığı ve buna "fenomen" adı verilen teorinin başlangıç noktası, bilinen fizik yasalarının ötesindedir."
"Olgu" sorununun çok daha büyük bir sorunun, Evrenin başlangıç durumunun kaynağı sorununun yalnızca bir parçası olduğu dikkate alınmalıdır. Başka bir deyişle: Eğer Evren başlangıçta bir noktaya sıkıştırılmışsa, onu bu duruma getiren şey neydi?
Bazı bilim adamları, "olgu" problemini aşmak amacıyla başka hipotezler öne sürüyorlar. Bunlardan biri “titreşen Evren” teorisidir. Buna göre Evren sonsuzca, tekrar tekrar ya bir noktaya kadar küçülür ya da bazı sınırlara kadar genişler. Böyle bir Evrenin ne başı ne de sonu vardır; yalnızca genişleme ve daralma döngüleri vardır. Aynı zamanda hipotezin yazarları, Evrenin her zaman var olduğunu iddia ederek, görünüşte "dünyanın başlangıcı" sorusunu ortadan kaldırıyor.
Ancak gerçek şu ki, hiç kimse titreşim mekanizması için henüz tatmin edici bir açıklama getiremedi. Bu neden oluyor? Sebepler nelerdir? Nobel ödüllü fizikçi Steven Weinberg, “İlk Üç Dakika” adlı kitabında, Evrendeki her düzenli titreşimle, foton sayısının nükleon sayısına oranının kaçınılmaz olarak artması gerektiğine, bunun da yok oluşa yol açacağına dikkat çekiyor. yeni titreşimler. Weinberg, bu nedenle, Evrenin nabız döngülerinin sayısının sınırlı olduğu, yani bunların bir noktada durması gerektiği sonucuna varıyor. Sonuç olarak, “atlayan Evrenin” bir sonu vardır, dolayısıyla da bir başlangıcı vardır.
Evrenin kökenine ilişkin bir başka teori, tüm galaksileri kendilerinden "tükenen" "beyaz delikler" veya kuasarlar teorisidir.
“Uzay-zaman tünelleri” veya “uzay kanalları” teorisi de ilginçtir. Bunların fikri ilk olarak 1962'de Amerikalı teorik fizikçi John Wheeler tarafından araştırmacının boyutlararası, alışılmadık derecede hızlı galaksiler arası seyahat olasılığını formüle ettiği "Geometrodinamik" kitabında ifade edildi. "Uzay kanalları" kavramının bazı versiyonları, bunları geçmişe ve geleceğe, ayrıca diğer evrenlere ve boyutlara seyahat etmek için kullanma olasılığını göz önünde bulundurur.
Stanford fizikçisi Andrei Linde, Big Bang teorisinin cevaplayamayacağı sorular soruyor. Bunlardan bazıları 2007 yılında Stanford Alumni dergisindeki bir makalede dile getirildi: “Tam olarak ne patladı? Neden bu spesifik anda ve her yerde aynı anda patladı? Büyük Patlama'dan önce ne vardı?
Linde'ye göre Büyük Patlama tek bir olay değil, düzensiz ve dağınık bir enflasyondu. Kaotik enflasyon teorisini 1980'lerde geliştirdi: Büyük Patlama benzeri genişlemeler, yeterli potansiyel enerji verildiğinde uzayın herhangi bir yerinde gerçekleşebilir.
Linde, "Tüm evrenin bir anda yaratıldığını varsaydık" diyor. “Fakat gerçekte durum böyle değil.”
1990'larda kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu üzerine yapılan çalışmalar, değişen yoğunluklar gösterdi; bu, kaotik enflasyon teorisini destekleyen bazı kanıtlar sağlıyor.
Linde, çok geniş bir perspektiften bakıldığında kozmosun bilimin yarattığı çerçeveye uymadığına inanıyor: “Tek bir fizik yasasının olduğu bir Evren yerine, sonsuz kaotik enflasyon, her şeyin kendi kendini kopyaladığı ve sonsuz bir çoklu evrenin resmini yaratıyor. mümkün” diyor Linde. - Paralel doğrular çok uzak mesafelerde kesişebilir. Fizik kanunları değişebilir... Bunun ne zaman olacağını göremiyoruz. Kocaman bir topun içindeki karıncalar gibiyiz."
Evrenin kökenine ilişkin diğer teoriler:
Ekpirotik teori
Bu teorinin taraftarları, zaman zaman "kız kardeşi" ile çarpışan, bizimkine paralel bir Evrenin var olduğuna inanıyorlar. Çarpışma enerjisi uzayda çok büyük rahatsızlıklara yol açarak gaz bulutsularını, galaksileri, yıldızları ve diğer kozmik cisimleri oluşturan parçacıkların ortaya çıkmasına neden olur.
Çarpışmadan sonra Evrenler dağılır, ancak ne kadar uzağa dağılırlarsa birbirlerini o kadar çok çekmeye başlarlar (ve neden olmasın?). Yavaş yavaş tekrar yaklaşmaya başlarlar ve o zamana kadar her iki Evrende de artık yıldız veya başka nesneler kalmaz, her şey Termodinamiğin İkinci Yasasına göre eşit olarak dağıtılır.
Evrenler tekrar çarpışır ve çarpışmanın enerjisi yine parçacıklar yaratır ve bu böyle devam eder, bu sonsuz bir döngüdür.
Beyaz delikler
Kara deliklerin varlığını hepimiz duymuşuzdur. Genel olarak, şu anda bunların varlığı ancak yerçekimi alanlarının bozulması/ışık sapması ile tahmin edilebilmektedir. Ancak bilim insanları zaten beyaz deliklerin varlığından bahsediyor. Sonuçta, eğer madde bir kara delik tarafından emiliyorsa, bir yere fırlatılması gerekir, değil mi?
Ve teoride, maddenin absorbe edilmek yerine dışarı atıldığı noktalar mevcuttur. Şu ana kadar tespit edilemediler ancak bu teorinin savunucuları yakın gelecekte bir beyaz delik keşfetme umudundan vazgeçmiyorlar.
Genel olarak konuşursak, beyaz deliklerin varlığı, eğer gerçekten keşfedilmişse, bazı temel fizik yasalarını ihlal ediyor demektir. Ve eğer gerçekten bir beyaz delik keşfedilirse, o zaman mevcut bilimin temellerinin (bu arada, bir kez daha) çok kapsamlı bir şekilde onarılması gerekecektir.
Evren bir Kara Deliğin ürünüdür
Maddeyi bilinmeyen bir yere fırlatan kara deliklerin aslında yağmurdan sonra mantarlardan bile daha hızlı ortaya çıkan yeni Evrenler yarattığını öne süren çok ilginç bir teori. Kara delik tarafından emilen her parçacık, muazzam enerjiye sahip parçacığın patlamasından sonra yeni bir Evrenin başlangıcı olabilir. Bu bir Büyük Patlama olacak ve buna benzer pek çok Patlama var.
Üretilen her Evren, sırayla yeni kara delikler ve bunlar da yeni Evrenler üretir. Genel olarak başım dönüyor, tüm bu sonsuz kasırgayı hayal etmek çok zor.
Dünyaların kuantum teorisi
Bu teori bilim kurgu yazarlarının eserlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Özü, varyasyonların sürekli dallanmasında yatmaktadır. Örneğin artık mağazaya mı gideceğinize yoksa televizyonu mu açacağınıza karar veriyorsunuz. Birinde mağazaya gidersiniz, diğerinde ise televizyonu açarsınız. Zaten birbirinden çok az farklı olan iki Evrenimiz var, ancak ne kadar ileri gidersek farklılıklar o kadar güçlü olur.
Ve genel olarak, "dallanma" varyasyonları, farklı yönlerde hareket eden atomların davranışları vb. dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Bunun sonucunda her an milyarlarca milyarlarca yeni değişmezlik ortaya çıkıyor ve bunlar birbirlerinden ne kadar uzaktaysa bu Evrenler de o kadar farklı oluyor.
Mecazi olarak bu, her bir kanadı sonsuz şekilde bölünen ve sonraki parçaların her biri tekrar bölünen bir fan olarak hayal edilebilir...
İnsan bilincini terk etmeyen ana sorulardan biri her zaman şu soru olmuştur ve şu sorudur: "Evren nasıl ortaya çıktı?" Elbette bu sorunun kesin bir cevabı yok ve yakın zamanda elde edilmesi pek mümkün değil, ancak bilim bu yönde çalışıyor ve Evrenimizin kökenine dair belirli bir teorik model oluşturuyor. Öncelikle kozmolojik model çerçevesinde tanımlanması gereken Evrenin temel özelliklerini ele almalıyız.
***Model, nesneler arasında gözlemlenen mesafelerin yanı sıra nesnelerin hareket hızlarını ve yönlerini de hesaba katmalıdır. Bu tür hesaplamalar Hubble yasasına dayanmaktadır: cz = H0D, burada z nesnenin kırmızıya kaymasıdır, D bu nesneye olan mesafedir, c ışığın hızıdır.
***Modeldeki Evrenin yaşı, dünyadaki en eski nesnelerin yaşını geçmelidir.
***Model, başlangıçtaki element bolluğunu dikkate almalıdır.
***Model, Evrenin gözlemlenen büyük ölçekli yapısını dikkate almalıdır.
***Model, gözlemlenen kalıntı arka planını dikkate almalıdır.
Evrenin Kısa Tarihi. Sanatçının hayal ettiği şekliyle tekillik (fotoğraf)
Çoğu bilim adamı tarafından desteklenen, Evrenin kökeni ve erken evrimi hakkında genel kabul görmüş teoriyi kısaca ele alalım. Günümüzde Big Bang teorisi, sıcak Evren modelinin Big Bang ile birleşimini ifade etmektedir. Ve bu kavramlar başlangıçta birbirlerinden bağımsız olarak mevcut olsalar da, birleşmelerinin bir sonucu olarak, Evrenin orijinal kimyasal bileşimini ve ayrıca kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunun varlığını açıklamak mümkün oldu.
Bu teoriye göre, Evren yaklaşık 13,77 milyar yıl önce yoğun, ısıtılmış bir nesneden ortaya çıktı; bu, modern fizik çerçevesinde tanımlanması zor olan tekil bir durumdur. Kozmolojik tekillikle ilgili sorun, diğer şeylerin yanı sıra, onu tanımlarken yoğunluk ve sıcaklık gibi çoğu fiziksel niceliğin sonsuza yönelmesidir. Aynı zamanda sonsuz yoğunlukta entropinin (bir kaos ölçüsü) sıfıra yönelmesi gerektiği ve bunun sonsuz sıcaklıkla hiçbir şekilde bağdaşmadığı bilinmektedir.
Evrenin Evrimi
***Büyük Patlama'dan sonraki ilk 10-43 saniyeye kuantum kaos aşaması denir. Evrenin bu varoluş aşamasındaki doğası, bildiğimiz fizik çerçevesinde tanımlanamaz. Sürekli birleşik uzay-zaman kuantumlara parçalanır.
***Planck anı -43 saniyede 10'a düşen kuantum kaosunun bitiş anıdır. Şu anda Evrenin parametreleri, Planck sıcaklığı (yaklaşık 1032 K) gibi Planck değerlerine eşitti. Planck döneminde dört temel etkileşimin tümü (zayıf, güçlü, elektromanyetik ve yerçekimsel) tek bir etkileşimde birleştirildi. Modern fizik, Planck momentinden daha küçük parametrelerle çalışmadığından, Planck momentini uzun bir periyot olarak ele almak mümkün değildir.
***Enflasyon aşaması. Evrenin tarihindeki bir sonraki aşama enflasyon aşamasıydı. Şişmenin ilk anında, yerçekimi etkileşimi tek süpersimetrik alandan ayrılmıştı (daha önce temel etkileşim alanlarını da içeriyordu). Bu dönemde maddenin negatif basıncı vardır ve bu da Evrenin kinetik enerjisinde üstel bir artışa neden olur. Basitçe söylemek gerekirse, bu dönemde Evren çok hızlı bir şekilde şişmeye başladı ve sonlara doğru fiziksel alanların enerjisi sıradan parçacıkların enerjisine dönüştü. Bu aşamanın sonunda maddenin sıcaklığı ve radyasyon önemli ölçüde artar. Enflasyon aşamasının sona ermesiyle birlikte güçlü bir etkileşim de ortaya çıkıyor. Ayrıca şu anda Evrenin baryon asimetrisi ortaya çıkıyor.
[Evrenin Baryonik asimetrisi, Evrende maddenin antimaddeye üstünlüğünün gözlemlenen bir olgusudur]
***Radyasyon hakimiyeti aşaması. Evrenin gelişimindeki birkaç aşamayı içeren bir sonraki aşama. Bu aşamada Evrenin sıcaklığı düşmeye başlar, önce kuarklar, ardından hadronlar ve leptonlar oluşur. Nükleosentez çağında, ilk kimyasal elementlerin oluşumu meydana gelir ve helyum sentezlenir. Ancak radyasyon hala maddeye hakimdir.
***Madde hakimiyeti dönemi. 10.000 yıl sonra maddenin enerjisi giderek radyasyonun enerjisini aşar ve ayrışma meydana gelir. Madde radyasyona hakim olmaya başlar ve kalıntı bir arka plan belirir. Ayrıca maddenin radyasyonla ayrılması, maddenin dağılımındaki başlangıçtaki homojensizlikleri önemli ölçüde arttırdı ve bunun sonucunda galaksiler ve süper galaksiler oluşmaya başladı. Evrenin yasaları bugün onları gözlemlediğimiz forma ulaştı.
Yukarıdaki resim birkaç temel teoriden oluşmaktadır ve Evrenin varlığının ilk aşamalarındaki oluşumu hakkında genel bir fikir vermektedir.
Evren nereden geldi?
Eğer Evren kozmolojik bir tekillikten ortaya çıktıysa, o zaman tekilliğin kendisi nereden geldi? Bu soruya kesin bir cevap vermek şu anda mümkün değil. “Evrenin doğuşunu” etkileyen bazı kozmolojik modelleri ele alalım.
Döngüsel modeller. Brane simülasyonu (fotoğraf)
Bu modeller, Evrenin her zaman var olduğu ve zamanla durumunun sadece değiştiği, genişlemeden sıkışmaya ve geriye doğru hareket ettiği iddiasına dayanmaktadır.
***Steinhardt-Turok modeli. Bu model “zar” gibi bir nesne kullandığından sicim teorisine (M-teorisi) dayanmaktadır.
[Sicim teorisindeki (M teorisi) bir zar (zardan), içinde bulunduğu uzayın boyutundan daha küçük olan, varsayımsal, temel, çok boyutlu bir fiziksel nesnedir]
Bu modele göre, görünen Evren, üç zarlı bir zarın içinde yer alır ve bu, periyodik olarak, birkaç trilyon yılda bir, başka bir üç zarla çarpışır ve Büyük Patlama gibi bir şeye neden olur. Daha sonra üç zarımız diğerinden uzaklaşıp genişlemeye başlar. Bir noktada karanlık enerjinin payı öne çıkıyor ve üç zarın genişleme hızı artıyor. Muazzam genişleme, maddeyi ve radyasyonu o kadar dağıtır ki, dünya neredeyse homojen ve boş hale gelir. Sonunda üç zar yeniden çarpışarak bizimkinin döngüsünün ilk aşamasına dönmesine neden olur ve yeniden "Evrenimizi" doğurur.
Kaynak:
***Loris Baum ve Paul Frampton'un teorisi de evrenin döngüsel olduğunu belirtmektedir. Teorilerine göre, ikincisi, Büyük Patlama'dan sonra, uzay-zamanın kendisinin "parçalanma" anına - Büyük Yırtılma'ya yaklaşana kadar karanlık enerji nedeniyle genişleyecek. Bilindiği gibi “kapalı bir sistemde entropi azalmaz” (termodinamiğin ikinci yasası). Bu ifadeden, böyle bir süreç sırasında entropinin azalması gerektiğinden Evrenin orijinal durumuna dönemediği sonucu çıkmaktadır. Ancak bu sorun bu teori çerçevesinde çözülmektedir. Baum ve Frampton'un teorisine göre, Büyük Yırtılma'dan bir dakika önce Evren, her biri oldukça küçük entropi değerine sahip birçok "parçaya" ayrılıyor. Bir dizi faz geçişine maruz kalan eski Evrenin bu "kanatları", madde üretir ve orijinal Evrene benzer şekilde gelişir. Bu yeni dünyalar, ışık hızından daha yüksek hızlarda uçup gittikleri için birbirleriyle etkileşime girmiyorlar. Böylece bilim adamları, çoğu kozmolojik teoriye göre, Evrenin doğuşunun başladığı kozmolojik tekillikten de kaçındılar. Yani, döngüsünün sonunda Evren, birbiriyle etkileşim halinde olmayan birçok dünyaya bölünür ve bunlar yeni evrenler haline gelir.
***Konformal döngüsel kozmoloji – Roger Penrose ve Vahagn Gurzadyan'ın döngüsel modeli. Bu modele göre Evren, termodinamiğin ikinci yasasını ihlal etmeden yeni bir döngüye girebilmektedir. Bu teori, kara deliklerin emilen bilgiyi yok ettiği ve bunun da bir şekilde Evrenin entropisini "yasal olarak" azalttığı varsayımına dayanmaktadır. O zaman Evrenin varoluşunun bu tür her döngüsü Büyük Patlamaya benzer bir şeyle başlar ve bir tekillikle biter.
Evrenin kökenine ilişkin diğer modeller
Görünür Evrenin görünümünü açıklayan diğer hipotezler arasında aşağıdaki ikisi en popüler olanlardır:
***Kaotik enflasyon teorisi - Andrei Linde'nin teorisi. Bu teoriye göre, tüm hacmi boyunca homojen olmayan belirli bir skaler alan vardır. Yani evrenin farklı alanlarında skaler alanın farklı anlamları vardır. Daha sonra alanın zayıf olduğu bölgelerde hiçbir şey olmuyor, güçlü alana sahip alanlar ise enerjisinden dolayı genişlemeye (şişmeye) başlıyor ve yeni evrenler oluşuyor. Bu senaryo, aynı anda ortaya çıkmayan, kendi temel parçacıklarına ve dolayısıyla doğa yasalarına sahip birçok dünyanın varlığını ima ediyor.
***Lee Smolin'in teorisi, Büyük Patlama'nın Evrenin varoluşunun başlangıcı olmadığını, yalnızca onun iki durumu arasındaki bir faz geçişi olduğunu öne sürüyor. Büyük Patlama'dan önce Evren, doğası gereği kara deliğin tekilliğine yakın, kozmolojik bir tekillik biçiminde var olduğundan, Smolin, Evrenin bir kara delikten ortaya çıkmış olabileceğini öne sürüyor.
Evrenlerin sürekli olarak ortaya çıktığı, ebeveynlerinden kopup kendine yer bulduğu modeller de vardır. Üstelik bu tür dünyalarda aynı fiziksel yasaların tesis edilmiş olması da hiç gerekli değildir. Tüm bu dünyalar tek bir uzay-zaman sürekliliğine "gömülüdür", ancak bu süreklilikte o kadar ayrılmışlardır ki birbirlerinin varlığını hissetmezler. Genel olarak şişme kavramı, devasa megakozmosta birbirinden farklı yapılarla izole edilmiş birçok evrenin bulunduğunu düşünmeye -aslında güçlere!- izin verir.
Döngüsel ve diğer modellerin, kozmolojik tekillik sorunu da dahil olmak üzere, Büyük Patlama teorisinin yanıtlayamayacağı bir takım sorulara yanıt vermesine rağmen. Ancak şişme teorisiyle birleştirildiğinde Büyük Patlama, Evrenin kökenini daha iyi açıklıyor ve birçok gözlemle de örtüşüyor.
Günümüzde araştırmacılar, Evrenin kökenine ilişkin olası senaryoları yoğun bir şekilde incelemeye devam ediyor ancak “Evren nasıl ortaya çıktı?” sorusuna reddedilemez bir cevap vermek mümkün değil. - yakın gelecekte başarılı olması pek mümkün değil. Bunun iki nedeni var: Kozmolojik teorilerin doğrudan kanıtlanması neredeyse imkansızdır, yalnızca dolaylıdır; Büyük Patlama öncesi dünya hakkında teorik olarak bile doğru bilgiye ulaşmak mümkün değildir. Bu iki nedenden dolayı bilim insanları ancak gözlemlediğimiz Evrenin doğasını en doğru şekilde tanımlayacak hipotezler ortaya atabilir ve kozmolojik modeller oluşturabilirler.