BÜYÜK PATLAMA VE EVRENİN OLUŞUMU

Yıldızların Oluşumu

Uzaydaki herşeyin küçük toz parçacıkları, elementler ve hidrojen bulutundan oluştuğu bilinmektedir. Belirli bir yerde yoğunlaşan gaz bulutu kütle çekim etkisiyle yoğunluğu gittikçe artar. Bu yoğunluk artışı yıldızın oluşum sürecinin başlangıcıdır. Yoğunlaşarak sıkışan kütle arttıkça içe çökmeyi dengeleyecek olan nükleer patlamalar başlar. Bu dengelemeye hidrostatik denge denir.

Güneşte ve yıldızlarda nükleer patlamaların sebebi, kütle çekim etkisiyle merkeze sürüklenen parçacıkların kinetik enerjilerinin çekirdekte çok yüksek sıcaklığa ve basınca dönüşmesidir.

Güneşin Yaşam Evreleri

Hidrojenin helyuma dönüşmesi ve merkez ağırlığının artmasıyla çekim kuvveti de artar. Sıcaklığında artmasıyla helyum karbona dönüşür ve bu dönüşüm demir elementine kadar devam eder. En sonunda hidrostatik deneyi sağlayan termal basıncın etkisi ortadan kalkar.

Kızıl Dev

Yıldız çekirdeğinin ağırlığı artınca merkez sıcaklığı 100 milyon Kelvin gibi yüksek sıcaklıklara ulaşır. Termonükleer tepkimeler yüzeye doğru kayar; Sıcaklık artışı yıldızı genişlemeye zorlayacaktır. Bu genişleme Güneş’te Merkür ve Venüsü içine alacak boyutlarda olur. Kırmızı görünüm kazanan bur tür yıldızlara kızıl dev adı verilir.

Beyaz Cüce

Güneş kızıl dev aşamasından 2-3 milyar yıl sonra yakıtını tüketecek ve içe doğru çökecektir. Merkezdeki sıcaklık ve basınç iyice artar. Dış tabakası uzaya dağılır ve çekirdeği etrafında beyaz ışık saçan görünüm alır. Güneşin bu dönemi beyaz cüce olarak adlandırılır. Küçük yıldızların ölümü beyaz cüce döneminde olur.

Büyük Patlama

Evrendeki enerjinin büyük bölümü, yıldızlarda füzyon reaksiyonları ile hidrojenin helyuma dönüşmesiyle var olmaktadır. Bunun evrenin başlangıcından bu yana devam eden bir dönüşüm olduğu göz önüne alındığında, eğer evren sonsuzdan beri var olsaydı hidrojenin şimdiye kadar tamamının helyuma dönüşmüş olması gerekirdi. Bunun gibi birçok delil nedeniyle evren sonsuzdan beri var olamayacağı görüşü kabul gördü. Evrenin var oluşunun bir başlangıcı olmalıydı. Bununla ilgili kabul edilen teori “Big Bang” teorisidir.” Büyük Patlama” anlamındaki bu teoriye göre, evren 15 milyar yıl önce oluşmaya başladı yani madde ve zaman yoktu “Big Bang” adı verilen büyük bir patlama ile madde ve zaman var oldu. Büyük patlamadan hemen sonra çok hızlı meydana gelen olaylar silsilesi şöyledir:

İlk 10^-43 saniye içinde bilinmeyen bir etkiyle, çapı 1 mm den daha küçük olan evren ışık hızından daha büyük hızla genişledi ve çok büyük boyutlara ulaştı.

10^-35 saniye sonra 10²⁷ K sıcaklıkta maddenin temel parçacıkları olan kuarklar, leptonlar, gluonlar, nötrinolar, ve bunların anti parçacıklarının bulunduğu dönemdir.

10^-11 saniye sonra sıcaklık 10¹⁵K ne indi temel kuvvetler birlikte etkisini göstermeye başlayınca daha karmaşık parçacıklarda oluşmaya başladı. 10^-6 saniye sonra sıcaklık 10^-9 K ne düştü. Kuarklar birleşerek proton ve nötronları oluşturdular. Madde-anti madde çarpışıp birbirlerini yok ettiler. Madde anti maddeden daha fazla olduğundan geriye kalan madde her şeyi oluşturdu.

10² saniye sonra evrenin sıcaklığı proton ile nötronun çekirdek hâlinde birleşmesine yetecek kadar azaldı nötronlar ve protonlar, helyum, hidrojen ve lityum elementlerinin çekirdeklerini oluşturdular.

700 bin yıl sonra elektron ve foton yoğunluğundan yayılması engellenen ışık artık yayılmaya başlayınca elektron çekirdek ile birleşerek atomum oluşturdular. Fotonlar serbest kalıp evrende ilk olarak elektromanyetik ışınım süreci başladı ve kozmik fon denen ışınımı başlatmış oldular. Büyük patlamadan 1 milyar yıl sonra iyice soğuyan evrende hidrojen ve helyum gazlarının arasındaki kütle çekimi ile dev bulutlar, yıldızlar, galaksiler oluştu.

Büyük patlamadan 1 milyar yıl sonra güneş sistemi oluştu. Daha sonra, evrenin sıcaklığı proton ile nötronun çekirdek hâlinde birleşmesine yetecek kadar azaldı

Evrenin Yapısı

Evrenin bazı bölümlerinde çok büyük boşluklar, bazı bölümlerinde ise yoğun bir şekilde gök cisimleri vardır. Gök cisimlerinin yoğun olarak bulunduğu bölgelere galaksi (gök ada) denir. Sadece bizim bulunduğumuz samanyolu galaksisinde 400 milyar yıldız bulunduğu tahmin edilmektedir. Bizim galaksimiz gibi içinde yıldızlar ve gezegenler bulunduran milyarlarca galaksi vardır. Galaksilerin merkezinde galaksiyi dengede tutan büyük bir kara deliğin var olduğu tahmin edilmektedir. Fakat yapılan incelemeler ve hesaplamalar sonucu kara deliklerden ve diğer gök cisimlerinden kaynaklanan kütle çekim etkilerinin bu galaksileri bir arada tutmaya yetmeyeceği kadar az olduğu
anlaşılmıştır.. Bu nedenle tanımlanamayan ve gözlenemeyen başka bir maddenin varlığı teorik olarak kabul edilmiştir. Hiçbir fiziksel tanıma uymayan ve gözlenemeyen bu maddeye “karanlık madde” adı verilmiştir.

Maddenin ve Anti Maddenin Evrendeki Yeri

Gözlediğimiz evrenin tamamına yakını normal maddeden oluşmaktadır. Anti madde miktarı ise madde miktarından çok azdır. Şu an evrendeki madde miktarının neden fazla olduğu araştırılmaktadır. Karanlık maddenin kaynağı da aynı şekilde araştırılmaktadır. Yapılan kozmik araştırmalar, galaksilerin, hesaplanabilen maddeden daha fazla bir maddenin çekim etkisi nedeniyle çok hızlı döndüklerini ortaya çıkarmıştır ve evrenin karanlık enerji etkisiyle sürekli hızlanarak genişlediği sonucuna ulaşılmıştır.

Kaynaklandığı faktörü bilemediğimiz ama ölçebildiğimiz karanlık maddenin oranı evrende %25 , karanlık enerjinin oranı ise %70 tir. Bunun dışında normal madde olarak tanımlayabildiğimiz miktar %5 kadardır.

Karanlık madde ile karanlık enerjinin birbirlerine oranları aynı zamanda evrenin gelecekteki durumu hakkında da bilgi vermektedir. Karanlık enerji daha yüksek oranda ise evren “büyük parçalanma” ile ömrü son bulacak, karanlık maddenin daha yüksek olması durumunda ise evren kendi içine çökecek, birbirlerini dengeleyecek oranda olursa evren “düz evren” olarak, günümüzdeki gibi hızla genişlemeye devam edecektir.

Yıldız Işımalarında Doppler Olayı

Bir ışık kaynağı gözlemciden uzaklaşırken elektromanyetik dalgaların frekansı küçülür ve ışınımlar kırmızı bölgeye doğru kayar. Gökada ve yıldızların ışınımlarının kırmızıya kayması onların bizden uzaklaştığı anlamına gelir. Bu durum evrenin genişlemesi teorisi ile örtüşür.

Işık kaynağının hızı ışık hızına göre çok küçükken, dalga boyundaki değişmenin gerçek dalga boyuna oranına kızıla kayma denir.

Hubble Yasası

Gökadaların uzaklaşma hızları ile uzaklıkları arasındaki doğrusal grafiğin eğimine Hubble sabiti denir.

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu

Gök cisimlerini ve gök olaylarını inceleyen bilim dalına astronomi denir.

Evrenin Oluşumu

Evrenin oluşumu hakkında farklı görüşler öne sürülmüş olup bu görüşler iki farklı modele dayanmaktadır. İlk görüş, 1600’lü yıllarda Newton’un ileri sürdüğü durağan evren görüşüdür. Evrenin başlangıcı ve sonu yoktur ve hareketsizdir.

İkinci görüş, 14 milyar yıl önce küçük bir atom boyutunda olan evren büyük patlama sonucunda çok yüksek sıcaklıklarla büyümeye başladı ve dağılan parçalar zamanla soğudu. Gök adalar, yıldızlar, gezegenler gibi gök cisimleri oluştu. İlk patlamanın etkisiyle bütün gök cisimleri birbirinden uzaklaşmaya devam etmektedir ve evren sürekli olarak genişlemektedir.

Evrenin Yaşı

Hubble zamanına göre, evrenin genişlemesinde çekim kuvvetinin etkisi göz önüne alınırsa evrenin yaşı yaklaşık 13,5 milyar yıldır.

Siyah Cüce

Güneş yakıt olarak kullandığı tüm elementleri tüketir ve tamamını en sonunda demire dönüş Enerjisi biten ve ışıması biten yıldızların bu sone dönemine siyah cüce denir.

Süper Nova (Kocayeni)

Bir yıldızın ölümü kütlesinin büyüklüğüne bağlıdır. Güneş ve benzer yıldızlar siyah cüce döneminde ölürler. Güneşten daha büyük kütleli yıldızlar süpernova denilen büyük patlama ile ölürler.

Yıldızların tip ve sıcaklıkları ile ilgili aşağıdaki diyagrama Hertzprung—Russel (H—R) diyagramı denir. Bu diyagramda Güneş analkolda yer alır.