Büyük Patlama Kuramı, evrenin nasıl başladığına dair bir açıklama sunan kuramların en bilindik olanıdır. En basit haliyle bu kuram, evrenin küçük bir tekillik ile başladığını söyler ve sonrasında da bugün bilebildiğimiz kadarıyla 13.8 milyar yıldır da şiştiğini ileri sürer. Çünkü mevcut araç-gereçlerle gökbilimciler evrenin doğum anını tam olarak bilemiyorlar ve Büyük Patlama hakkındaki kavrayışımız, matematiksel kuram ve modelleri temel alıyor. Bunun yanı sıra, gökbilimciler kozmik mikrodalga arka alan ışınımı olarak bilinen genişleme görüngüsünün “yankısını” duyabiliyorlar. “Büyük Patlama Kuramı” ifadesi, astrofizikçiler arasında onlarca yıldır oldukça popüler olmasına rağmen, ana akım medyada 2007 yılında aynı isimle Amerika’da yayınlanmaya başlayan ve içlerinde bir astrofizikçinin de bulunduğu birkaç araştırmacının akademik ve ev yaşamını konu alan komedi dizisi ile popüler olmaya başladı.

İlk Saniye ve Işığın Doğumu

NASA’ya göre, evrenin başlamasından hemen sonraki anda, çevre sıcaklığı yaklaşık 5.5 milyar santigrat derece idi. Evren nötronlar, elektronlar ve protonlar gibi temel parçacıkların geniş bir dizisini içeriyordu. Evren soğudukça bu parçacıklar bozundular ya da birleştiler.

Bu ilkel çorbayı gözlemlemek neredeyse imkansızdır, çünkü ışık bunun içerisinde taşınamıyordu yani evren saydam değildi; opaktı. NASA bu durumu şöyle tanımlıyor: Serbest elektronlar bulutlardaki yağmur damlacıklarından güneş ışığının saçılmasına benzer bir biçimde ışığın (fotonların) saçılmasına sebep olmuş olabilir. Fakat zaman geçtikçe bu serbest elektronlar bir çekirdekle bir araya geldiler ve nötr atomları oluşturdular.

Bu ilk ışık --bazen Büyük Patlama’nın “görüntüsü” olarak isimlendirilir-- daha uygun bir isim olarak kozmik mikrodalga arka alan ışınımı (KMA) olarak bilinir. Ve ilk olarak 1948 yılında Ralph Alpher ve diğer bilim insanları tarafından ileri sürülmüş, fakat neredeyse 20 yıl sonra kazara bulunmuştur. (Bkz. Evrenin Karanlık Çağını Sona Erdiren Şey Neydi?)

NASA’ya göre, Bell Telephone Laboratories’den Arno Penzias ve Robert Wilson 1965 yılında bir radyo alıcısı yapmaya çalışıyorlardı ve beklenenden çok yüksek sıcaklıkları farkettiler. Başlangıçta, bu anomalinin güvercinler ve onların dışkılarından kaynaklandığını düşündüler ancak pisliğin temizlenmesi ve anten içerisine yuva yapan güvercinlerin çıkarılmasına rağmen anomali düzelmedi.

Öte yandan, Princeton University’den Robert Dicke öncülüğündeki araştırma ekibi kozmik mikrodalga arka alan ışınımına dair deliller bulmaya çalışıyordu ve ekip bunu Penzias ve Wilson’un farkında olmadan bulduğunu farketti. İki ekip de makalelerini 1965 yılında Astrophysical Journal ‘da yayımladı.

Evrenin Yaşını Belirleme

Kozmik mikrodalga arka alan ışınımı birçok görevde gözlemlenmişti. Uzay temelli görevlerin en ünlü olanı ise 1990'larda gökyüzünü haritalandıran NASA’nın Kozmik Arkaplan Gezgini (COBE) uydusuydu. BOOMERanG deneyi (Milimetrik Ekstragalaktik Işıma ve Jeofizik Balon Gözlemi), NASA’nın Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ve Avrupa Uzay İstasyonu’nun Planck uydusu gibi diğer birkaç görev de COBE’nin ayak izlerini takip etti.

2013 yılında açıklanan Planck gözlemleri, arka alan ışınımını benzeri görülmemiş detaylarda haritalandırdı ve evrenin daha önce düşünülenden daha yaşlı olduğunu ortaya çıkardı: Evren 13.7 milyar değil, 13.82 milyar yaşındaydı. Haritalar yeni gizemlere de sebebiyet verdi. Örneğin, Güney Yarımküre Kuzey Yarımküre’den neden biraz daha fazla kırmızı (sıcak) görünüyor gibi. Büyük Patlama kuramı, kozmik mikrodalga arka alan ışınımının, nereye bakarsanız bakın çoğunlukla aynı olduğunu söylüyor. Kozmik arkaplana dair ölçümler, aynı zamanda gökbilimcilere evrenin bileşenlerine dair de deliller sunuyor.

Araştırmacılar evrenin büyük bir kısmının geleneksel araç-gereçlerle “hissedilemeyen” madde ve enerjiden oluştuğunu düşünüyorlar. Bu gizem de söz konusu algılanamayan madde ve enerjiye karanlık madde ve karanlık enerji isimlerinin verilmesine sebep oldu. Evrenin yalnızca %5’lik bir kısmı gezegenler, yıldızlar ve gökadalar gibi "karanlık olmayan madde"den oluşmuştur.

Kütleçekimsel Dalgalar Uyuşmazlığı

Gökbilimciler evrenin başlangıcını “görebilirken”, aynı zamanda da onun hızlı genişlemesine dair de kanıt arıyorlardı. Kuram, evrenin doğumunun hemen sonrasındaki ilk anda evrenimizin ışık hızından daha hızlı bir şekilde şiştiğini söylüyor. Bu arada, bu söylem Einstein’ın hız limiti kuramını ihlal etmez çünkü Einstein evren içerisindeki maksimum seyahat hızının ışık hızı olduğunu söylemiştir. Einstein’ın bu söylemi, evrenin kendi genişlemesine uyarlanamaz.

2014 yılında, astronomlar “B-modlar”ına ilişkin kozmik mikrodalga arkaplanda delil buldular. Evren büyüdükçe bir tür kutuplaşma oluşuyor ve kütleçekimsel dalgalar meydana çıkıyordu. Ekip, bu delili “Backround Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization- BICEP2” isimli Antartika teleskopunu kullanarak saptadılar. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics’den araştırmacı John Kovac, gördükleri sinyalin gerçek olduğundan çok emin olduklarını ve gökyüzünde bulunduğunu söylüyor. Fakat Haziran 2014'te aynı ekip; bulgularının görüş alanlarına giren gökadasal tozlar tarafından değiştirilmiş olabileceğini söyledi. İki ekipteki araştırmacılar beraber çalışarak 2015 Ocak ayında Bicep sinyalinin çoğunlukla (hepsi değil), parlayan bir kitle (İng. stardust) olduğunu doğruladı.

Daha Hızlı Şişme, Çoklu Evrenler ve Başlangıç Grafiği

Evren yalnızca genişlemiyor, aynı zamanda hızlı bir biçimde de şişiyor. Bu da şu anlama geliyor: Zaman geçtikçe artık kimse Dünya'dan ya da gökadamız içerisindeki herhangi bir yerden diğer gökadaları saptayamayacak.

Harvard University'den gökblimci Avi Loeb şöyle diyor: "Bizden giderek uzaklaşan uzak gökadalar göreceğiz fakat bu gökadaların hızları zamanla artacak. Bu yüzden, eğer yeterince beklerseniz, uzak bir gökadanın hızı ışık hızına ulaşacaktır. Bu ne demek peki? Işık artık bu gökada ile aramızdaki boşluğu kapatamayacak. Ve gökada bize göre ışık hızından daha hızlı bir şekilde hareket ederse, bu gökadadaki muhtemel bir uzaylı ile iletişim kurabilmek mümkün olmayacak ve sinyal akışı gerçekleşmeyecek."  



Bazı fizikçiler ise bulunduğumuz evrenin birçok evrenden birisi olduğunu ileri sürüyor. Çoklu evrenler modelinde, farklı evrenler birbiriyle yan yana var olabilirler; tıpkı yan yana duran baloncuklar gibi. Kurama göre, şişmenin ortaya çıkardığı ilk büyük itmede, uzay-zamanın farklı parçaları farklı oranlarda büyür. Bu farklı evrenlerin potansiyel olarak farklı fizik yasaları bulunabilir.

Massachusetts Institute of Technology (MIT)'den kuramsal fizikçi Alan Guth 2014 yılındaki bir basın toplantısında, "Bir çoklu evrene yol açmayan şişmenin modellerini inşa etmek oldukça zordur. Ancak imkansız değildir. Bu yüzden, ben hala yapılması gereken araştırmalar olduğunu düşünüyorum. Fakat şişme modellerinin birçoğu bir çoklu evrene sebep oluyor ve şişmeye dair deliller bizi çoklu evrenler fikrini ciddiye almamız gerektiği noktasına yönlendiriyor," dedi.

Bilebildiğimiz evreni kavramaya çalışırken, Büyük Patlama'nın evrenin deneyimlediği ilk şişme evresi olmadığı da ihtimal dahilinde. Bazı bilimciler ise düzenli döngülerle şişme ve sönme yaşayan bir evrende yaşadığımıza ve bizlerin de şu an bu evrelerden birisinde olduğumuza inanıyor.

---

Kaynaklar:

1- NASA, "The Big Bang", http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang/
2- NASA, "Tests of Big Bang: The CMB", http://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/bb_tests_cmb.html
3- "Dead Pigeons and the Universe's Birth: 5 Weird Facts About Big Bang Theory", http://www.space.com/24784-big-bang-theory-five-weird-facts.html
4- "Astronomers Hedge on Big Bang Detection Claim" http://www.nytimes.com/2014/06/20/science/space/scientists-debate-gravity-wave-detection-claim.html
5- "What Is the Big Bang Theory?", http://www.space.com/25126-big-bang-theory.html?cmpid=514630_20150705_48045866&adbid=10152925587876466&adbpl=fb&adbpr=17610706465