Evrenin Dogusu
________________________________________
1930'lu yıllara kadar bir sır olarak kalmış olan yaşamın kökenini oluşturan Güneş'in enerji kaynağını ortaya çıkarmayı başaran insanoğlu, Dünya üzerinde etkinliklere ve olaylara çabucak katılabilecek şekilde bir haberleşme ve ulaşım ağını oluşturabildi. Dünya'nın çekim ivmesinden kurtulmayı başararak, Dünya'nın yuvarlak olduğunu anladı. Ay'a adım attı ve gezegenlere uzay araçları gönderdi. Bu şekilde gelişen akılcı düşünme utkusu, batı Avrupa'ya eşi görülmemiş 50 yıllık bir barış getirdi.
Binlerce yıldır, insan yaşamı 40 yıllık aralıklar ile açlık ve donma tehlikesi geçirmiştir. Bilim bu süreyi iki katına çıkartabilmiş ve bugün Bilim, insanoğlu için ağrısız, rahat ve keyif verici bir yaşam sunma çabasındadır. Yüzyılın başında, Bilim Dünya'yı değiştirmiş, yüzyılın sonunda da insanoğlu, kendisini bilimler ile değişen bir Dünya'da bulmuştur. Sadece Dünya değişmedi aynı zamanda insanoğlunun kendisi de değişti ve Dünya sadece fiziksel bir boyutta kaldı.
Bu köklü değişime, matematiksel bir mantık ve sade bir hayal gücünün baskın olduğu zahmetli bir yöntem ile adım adım geliştiğine inanılan bilimler sayesinde ulaşılması şaşırtıcı görülebilir.
Tüm bilimler çok ufak adımlar içerisinde ilerlerken, bu alanda ara sıra birdenbire anlamlı sıçramalar olmaktadır. Sonuçta, daha geniş bir bakış açısı elde ediliyor ve yeni bir paradigma doğuyor. Bunlar da anlayışımızı, düşüncemizi ve kültürümüzü etkileyen büyük keşifler oluyorlar.
Genişleyen Evren
1912 yılında, Vesto. M. Slipher, sarmal bir bulutsu (şimdi gökada olarak adlandırılmaktadır) olarak adlandırılan gökcisimlerinin ilk tayflarını elde etti. Bu iş, o zamanlar küçük teleskoplar ve iyi olmayan emülsiyonlar ile yapıldığından, yorucu bir işlevdi. Slipher spektrel çizgilerin kırmızıya doğru kaydığını ve cisimlerin bizden uzaklaştığını gözleyerek, bu uzaklaşmanın Gökadamızda bilinen herhangi bir yıldızdan çok daha hızlı bir şekilde olduğu sonucunu çıkardı.
Büyük uzaklaşma hızları, pek çok Astronomun çözmeye çalıştığı bir bulmaca haline gelmiştir. Sonunda Edwin Hubble, 1925 yılında, "Nebulaların (bulutsuların)" yüzmilyonlarca yıldız içeren gökadalar olduğunu anladıktan sonra, 1929 yılında tüm gökadaların bizden uzaklaşmadığını, aynı zamanda bu uzaklaşma hızlarının uzaklıkları ile de orantılı olduğunun farkına vardı
Son 70 yıl içerisinde, büyük patlama fiziksel bir gerçek olmaya başladı. En uzak gökadalar hemen hemen ışığın hızına yakın kırmızıya kaymalara sahiptirler. Birbirlerinden bağımsız olarak yapılan gözlemler, şüphenin ötesine giderek genç evrenin küçük, son derece yoğun ve çok sıcak olduğunu kanıtlamaktadır.
Evrenin genişlemesi, onun yaşını belirleme konusunda bize basit bir araç sağlamaktadır. Çok erken zamanlarda, tüm gökadalar (veya oluştukları madde ve enerji) tek bir yerde sıkışmıştı. Genişleme başladığı zaman bazı bölgeler yavaş bir şekilde uzağa taşındılar ve bugünkü komşularımızı oluşturdular. Diğer bölgeler, yüksek hızlar ile taşınarak, ufuk sınırlarımız içerisinde yer aldılar. Bu yapıların hepsi de, aynı seyahat zamanına bir başka ifade ile evrenin yaşına sahip oldular. Bu durumda, teknik olarak pekte kolay olmayan yöntemlerle bir gökadaya veya pek çok gökadaya olan uzaklık belirlenebilir. Belirlenen bu uzaklık, uzaklaşma hızına bölünürse, elde edilen sonuç evrenin genişleme yaşını verir.
Ölçülen kırmızıya kaymalar, uzaklaşma hızları ve en iyi uzaklık tespitleri, bize 14 (± 2) Gigayıl (1 Gigayıl = 1 milyar yıl) bir genişleme yaşı veriyor. Bu zamanın uzun olduğu görülebilir. Yaşamın 3 Gigayıl önce başladığı Dünya üzerindeki en yaşlı kayaların hemen hemen 4 Gigayıl bir yaşa sahip olduğu ve Gökadamızdaki en yaşlı yıldızların 12 Gigayıl önce oluştuğu gözönüne alındığında, evrenin genç olduğu anlaşılır.
Ters olan şey, evrenin yapıları oluşturmasıdır. Tesadüfen diğerlerinden çok daha fazla madde içeren bölgeler oluştu. Bu yoğun bölgelerde, çekim genişlemeyi bölgesel olarak yavaşlattı ve hatta genişlemeyi büzülmeye doğru yöneltti. Hidrojen ve helyumdan ibaret dev, büzülen bulutlar oluştu ve bunlar daha küçük büzülen bulutlar içerisine parçalandı. Bu parçalar daha sonraları bugün gördüğümüz gökadalara doğru evrimleştiler. Gökadalar büzülmeleri süresince döndüler ve dönmeleri, bunları daha fazla miktarda çökmelerine engel oluşturdu.
Bununla beraber, binlerce güneş kütlelerine sahip tek tek bulut etkileşmeleri büzülmeye devam edebildi ve yıldızları oluşturabildi. Yıldızların oluşumu, gökadalarda devam etmekte olan bir süreçtir. Bu süreçte, gaz tamamen kullanılıncaya kadar yeni yıldızlar sürekli olarak doğmakta, yaşlanmakta ve ölmektedirler. Gökadaların bazıları gaz depolarını tamamen tükettiler. Bizim Gökadamızda ise, uzun zamandır yıldızlar oluşmakta ve bu süreç devam etmektedir.
Büzülen bir yıldızın içerisi, sıcaklık bir kaç milyon dereceye ulaştığında ısınır. Bu anda, bir hidrojen bombası ateşlenir ve hidrojen, helyuma dönüşür. Bu işlevin sonucunda, büyük miktarda bir enerji salıverilir. Bu enerji yıldızın daha fazla büzülmesini engeller ve yıldızın parlamasına olanak sağlar. Böyle bir durumda Güneş'teki bu enerji, tüm yaşamın temelini oluşturur.
Küçük kütleli yıldızlar, tüm hidrojenlerini helyuma dönüştürdüklerinde, "Beyaz Cüce"ler olarak ölürler. Daha büyük kütleli yıldızlar, helyumu, karbon, oksijen ve demire doğru daha kompleks elementlere yakarlar. Daha ağır elementlerin üretimi ile enerji salıverilmez, daha ziyade enerji gerekir. Bu enerji, büyük kütleli yıldızlar dev bir süpernova patlaması ile öldükleri zaman ortaya çıkar.
Dünya üzerindeki tüm kimyasal elementler yıldızlarda üretilmiştir. Yıldızlar öldükleri zaman, kütlelerinin bir kısmını Gezegenimsi Nebula (bulutsu) olarak sakin bir şekilde veya bir süpernova olarak, patlamalı bir şekilde uzaya atarlar.
Böyle bir süreçte kimyasal olarak işlenmiş materyal, yıldızlararası ortama geri döner. Yeni oluşan yıldızlara bu şekilde, karbon, oksijen ve demir gibi elementler bulaşırlar. Güneş sistemimiz 4.6 Gigayıl önce oluştuğu zaman, 92 elementin hepsi zaten mevcut idi. Başka bir ifade ile, büyük kütleli kimyasal olarak ürün veren yıldızlar kısa ömürlü oldukları için, elementlerin çoğunluğu, Güneş sisteminin kendisi yıldızlararası gazdan itibaren oluşmadan
uzun süre önce orada bulunmakta idi. Dünya üzerindeki kimyasal değişkenliğin olmasının nedeni de, önceki yıldız nesillerinin ilkel hidrojen ve helyum dışında tüm elementleri oluşturmasından dolayıdır.
Gökadamızdaki en yaşlı yıldızlar 12 Gigayıl yaşındadır. Bir başka ifade ile, büyük patlamadan 2 Gigayıl sonra oluştular. Tüm maddenin yarısının protonlar ve nötronlar halinde olmayıp, "eksotik" halde oldukları kabul edilmedikçe, bilgisayar modelleri bu kadar kısa aralıklarda yapıları oluşturmakta başarısız kalır.
Karanlık madde olarak adlandırılan bu yapılar, bilinmeyen özelliklere sahip parçacıklardan ibarettir. Ne var ki, karanlık madde, yapı oluşumunu açıklamada kaçınılmaz olarak gereklidir. Bu anlaşılması zor madde biçimini tespit etmek için, bugünlerde büyük çabalar harcanmaktadır. Bununla birlikte, hayal edebildiğimiz evrende, karanlık madde dışında bilemediğimiz daha başka şeyler olabilir.
Evren
Dünya (yaklaşık çapı 12 800km), Güneşin çevresinde dönmektedir ve Güneş Sistemi'nin bir gezegenidir; Güneş Sistemi ise yarıçapı 6 milyar km'den uzun olan bir alanı kapsar. Güneş, Gökada'nın(Samanyolu) 100 milyar yıldızından biridir ve çok kenarda yer alır. Gökada'nın çapı 100 000 ışık yılıdır ve Güneş, merkezden 28 000 ışık yılı uzaklıkta, yani merkeze yarıçapın üçte ikisi kadar bir uzaklıkta bulunur. Gökada, otuz kadar komşu gökadayla birlikte
(en önemlisi, Andromeda M31), çapı yaklaşık 5 milyon ışık yılı olan Yerel grubu (veya Yerel küme) oluşturmaktadır ve söz konusu yerel grup da daha büyük bir sistemin, Yerel süperkümenin çevresinde yer alır. Gözlemlenen en uzak gökcisimleri, uzaklıkları milyarlarca ışık yılıyla ölçülen kuazarlardır. Bilinen Evren, 10 milyar ışık yılının ötesinde bir uzama sahiptir.
Güneş
Yeryüzündeki ısı ve ışığın kaynağı tarih boyunca insanlığın çok ilgisini çekmiştir... Güneş yarıçapı yaklaşık bir buçuk milyon kilometre olan büyük ve sıcak bir gaz topudur. Modern teoriye göre Güneş'in merkezindeki yoğunluk suyun yoğunluğunun yaklaşık yüz katı, sıcaklık ise yaklaşık 15 milyon derece civarındadır. Atom-altı parçacıkların biraraya gelip kaynaşarak nükleer enerjiyi açığa çıkarabilmeleri için bu tür yüksek sıcaklıklar gereklidir. Serbest kalan enerji başlıca iki şey yapar. Birincisi, Güneş'in içinde sıcaklığı yüksek tutarak dışarıdan içeriye doğru bir etki yapan kütle çekim kuvvetine direnmeye yetecek bir basınç yaratır (Böyle bir basınç olmazsa, Güneş kendi ağırlığı altında çöker). İkincisi, açığa çıkan enerji ısınıma dönüşerek önce güneşin yüzeyine doğru hareket eder, oradan da uzaya yayılır. Güneş'in enerjisinin bir bölümü yüzeyi hareketlendirip karıştırarak çok yüksek enerjili parçacıklar, manyetik alanlar ve taç(corona) adı verilen yüksek sıcaklığa sahip bir atmosfer yaratır...
Güneş Sistemi
Bundan 4.5 milyar yıl önce...
Samanyolu'nun ücra bir köşesinde, Avcı kolu üzerinde, ölmüş yıldızların artıklarıyla "zenginleşmiş" bir gaz ve toz bulutu yavaş yavaş çöküyor. Büyük bir topak ve onun çevresinde dönen bir disk oluşuyor. Merkezdeki topak, Muazzam ağırlık ve basınç altında ısınıyor ve hidrojen atomları birleşerek helyuma dönüşmeye başlıyor. Çevredeki diskte bulunan toz zerrecikleri, birbiriyle çarpışarak daha küçük topakçıklar oluşturuyorlar. Milyonlarca yıl sonra merkezde oluşan yıldız, rüzgarıyla arta kalan tozları süpürüyor. Ortaya çıkan, G2 tayf sınıfından, 350 000 Dünya kütlesinde sarı bir yıldız. Orta büyüklükte sayılsa da, Evren'deki kardeşlerinin yüzde 95'inden daha büyük. Çevresindeyse, güçlü kütle çekimiyle yönettiği gezegenler. İşte Evren'de yaşam türlerine ev sahipliği yaptığı bilinen tek sistem, Güneş Sistemimiz...
Güneş oluşma sürecindeyken, çevresinde dönen gaz ve toz diskinin, merkezdeki topağa yakın iç bölgeleri çok yüksek sıcaklıklarda bulunuyordu. Bu nedenle, iç kesimlerde ortaya çıkan gezegenler, ölmüş yıldızların enkazı olan silisyum, demir, vb. gibi, bir yıldızda pişirilmiş ağır elementlerden oluştular. Merkezde demir bir çekirdek. Onu çevreleyen, erimiş kayalardan kalın bir "manto". Ve onun da üzerinde, büyük oranda silisyum içeren, soğumuş, katılaşmış bir kabuk. Bu, iç gezegenlerin oluşumu için genel bir model. Güçlü teleskopların pek çok yerde saptadığı gaz ve toz diskleri, gezegen oluşum modelini doğruluyor.
Karasal gezegenler, oluşum halindeki Güneş'in çevresinde dönen gaz ve toz bulutunun dış kısımlarında ortaya çıktılar. Diskin, merkezdeki topaktan uzak bu dış bölgeleri oldukça soğuktu. Dolayısıyla, toz zerreciklerinin yani sıra buz ve kar parçalarını da içlerine aldılar. Sonunda öylesine büyüdüler ki, çevredeki hidrojen ve helyumu da çekip çok kalın atmosfere sahip oldular. Atmosferlerinde, bu iki gazın yani sıra, metan, etan gibi gazlarla, su buharı da bulunur. Yüksek dönme hızları nedeniyle, Güneş Sistemi'nin oluşum artıkları olan kuyruklu yıldız, asteroid gibi gökcisimlerini kendi üstlerine çekerek, iç gezegenleri felaketli çarpışmalardan korurlar. Sahip oldukları dev uydulardan bazılarında donmuş, yada sıvı halda su bulunuyor