Bu bölümde, Big Bang teorisinin temel delilleri, bu delillerin ortaya konma ve gelişme sürecine bağlı kalarak incelenecektir. Böylelikle bir yandan Big Bang teorisinin tarihsel gelişim sürecini zihinlerde canlandırmak, bir yandan da Big Bang teorisini destekleyen en temel delilleri göstermek hedeflenmiştir.
1. TEORİK DELİL
NEWTON’UN EVREN TABLOSUNDAKİ EKSİKLİK
Newton, çekim gücü egemenliğinde sonsuz bir evren öngörmüştü. Çünkü sonlu ve durağan bir evrenin içinde, birbirini çeken madde yapışacak ve tek bir bileşene dönüşecekti. Oysa evrende böyle bir yapının olmadığı görülüyordu. Newton, maddenin sonsuz bir evrene yayıldığını söyleyerek bu sorundan kaçmaya çalıştı. Oysa bu evren modeli de sorunu çözemiyordu; eğer her nesne, diğer bir nesne üzerinde çekim kuvvetine sahipse, evrendeki yıldızlar neden bu kadar uzun süredir birbirlerinden ayrı kalmışlardı? Evreni sonsuz büyütmek sorunu çözmüyordu; belli bir bölgedeki yıldızlar birbirlerine azıcık yaklaşacak olsalar, aralarındaki çekim kuvveti uzak yıldızların itme kuvvetine üstün gelecekti ve birbirlerine yapışacaklardı; yıldızlar birbirlerinden azıcık uzaklaşsalar, çekim kuvvetinden kurtulduklarından gittikçe daha da uzaklaşacaklardı. Kısacası evreni sonsuz büyütmek, çekim kuvvetinin yol açacağı sorunları yok etmiyordu, evren sonsuz bile olsaydı her şey sonunda yine çekim gücüyle bir tek bileşene dönüşecekti. Bu ise milyarlarca yıldır var olduğunu bildiğimiz evren ile uyumlu değildir.
Newton’un sonsuz evren fikri, yaratılışın başlangıç zamanını göstermek açısından güçlük çıkarıyordu ve zihinde belirsizliğe yol açıyordu. Fakat sonsuz güçlü Tanrı’nın, sonsuz bir evren yaratabileceği, Kilise dahil bir çok ilahiyatçı tarafından benimsenmişti. Newton’dan sonraki bilim adamları ve felsefecilerin aşağı yukarı hepsi, Newton fiziğinin etkisi altındaydılar ve evreni sonsuz büyüklükte kabul ediyorlardı. Bu, Big Bang teorisi ortaya konana kadar böyle devam etti.
NEWTON FİZİĞİNDE YAPILAN DÜZELTME
Albert Einstein da başta Newton’un fiziğinin etkisi altındaydı; Einstein, 1916 yılında ilk olarak durağan bir evren modelini ortaya attı. Ne var ki hemen sonra durağan bir evrenin çekim gücünün etkisiyle tek bir bileşene çökeceğini gördü. Durağan evren modelini, kendi teorisiyle bağdaştırabilmek için Einstein’ın, denklemlerine soktuğu “kozmik itme” hiç bir mantıksal sebebe, gözleme veya teorik gerekliliğe dayanmıyordu. “Kozmik itme”yi, Einstein’ın ortaya atışının tek nedeni, Newton’un sonsuz durağan evren modeline karşı beslediği inançtı, bunun aksinin imkansız olduğunu sanıyordu. İlerleyen yıllarda Einstein, bu fikrini hayatının en büyük hatası olarak değerlendirecek, durağan ve sonsuz evren fikrinin yanlışlığını kabullenecektir.
1922 yılında bir Rus meteorolog ve matematikçisi olan Aleksander Friedmann, Einstein’ın görmezlikten geldiği ve başlangıçta kabul etmeyi reddettiği bir şeyi farketmişti; evren genişliyor olabilirdi. Friedmann, Einstein’ın izafiyet teorisiyle ortaya koyduğu denklemler üzerinde çalıştı ve bu denklemlerin, evrenin genişlemesini gerekli kıldığını ortaya koydu. Böylelikle durağan değil, dinamik bir evren tasarımlanıyordu; ortaya konan bu model, Newton’un sistemindeki eksiği giderdiği için, Newton’un sistemini daha da mükemmel bir duruma getiriyordu. Böylece çekim kanunlarının, evrendeki tabloyla bir çelişkisinin olmadığı anlaşıldı. Evrenin genişlemesinin dinamizmi, evrendeki galaksilerin tek bir bileşene dönüşmelerini engelliyordu.
Bu keşif, Einstein’ın formülleriyle yapıldığı için, Einstein fiziğiyle de uyumluydu. Newton’un çekim yasalarının içine düştüğü çelişki Einstein’ın formülleriyle çözülmüştü ve kutsal bir “kozmik itmeye” ihtiyaç olmadığı formülsel olarak ortaya konmuştu.
LEMAITRE’IN ÇÖZÜMÜ
Belçikalı kozmoloji uzmanı Georges Lemaitre, aynı dönemde Friedmann’dan bağımsız olarak evrenin genişlediğini buldu. Lemaitre aynı Friedmann gibi Einstein’ın formülleri üzerinde çalışmıştı ve bu formüllerin bizi götüreceği sonucun, evrenin genişlediği olduğunu söylüyordu.
Genişleyen bir evren modeline göre genişleme çekim gücünü dengelemekte, böylece evrendeki madde tek bir bileşene dönüşmekten kurtulmaktadır. Genişleyen evren, her an, bir evvelki andan daha büyük olmaktadır. Bu aynı zamanda evrenin, her evvelki an, bugünkünden küçük olması demektir. Bu ise çok eskiden evrenin tek bir bileşenden başlaması demektir. Lemaitre, bunun evrenin başlangıç noktası olduğunu söyledi. Kusursuz modeli bulduğuna inanıyordu: Tanrı’nın “birinci atom” olarak yarattığı ve bir meşe palmutundan bir meşe ağacının büyüdüğü gibi büyüyüp genişlemeye devam eden ve dönemin bilimsel dahisi Einstein’ın matematiğini sadakatle izleyen bir evren modeli. Böylece Big Bang teorisi ortaya kondu.
Lemaitre bir Cizvit papazıydı ve Vatikan Gözlemevi’nin en önemli kozmoloji uzmanıydı. Onun “teorik temelde” ortaya koyduğu bu fikri, Katolik kilisesi çok beğendi ve en başından itibaren Lemaitre’a destek verdi. Böylece dini çevreler içinde Big Bang’in önemini ilk kavrayan (1920’li yıllardan itibaren) Katolik kilisesi oldu ve 1951 yılında Kilise, bu teorinin, dinin izahlarıyla tam uyumlu olduğunu resmen açıkladı.
EINSTEIN’IN FORMÜLLERİ
Einstein, Newton’dan miras aldığı birikim sayesinde formüllerini ortaya koydu. Einstein’ın formülleri çekim gücünü, Newton’un ortaya koyduğu formüllerden daha doğru bir şekilde anlamamızı sağlıyordu. Örneğin Newton’un formülleri, Merkür gezegeninin yörüngesini tam olarak açıklayamıyorken, Einstein’ın formülleri bunu tam olarak başarabiliyordu.
Einstein’a göre kütlesi olan cisimler uzayı çökerterek etkilemektedir. Uzay salt bir boşluk değildir, kütleye bağlıdır ve kütleden etkilenmektedir. Anlaşılması zor gözüken bu olay şöyle bir benzetmeyle anlaşılabilir: Uzayı temsilen iki boyutlu bir çarşafı düşünelim. Çarşafı gergin bir şekilde iki kişi tutsun. Bu çarşaf üzerine bir elma koyalım. Çarşaf hemen gerginliğini kaybeder ve kütlenin etrafına çöker. Eğer elma yerine bir gülle koyarsak çarşaf o kadar çok çöker ki, o çarşafı elle tutmak zorlaşır. Demek ki kütle arttıkça; cisimler, yüzeyi daha çok eğriltiyor, çökertiyor şeklinde bir yargıya varabiliriz.
Einstein’ın yerçekimi açıklamasına göre, uzayı en fazla Güneş çökerttiği için, biz, Güneş’in çevresinde döneriz. Einstein’ın bu açıklamasında evren, eğer durağan bir yapıda olsaydı, bütün maddenin (yıldızların, gezegenlerin...) zamanın ve mekanın en büyük çukurunun dibinde birleşecekleri görülmektedir. Newton’un fiziği cisimlerin birbirlerini çekmelerini açıklamıştır, Einstein’ın fiziği ise bunu daha geliştirmiş ve kütlesi olan bir cismin, zamanı ve uzayı nasıl değiştirdiğinin matematiğini ortaya koymuştur.
MADDE-UZAY VE ZAMANIN BİRBİRİNE BAĞLANMASI
Einstein’ın formülleri maddeyi, uzayı ve zamanı birbirine bağladı. 1920’lerden önce “mutlak uzay” ve “mutlak zaman” görüşü egemendi. Uzayın ve zamanın sonsuzdan gelip sonsuza uzandığı ve cisimlerin hareketinden ve çekim gücünden hiç etkilenmediği zannedilirdi. Einstein’ın “izafiyet teorisi” ile, uzayın ve zamanın, ayrı ve mutlak varlıklar olarak algılanmasının hata olduğu gösterildi ve uzay-zaman kavramı kullanılmaya başlandı. Uzay-zamanın yapısı, cisimlerin hareketini ve kuvvetlerinin işleyişini etkiler, uzay-zaman, bu etkilemeyle kalmayıp, evrende olup biten her şeyden de etkilenir.
zay ve zaman kavramları olmadan nasıl evrendeki olaylardan söz edemiyorsak, “izafiyet teorisinde”, evrenin sınırları dışında bir uzay ve zamandan söz etmek de anlamsızdır. Bundan çıkan sonuca göre anlamsız olan soruları şöyle özetleyebiliriz: Evren genişlemekte iken, evrenin dışında cisimlerin ulaşmadığı noktada ne olduğunu sormak anlamsızdır. Burada cisimler olmadığı için, uzayın ve zamanın burada varlığını sorgulamak anlamsızdır. Veya genişleyen evren geriye doğru kapandığında her şeyin birleştiği ve uzayın yok olduğu ana gelince; bundan önce kaç yıl geçti gibi sorular da anlamsızdır. Çünkü uzayın olmadığı anda zaman da anlamsızlaşır.
ZAMAN KAVRAMINDA DEVRİM
Einstein’ın formülleri bizi uzayın genişlediği fikrine vardırdığı gibi, uzayın genişlemesinin en sonuna dek geriye götürülmesinin sonucunda -uzay yok olduğu için- zaman kavramının da yok olacağına vardırır. Bundan da, Big Bang’in sadece maddenin değil, bununla beraber zamanın da başlangıcı olduğunu anlıyoruz. Daha sonra Roger Penrose ve Stephen Hawking’in yaptığı matematiksel denklemlere dayalı teorik ispatları da bunu ortaya koymuştur.
İzafiyet teorisi, zamanın mutlak olmadığını, zamanın, hıza ve çekim gücüne bağlı olarak değiştiğini göstererek, büyük bir zihinsel devrime sebep oldu. Newton’un fiziğindeki mutlak zaman kavramı ve Kant’ın felsefesinde mutlak zamana dayanarak ortaya koyduğu zihinsel çatışkıları, Einstein’ın zihinsel devrimiyle değerini yitirdi.
İlerleyen yıllarda yapılan deneyler de Einstein’ın haklılığını gösterdi. Örneğin biri Londra’dan Çin’e uçan bir uçağın içinde ve diğeri yeryüzünde olmak üzere iki tane çok hassas atom saati aynı anda kuruldu. John Laverty’nin ayarladığı bu saatler 300.000 yılda sadece 1 saniye hata yapabilecek kadar mükemmeldiler. Uçak yüksekten uçtuğu için, Dünya’daki çekim gücünden daha düşük bir çekimde hareket etmektedir. Çekim gücü zamanı etkilediğine göre uçuşun sonunda iki saatin farklı zamanları göstermesi beklenmektedir. Bu fark çok az olduğu için, ancak böylesi hassas bir saatle bu farkı tespit etmek mümkündü. Nitekim saatlerin arasında saniyenin 55.000.000.000’da 1’i kadar fark vardı. Bu da, Einstein’ın zamanın izafiliği konusunda teorik olarak söylediklerini, deneysel olarak ispat ediyordu. Zamanı, mutlak ve çekim gücünden bağımsız kabul eden eski yaygın inanışa göre, böyle bir şey asla olamazdı. Bu deney gibi daha birçok deneyle Einstein’ın formülleri doğrulandı.
Einsten’ın yaklaşımı zaman konusunda zihinlerde çok köklü bir devrim yaptı. Einstein’ın formüllerinin sonucu olan uzayın genişlemesi ise, zamanın başlangıcına doğru götürüldüğünde, uzayın yok olduğunu gösteriyordu. İzafiyet teorisinin formüllerine göre uzaya bağlı olan zaman, böylece, uzay ile ve madde ile aynı anda yaratılmış oluyordu. Einstein’ın formüllerinden mutlaklığı sarsılan zaman kavramı, sonsuzdan beri var olma özelliğini de bu formüllerin götürdüğü sonuçlardan dolayı kaybediyordu. Artık zaman, başlangıcı olan izafi bir kavramdı. Fakat bu, bazılarının sandığı gibi, zamanın, zihin tarafından üretilen bir kavram olduğu ve dış dünyada varlığının olmadığı anlamına gelmiyordu. Tam tersine bu yaklaşım uzayı-zamanı-maddeyi birbirine bağladığı ve bunları matematiksel olarak açıkladığı için, dış dünyada maddenin varlığı kadar zamana da bir gerçeklik yüklüyordu.
Konumuz açısından maddenin başlangıcı olması kadar, zamanın da başlangıcı olması; Big Bang teorisinin her ikisinin başlangıç anını beraber ortaya koyması çok önemlidir.
OLBER PARADOKSUNUN VE SONSUZ ÇEKİM PARADOKSUNUN ÇÖZÜLMELERİ
Başta Big Bang’in gözlemsel delillere dayanmadan teorik temelde ortaya konduğunu görüyoruz. Teorik delil, üzerinde yıllarca tartışılmış olan Olber Paradoksu’nu da çözmektedir. Bu paradoksta; Newton’un ileri sürdüğü gibi evrenin sonsuz büyüklükte ve yıldızlarla dolu olması durumunda, gecelerin de gündüzler kadar aydınlık olması gerektiği ortaya konmaktadır. O zaman gece kavramı ortadan kalkmalı ve her yer ışıl ışıl olmalıdır. Olber, kendi paradoksuna bir çözüm önerdi; evrende büyük miktarda toz olduğuna dikkat çekerek, bu maddenin yıldız ışığının büyük bölümünü emeceğini ve gökyüzünü karartacağını öne sürdü. Oysa anlaşıldı ki, bu toz da sonunda ısınacaktı ve emdiği ışınımla aynı yoğunlukta parlayacaktı. Big Bang ile evrenin bir başlangıcının olması gerektiğinin ortaya konulmasıyla ve uzayın genişlediğinin anlaşılmasıyla bu paradoks çözümlendi. Yıldızlar sonsuzdan beri yoksa ve evren genişliyorsa böyle bir paradoks da ortadan kalkıyordu.
1871 yılında Johann Friedrich Zöllner’in ortaya koyduğu sonsuz çekim paradoksu da Big Bang’in genişleyen evren modeliyle ortadan kalkıyordu. Zöllner, Newton’un öngördüğü gibi sonsuz ve durağan bir evrende homojen dağılımlı yıldızlar kabul edersek, evrenin her noktasına sonsuz çekim gücü(!) uygulanacağını gösterdi. Her noktada sonsuz çekim gücünü kabul etmek ne sağduyuyla, ne de gözlenen evrenle uyumluydu. Sürekli genişleyen, dinamik, sonsuz olmayan evren modeli (Big Bang’in modeli) bu paradoksu ortadan kaldırıyordu.
.
Devamı: http://www.bigbang.gen.tr/bolum3.asp
1. TEORİK DELİL
NEWTON’UN EVREN TABLOSUNDAKİ EKSİKLİK
Newton, çekim gücü egemenliğinde sonsuz bir evren öngörmüştü. Çünkü sonlu ve durağan bir evrenin içinde, birbirini çeken madde yapışacak ve tek bir bileşene dönüşecekti. Oysa evrende böyle bir yapının olmadığı görülüyordu. Newton, maddenin sonsuz bir evrene yayıldığını söyleyerek bu sorundan kaçmaya çalıştı. Oysa bu evren modeli de sorunu çözemiyordu; eğer her nesne, diğer bir nesne üzerinde çekim kuvvetine sahipse, evrendeki yıldızlar neden bu kadar uzun süredir birbirlerinden ayrı kalmışlardı? Evreni sonsuz büyütmek sorunu çözmüyordu; belli bir bölgedeki yıldızlar birbirlerine azıcık yaklaşacak olsalar, aralarındaki çekim kuvveti uzak yıldızların itme kuvvetine üstün gelecekti ve birbirlerine yapışacaklardı; yıldızlar birbirlerinden azıcık uzaklaşsalar, çekim kuvvetinden kurtulduklarından gittikçe daha da uzaklaşacaklardı. Kısacası evreni sonsuz büyütmek, çekim kuvvetinin yol açacağı sorunları yok etmiyordu, evren sonsuz bile olsaydı her şey sonunda yine çekim gücüyle bir tek bileşene dönüşecekti. Bu ise milyarlarca yıldır var olduğunu bildiğimiz evren ile uyumlu değildir.
Newton’un sonsuz evren fikri, yaratılışın başlangıç zamanını göstermek açısından güçlük çıkarıyordu ve zihinde belirsizliğe yol açıyordu. Fakat sonsuz güçlü Tanrı’nın, sonsuz bir evren yaratabileceği, Kilise dahil bir çok ilahiyatçı tarafından benimsenmişti. Newton’dan sonraki bilim adamları ve felsefecilerin aşağı yukarı hepsi, Newton fiziğinin etkisi altındaydılar ve evreni sonsuz büyüklükte kabul ediyorlardı. Bu, Big Bang teorisi ortaya konana kadar böyle devam etti.
NEWTON FİZİĞİNDE YAPILAN DÜZELTME
Albert Einstein da başta Newton’un fiziğinin etkisi altındaydı; Einstein, 1916 yılında ilk olarak durağan bir evren modelini ortaya attı. Ne var ki hemen sonra durağan bir evrenin çekim gücünün etkisiyle tek bir bileşene çökeceğini gördü. Durağan evren modelini, kendi teorisiyle bağdaştırabilmek için Einstein’ın, denklemlerine soktuğu “kozmik itme” hiç bir mantıksal sebebe, gözleme veya teorik gerekliliğe dayanmıyordu. “Kozmik itme”yi, Einstein’ın ortaya atışının tek nedeni, Newton’un sonsuz durağan evren modeline karşı beslediği inançtı, bunun aksinin imkansız olduğunu sanıyordu. İlerleyen yıllarda Einstein, bu fikrini hayatının en büyük hatası olarak değerlendirecek, durağan ve sonsuz evren fikrinin yanlışlığını kabullenecektir.
1922 yılında bir Rus meteorolog ve matematikçisi olan Aleksander Friedmann, Einstein’ın görmezlikten geldiği ve başlangıçta kabul etmeyi reddettiği bir şeyi farketmişti; evren genişliyor olabilirdi. Friedmann, Einstein’ın izafiyet teorisiyle ortaya koyduğu denklemler üzerinde çalıştı ve bu denklemlerin, evrenin genişlemesini gerekli kıldığını ortaya koydu. Böylelikle durağan değil, dinamik bir evren tasarımlanıyordu; ortaya konan bu model, Newton’un sistemindeki eksiği giderdiği için, Newton’un sistemini daha da mükemmel bir duruma getiriyordu. Böylece çekim kanunlarının, evrendeki tabloyla bir çelişkisinin olmadığı anlaşıldı. Evrenin genişlemesinin dinamizmi, evrendeki galaksilerin tek bir bileşene dönüşmelerini engelliyordu.
Bu keşif, Einstein’ın formülleriyle yapıldığı için, Einstein fiziğiyle de uyumluydu. Newton’un çekim yasalarının içine düştüğü çelişki Einstein’ın formülleriyle çözülmüştü ve kutsal bir “kozmik itmeye” ihtiyaç olmadığı formülsel olarak ortaya konmuştu.
LEMAITRE’IN ÇÖZÜMÜ
Belçikalı kozmoloji uzmanı Georges Lemaitre, aynı dönemde Friedmann’dan bağımsız olarak evrenin genişlediğini buldu. Lemaitre aynı Friedmann gibi Einstein’ın formülleri üzerinde çalışmıştı ve bu formüllerin bizi götüreceği sonucun, evrenin genişlediği olduğunu söylüyordu.
Genişleyen bir evren modeline göre genişleme çekim gücünü dengelemekte, böylece evrendeki madde tek bir bileşene dönüşmekten kurtulmaktadır. Genişleyen evren, her an, bir evvelki andan daha büyük olmaktadır. Bu aynı zamanda evrenin, her evvelki an, bugünkünden küçük olması demektir. Bu ise çok eskiden evrenin tek bir bileşenden başlaması demektir. Lemaitre, bunun evrenin başlangıç noktası olduğunu söyledi. Kusursuz modeli bulduğuna inanıyordu: Tanrı’nın “birinci atom” olarak yarattığı ve bir meşe palmutundan bir meşe ağacının büyüdüğü gibi büyüyüp genişlemeye devam eden ve dönemin bilimsel dahisi Einstein’ın matematiğini sadakatle izleyen bir evren modeli. Böylece Big Bang teorisi ortaya kondu.
Lemaitre bir Cizvit papazıydı ve Vatikan Gözlemevi’nin en önemli kozmoloji uzmanıydı. Onun “teorik temelde” ortaya koyduğu bu fikri, Katolik kilisesi çok beğendi ve en başından itibaren Lemaitre’a destek verdi. Böylece dini çevreler içinde Big Bang’in önemini ilk kavrayan (1920’li yıllardan itibaren) Katolik kilisesi oldu ve 1951 yılında Kilise, bu teorinin, dinin izahlarıyla tam uyumlu olduğunu resmen açıkladı.
EINSTEIN’IN FORMÜLLERİ
Einstein, Newton’dan miras aldığı birikim sayesinde formüllerini ortaya koydu. Einstein’ın formülleri çekim gücünü, Newton’un ortaya koyduğu formüllerden daha doğru bir şekilde anlamamızı sağlıyordu. Örneğin Newton’un formülleri, Merkür gezegeninin yörüngesini tam olarak açıklayamıyorken, Einstein’ın formülleri bunu tam olarak başarabiliyordu.
Einstein’a göre kütlesi olan cisimler uzayı çökerterek etkilemektedir. Uzay salt bir boşluk değildir, kütleye bağlıdır ve kütleden etkilenmektedir. Anlaşılması zor gözüken bu olay şöyle bir benzetmeyle anlaşılabilir: Uzayı temsilen iki boyutlu bir çarşafı düşünelim. Çarşafı gergin bir şekilde iki kişi tutsun. Bu çarşaf üzerine bir elma koyalım. Çarşaf hemen gerginliğini kaybeder ve kütlenin etrafına çöker. Eğer elma yerine bir gülle koyarsak çarşaf o kadar çok çöker ki, o çarşafı elle tutmak zorlaşır. Demek ki kütle arttıkça; cisimler, yüzeyi daha çok eğriltiyor, çökertiyor şeklinde bir yargıya varabiliriz.
Einstein’ın yerçekimi açıklamasına göre, uzayı en fazla Güneş çökerttiği için, biz, Güneş’in çevresinde döneriz. Einstein’ın bu açıklamasında evren, eğer durağan bir yapıda olsaydı, bütün maddenin (yıldızların, gezegenlerin...) zamanın ve mekanın en büyük çukurunun dibinde birleşecekleri görülmektedir. Newton’un fiziği cisimlerin birbirlerini çekmelerini açıklamıştır, Einstein’ın fiziği ise bunu daha geliştirmiş ve kütlesi olan bir cismin, zamanı ve uzayı nasıl değiştirdiğinin matematiğini ortaya koymuştur.
MADDE-UZAY VE ZAMANIN BİRBİRİNE BAĞLANMASI
Einstein’ın formülleri maddeyi, uzayı ve zamanı birbirine bağladı. 1920’lerden önce “mutlak uzay” ve “mutlak zaman” görüşü egemendi. Uzayın ve zamanın sonsuzdan gelip sonsuza uzandığı ve cisimlerin hareketinden ve çekim gücünden hiç etkilenmediği zannedilirdi. Einstein’ın “izafiyet teorisi” ile, uzayın ve zamanın, ayrı ve mutlak varlıklar olarak algılanmasının hata olduğu gösterildi ve uzay-zaman kavramı kullanılmaya başlandı. Uzay-zamanın yapısı, cisimlerin hareketini ve kuvvetlerinin işleyişini etkiler, uzay-zaman, bu etkilemeyle kalmayıp, evrende olup biten her şeyden de etkilenir.
zay ve zaman kavramları olmadan nasıl evrendeki olaylardan söz edemiyorsak, “izafiyet teorisinde”, evrenin sınırları dışında bir uzay ve zamandan söz etmek de anlamsızdır. Bundan çıkan sonuca göre anlamsız olan soruları şöyle özetleyebiliriz: Evren genişlemekte iken, evrenin dışında cisimlerin ulaşmadığı noktada ne olduğunu sormak anlamsızdır. Burada cisimler olmadığı için, uzayın ve zamanın burada varlığını sorgulamak anlamsızdır. Veya genişleyen evren geriye doğru kapandığında her şeyin birleştiği ve uzayın yok olduğu ana gelince; bundan önce kaç yıl geçti gibi sorular da anlamsızdır. Çünkü uzayın olmadığı anda zaman da anlamsızlaşır.
ZAMAN KAVRAMINDA DEVRİM
Einstein’ın formülleri bizi uzayın genişlediği fikrine vardırdığı gibi, uzayın genişlemesinin en sonuna dek geriye götürülmesinin sonucunda -uzay yok olduğu için- zaman kavramının da yok olacağına vardırır. Bundan da, Big Bang’in sadece maddenin değil, bununla beraber zamanın da başlangıcı olduğunu anlıyoruz. Daha sonra Roger Penrose ve Stephen Hawking’in yaptığı matematiksel denklemlere dayalı teorik ispatları da bunu ortaya koymuştur.
İzafiyet teorisi, zamanın mutlak olmadığını, zamanın, hıza ve çekim gücüne bağlı olarak değiştiğini göstererek, büyük bir zihinsel devrime sebep oldu. Newton’un fiziğindeki mutlak zaman kavramı ve Kant’ın felsefesinde mutlak zamana dayanarak ortaya koyduğu zihinsel çatışkıları, Einstein’ın zihinsel devrimiyle değerini yitirdi.
İlerleyen yıllarda yapılan deneyler de Einstein’ın haklılığını gösterdi. Örneğin biri Londra’dan Çin’e uçan bir uçağın içinde ve diğeri yeryüzünde olmak üzere iki tane çok hassas atom saati aynı anda kuruldu. John Laverty’nin ayarladığı bu saatler 300.000 yılda sadece 1 saniye hata yapabilecek kadar mükemmeldiler. Uçak yüksekten uçtuğu için, Dünya’daki çekim gücünden daha düşük bir çekimde hareket etmektedir. Çekim gücü zamanı etkilediğine göre uçuşun sonunda iki saatin farklı zamanları göstermesi beklenmektedir. Bu fark çok az olduğu için, ancak böylesi hassas bir saatle bu farkı tespit etmek mümkündü. Nitekim saatlerin arasında saniyenin 55.000.000.000’da 1’i kadar fark vardı. Bu da, Einstein’ın zamanın izafiliği konusunda teorik olarak söylediklerini, deneysel olarak ispat ediyordu. Zamanı, mutlak ve çekim gücünden bağımsız kabul eden eski yaygın inanışa göre, böyle bir şey asla olamazdı. Bu deney gibi daha birçok deneyle Einstein’ın formülleri doğrulandı.
Einsten’ın yaklaşımı zaman konusunda zihinlerde çok köklü bir devrim yaptı. Einstein’ın formüllerinin sonucu olan uzayın genişlemesi ise, zamanın başlangıcına doğru götürüldüğünde, uzayın yok olduğunu gösteriyordu. İzafiyet teorisinin formüllerine göre uzaya bağlı olan zaman, böylece, uzay ile ve madde ile aynı anda yaratılmış oluyordu. Einstein’ın formüllerinden mutlaklığı sarsılan zaman kavramı, sonsuzdan beri var olma özelliğini de bu formüllerin götürdüğü sonuçlardan dolayı kaybediyordu. Artık zaman, başlangıcı olan izafi bir kavramdı. Fakat bu, bazılarının sandığı gibi, zamanın, zihin tarafından üretilen bir kavram olduğu ve dış dünyada varlığının olmadığı anlamına gelmiyordu. Tam tersine bu yaklaşım uzayı-zamanı-maddeyi birbirine bağladığı ve bunları matematiksel olarak açıkladığı için, dış dünyada maddenin varlığı kadar zamana da bir gerçeklik yüklüyordu.
Konumuz açısından maddenin başlangıcı olması kadar, zamanın da başlangıcı olması; Big Bang teorisinin her ikisinin başlangıç anını beraber ortaya koyması çok önemlidir.
OLBER PARADOKSUNUN VE SONSUZ ÇEKİM PARADOKSUNUN ÇÖZÜLMELERİ
Başta Big Bang’in gözlemsel delillere dayanmadan teorik temelde ortaya konduğunu görüyoruz. Teorik delil, üzerinde yıllarca tartışılmış olan Olber Paradoksu’nu da çözmektedir. Bu paradoksta; Newton’un ileri sürdüğü gibi evrenin sonsuz büyüklükte ve yıldızlarla dolu olması durumunda, gecelerin de gündüzler kadar aydınlık olması gerektiği ortaya konmaktadır. O zaman gece kavramı ortadan kalkmalı ve her yer ışıl ışıl olmalıdır. Olber, kendi paradoksuna bir çözüm önerdi; evrende büyük miktarda toz olduğuna dikkat çekerek, bu maddenin yıldız ışığının büyük bölümünü emeceğini ve gökyüzünü karartacağını öne sürdü. Oysa anlaşıldı ki, bu toz da sonunda ısınacaktı ve emdiği ışınımla aynı yoğunlukta parlayacaktı. Big Bang ile evrenin bir başlangıcının olması gerektiğinin ortaya konulmasıyla ve uzayın genişlediğinin anlaşılmasıyla bu paradoks çözümlendi. Yıldızlar sonsuzdan beri yoksa ve evren genişliyorsa böyle bir paradoks da ortadan kalkıyordu.
1871 yılında Johann Friedrich Zöllner’in ortaya koyduğu sonsuz çekim paradoksu da Big Bang’in genişleyen evren modeliyle ortadan kalkıyordu. Zöllner, Newton’un öngördüğü gibi sonsuz ve durağan bir evrende homojen dağılımlı yıldızlar kabul edersek, evrenin her noktasına sonsuz çekim gücü(!) uygulanacağını gösterdi. Her noktada sonsuz çekim gücünü kabul etmek ne sağduyuyla, ne de gözlenen evrenle uyumluydu. Sürekli genişleyen, dinamik, sonsuz olmayan evren modeli (Big Bang’in modeli) bu paradoksu ortadan kaldırıyordu.
.
Devamı: http://www.bigbang.gen.tr/bolum3.asp