Büyük Tasarım

108
Balon evren 
Uzak galaksiler bizden uzaklaşırlar; tüm kozmos dev bir balonun yüzeyindeymiş gibi.
nu  keşfedeceği  gibi-  evrenin  genişlemekte  olduğunu  göste­
ren  bir  çözüm  bulmayı  başardı.  Friedmann’ın  model  evreni  sı­
fır  büyüklükle  başlayıp  çekim  gücü  yavaşlatıncaya  kadar  geniş­
lemesini  sürdürüyor  ve  sonunda  bu  güç  yüzünden  kendi  üzeri­
ne  çöküyor.  (Einstein’ın  denklemleri  için  Friedmann  modelinin 
savlarını  destekleyen  iki  ayrı  çözüm  daha  vardır:  Birinde  evre­
nin  genişlemesi  biraz  yavaş  olmakla  birlikte  sonsuza  kadar  sü­
rüyor,  diğerinde  ise  evrenin  genişleme  hızı  sıfıra  doğru  azalı­
yor  ama  asla  sıfıra  varmıyor.)  Friedmann  bu  çalışmasından  bir­
kaç  yıl  sonra  öldü  ve  Hubble’ın  keşfine  kadar  düşünceleri  pek 
bilinmedi.  Ancak  1927’de  bir  fizik  profesörü  ve  Roma  Katolik 
Kilisesi’nde  rahip  olan  Georges  Lemaître  benzer  bir  görüşü  ile­
ri  sürdü:  Evreninin  tarihini  geçmişe  doğru  izlediğinizde  yaratı­
lış  anma  gelinceye  kadar  küçülür:  Biz  bu  ana  günümüzde  büyük 
patlama diyoruz.
Büyük  patlama  fikrini  herkes  sevmedi.  Aslında  “büyük  patla­
ma”  tanımı  1949’da  Cambridge’li  astrofizikçi  Fred  Hoyle  tarafın­
dan  ortaya  atıldı;  Hoyle  sonsuza  kadar  genişleyen  bir  evrene  ina­
nıyordu  ve  büyük  patlamayı  alaycı  bir  tanım  olarak  kullanmış­
tı.  Bu  düşünceyi  destekleyen  doğrudan  gözlem  ancak  1965’te 
yapılabildi;  uzayın  her  yerinde  arka  planda  güçsüz  mikrodalga­
lar  olduğu  görüldü.  Bu  kozmik  mikrodalga  arka  plan  radyasyo­

---

109
nu  (bundan  sonra  GMBR-cosmic  microwave  background,  radi­
ation)  veya  kozmik  fon  radyasyonu  mikrodalga  fırınınızdakiyle 
aynıdır  ama  gücü  çok  daha  azdır.  Televizyonunuzun  kullanılma­
yan  bir  kanalını  açarak  CMBR’yi  kendiniz  de  gözlemleyebilirsi­
niz:  Ekrandaki  karlı  görüntünün  küçük  bir  yüzdesine  neden  olan 
odur.  Radyasyon,  Bell  Laboratuvarları’nda  çalışan  ve  mikrodal­
ga antenindeki statiği bertaraf etmeye uğraşan iki bilim insanı ta­
rafından  tesadüfen  bulunmuştur.  Başlangıçta  statiğin  cihazları­
na tüneyen güvercinlerin dışkılarından kaynaklandığını düşündü­
ler  ama  sorunlarının  çok  daha  ilginç  bir  nedeni  olduğunu  sonra­
dan  anladılar  -  CMBR  evrenin  büyük  patlamadan  hemen  sonra­
ki  çok  yoğun  ve  çok  sıcak  ilk  evresinden  kalan  radyasyondu.  Ev­
ren  genişledikçe  radyasyon,  şimdi  bizim  gözlemlediğimiz  solgun 
bir  artık  oluncaya  kadar  soğudu.  Şimdi  bu  mikrodalgalar  ayakla­
rınızı ancak eksi 270 santigrat dereceye -yani mutlak sıfırın 3 de­
rece  üstüne-  kadar  ısıtabilir  ve  mısır  patlatmak  istediğinizde  işi­
nize yaramayacaktır.
Astronomlar  büyük  patlamanın  küçük  ve  sıcak  erken  evrene 
ilişkin  söylediklerini  destekleyen  başka  izler  de  buldular.  Örne­
ğin,  ilk  dakikada  evren  tipik  bir  yıldızın  merkezindeki  sıcaklıktan 
daha  sıcak  olmalıydı.  Bu  süreçte  bütün  evren  bir  nükleer  füzyon 
reaktörü  gibi  davranmış  olmalı.  Evren  genişledikçe  ve  yeterince 
soğudukça bu tepkiler kaybolmaya başlamıştı; ancak kuram, pat­
lama  sonrasında  evrenin  çoğunlukla  hidrojenden  oluşmakla  bir­
likte  yüzde  23  helyum  ve  eser  miktarda  lityum  içerdiğini  (bütün 
ağır  elementler  daha  sonra,  yıldızların  içinde  oluşu)  öngörüyor­
du.  Bu  hesaplama  gözlemlediğimiz  helyum,  hidrojen  ve  lityum 
miktarlarıyla uyum içindedir.
Helyum  bolluğuna  ilişkin  ölçümler  ve  CMBR,  büyük  patlama­
nın  evrenin  en  erken  zamanları  için  sunduğu  resmi  destekleyen 
ikna  edici  kanıtlar  sağladı,  ancak  büyük  patlama  evrenin  ilk  za­
manları  için  geçerli  bir  açıklama  olarak  düşünülse  de,  Einstein’ın 
kuramını  evrenin  başlangıcını  gösteren  esas  resim  olarak  ele  al­
mak  yanlış  olur.  Çünkü  genel  görelilik  kuramı  zamanda;  evrenin 
hem ısısının, hem yoğunluğunun hem de eğikliğinin sonsuz oldu­
ğu  bir  noktanın  varlığını  öngörür  ve  matematikçiler  bu  duruma 
tekillik  derler.  Bir  fizikçi  için  bu,  Einstein’ın  kuramının  çöktüğü 
noktayı  işaret  eder  ve  bu  nedenle  evrenin  başlangıcına  dair  bir 
öngörüde  bulunmak  kullanılamaz,  yalnızca  başlangıçtan  sonra 
nasıl  geliştiğini  açıklar.  Her  ne  kadar  genel  göreliliğin  denklemle­
rini  ve  gökyüzü  gözlemlerimizi  evrenin  çok  genç  zamanlarını  ta-

---

110
mmak  için  kullansak  da,  büyük  patlama  resmini  evrenin  başlan­
gıcına kadar götürmek doğru olmayacaktır.
Evrenin başlangıcı konusuna birazdan geri döneceğiz, ama ön­
ce  genişlemenin  ilk  evresi  hakkında  konuşalım.  Fizikçiler  buna 
şişme  (inflation)  diyor.  Son  zamanlarda  para  enflasyonu  yüzde 
200.000.000’u  geçen  Zimbabwe’de  yaşamıyorsanız  bu  terim  size 
çok  sarsıcı  gelmeyebilir.  Ancak  oldukça  temkinli  hesaplamala­
ra göre bile evren 0,00000000000000000000000000000000001 sa­
niyede 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kat genişlemiş­
tir.  Bu,  çapı  1  santimetre  gelen  bir  madeni  paranın  patlayarak 
Samanyolu’nun  genişliğinin  on  milyon  katı  genişliğe  ulaşması  gi­
bidir. Bu durum, hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı hareket edemeye­
ceğini  dikte  eden  göreliliğe  aykırı  görünse  de,  hız  sınırı  evrenin 
genişlemesine uygulanamaz.
Einstein’ın  genel  görelilik  kuramının  ötesine  geçen  tartışma­
lara  dayanarak  ve  kuantum  kuramında  yer  alan  özellikleri  göz 
önünde  bulundurarak  böyle  bir  şişme  döneminin  gerçekleşmiş 
olabileceği  fikri  ilk  kez  1980’de  ileri  sürülmüştür.  Kütleçekim 
kuvvetiyle  ilgili  tamamlanmış  bir  kuantum  kuramımız  olmadığın­
dan  ayrıntılar  üzerinde  hâlâ  çalışılıyor  ve  fizikçiler  şişmenin  na­
sıl  gerçekleştiği  konusunda  kesin  bir  şey  söyleyemiyorlar.  Ancak 
kurama  göre,  şişmenin  neden  olduğu  genişleme  alışıldık  büyük 
patlama  resminin  öngördüğü  gibi  tümüyle  tektip  olmayabilir.  Bu 
düzensizlikler  CMBR’nin  farklı  yönlerinde  küçük  ısı  değişiklikle­
rine  yol  açtı.  Değişiklikler  çok  küçük  olduğu  için  1960’larda  göz­
lemlenemedi,  ama  1992’de  NASA’nın  COBE  uydusu  tarafından 
keşfedildi  ve  daha  sonra  2001’de  fırlatılan  halefi  WMAP  uydusu 
tarafından  ölçümler  yapılabildi.  Sonuç  olarak  artık  şişmenin  ger­
çekten meydana geldiğim biliyoruz.
İronik  bir  biçimde,  CMBR’deki  bu  küçücük  değişimler  şişme­
nin  kanıtı  olmakla  beraber,  şişmenin  önemli  bir  kavram  olma­
sının  nedeni  CMBR’nin  ısısındaki  neredeyse  mükemmel  tekdü­
zeliktir.  Bir  nesnenin  bir  bölümünü  çevresinden  daha  sıcak  ha­
le  getirip  beklerseniz,  nesnenin  ısısı  dengeleninceye  kadar  sı­
cak  bölüm  soğuyacak  çevresi  ise  ısınacaktır.  Aynı  şekilde  evre­
nin  de  değişmeyen  bir  ısıya  sahip  olması  beklenir.  Ancak  bu  sü­
reç  zaman  alır  ve  ısı  aktarım  hızının  ışık  hızıyla  sınırlı  olduğu­
nu  varsayarsak,  eğer  şişme  olmamış  olsaydı  evrenin  geçmişin­
de  geniş  aralıklarla  birbirinden  ayrılmış  olan  bölgelerin  ısıları­
nın  eşitlenmesi  için  yeterince  zaman  olmazdı.  Çok  hızlı  bir  ge­
nişleme  dönemi  (ışık  hızından  çok  daha  hızlı  olan  süreç)  bu  du­

---