Ocak 2003 sayisinin ücrets‹z ek‹D‹R

Evrenin K›sa Tarihi

‹çindeki olas› yaflam biçimleri hakk›ndaki düflüncelerimizi düzenlemeden önce,

yaklafl›k 14 milyar y›ll›k kozmik tarih boyunca çeflitli evrelerden geçerek evrimle-

flen evrenin ‘yaflam öyküsü’nü bu perspektifle gözden geçirmek yararl› olacak. Bu-

nun için, zaman içinde, her fleyin bafllang›c› oldu¤u düflünülen Büyük Patlama

ve maddenin ortaya ç›k›fl›n› izleyen dönemlerden sonra ilk ortaya ç›kan yap›-

lar oldu¤u düflünülen ve kozmik ufuk s›n›r›na kadar milyarlarca ›fl›k y›l›

geniflli¤indeki bölgelere da¤›lan gökada kümeleriyle bafllay›p, kendi gö-

kadam›z Samanyolu ve onu oluflturan yüz milyarlarca y›ld›zla öykü-

müze devam edebiliriz. Bu gök cisimleri nas›l do¤arlar, yaflarlar, çe-

flitli büyüklükte yap›lar olufltururlar ve ölürler? Nas›l olup da y›l-

d›zlar›n  farkl›laflmalar›,  evrimleri,  da¤›l›mlar›  ve  yaflamlar›  so-

nunda  patlayarak  da¤›lmalar›,  bunlar›n  çevrelerinde  yaflam›n

ortaya ç›kmas› ve geliflmesini olas› k›lacak kozmik ‘ekolojik’

ortamlar› yaratabilir?

Evrenin evrimi maddenin kimyasal tarihini içerir. Bilim-

sel hesaplar gösteriyor ki, evrenin ilk saniyesini dolduran

‘fiziksel  evrim’  sonunda,  madde  olarak,  yaln›zca  proton-

lar, elektronlar ve biraz da helyum çekirdekleri (alfa par-

çac›klar›) ortaya ç›kt›. Yeteri kadar ‘so¤uma’, elektron ve

protonlar›n birleflerek hidrojen atomlar›n› ve bir miktar

da helyum atomlar›n› oluflturdu. Bunlardan, ilk 1 mil-

yar y›l içinde, gökadalar ve y›ld›zlar ortaya ç›kar›r. Bu-

nu izleyen ‘kimyasal evrim’, önce basit, daha sonra kar-

mafl›k elementleri, bu arada yeryüzündeki yaflam için

çok gerekli olan (fakat kozmik ölçeklerde bak›ld›¤›nda

çok az orandaki) karbon, azot, oksijen... gibi atomlar›,

y›ld›zlar›n  merkez  bölgelerinde  hidrojen,  helyum  gibi

hafif elemenleri “yakarak” daha do¤ru, nükleer füzyon

yoluyla  birlefltirerek  oluflturdu.  Evrenin

tarihini inceleyerek, yaln›zca gök cisimle-

rine ne oldu¤unu de¤il, y›ld›zlar›n evrimi

s›ras›nda sürekli oluflturduklar›, pefli s›ra

gelen y›ld›z kuflaklar› boyunca zenginlefl-

tirdikleri, yaflam için gerekli y›ld›zlararas›

ortamdaki  hammaddenin  öyküsünü  de

yakalayabiliriz.

Daha genifl perspektifte evrene bakar-

sak, ilk kez 1929’da Amerikal› gökbilimci

Edwin  Hubble’›n  gözlemlerle  kan›tlama-

s›ndan beri, giderek geniflleyen bir evren-

de yaflad›¤›m›z› biliyoruz. Buna ait temel

kan›tlar aras›nda, gökadalar›n ve gökada

kümelerinin  tayflar›nda  gözlenen  ve  biz-

den uzaklaflmaya iflaret eden uzun dalga

boylar›na (‘k›z›la’) do¤ru kayma ve evre-

nin  erken  dönemlerinden  (protonlarla

elektronlar›n  ilk  hidrojeni  oluflturdu¤u

ilk 100 bin y›ldan) kalma ‘2,7K de¤erinde

kozmik mikrodaldga fon ›fl›n›m›’ say›labi-

lir. Gökadalar›n birbirinden uzaklaflmas›-

n›n bizi götürdü¤ü mant›ksal sonuç, bun-

lar›n  kozmik  geçmiflte  birbirlerine  daha

8

Ocak 2003

B‹L‹M

ve

TEKN‹K

Fiziksel Evr

fliflme

BÜYÜK

PATLAMA

kuark

Anahtar:

gluon

bozonlar

foton

y›ld›z

galaksi

karadelik

mezon

baryon

iyon

atom

elektron

muon

tau

nötrino

H›zland›r›c›lar:

yüksek 

enerjili

kozmik 

›fl›nlar

CERN-LHC

FNAL-Tevatron

BNL-RHIC

CERN-LEP

SLAC-SLC

Günümüz

oo

llaa

ss››

 kk

aa

rraa

nn

ll››kk

 

mm

aa

dd

dd

ee

 kk

aa

ll››nn

tt››ll

aa

rr››

kk

oo

zz

mm

iikk

 mm

iikk

rroo

dd

aa

llgg

aa

 ››flfl

››nn

››nn

 oo

rrtt

aa

yy

aa

 çç

››kk

››yy

oo

rr

Evrenin Tarihi

---

yak›n olduklar›, yani evrendeki ortalama madde yo¤unlu¤unun daha yüksek oldu-

¤u.  Zaman  içinde  yeteri  kadar  geriye  gitti¤imizdeyse,  yo¤unlu¤un  sonsuza  yak›n

olaca¤› bir ‘ilk an’a ulafl›r›z. ‘Büyük Patlama’ (BP) dedi¤imiz bu an, bugün teles-

koplarla gözlenen genifllemenin, pratik nedenlerle de evrenin bafllang›c› say›lmak-

ta. Gökbilimcilerin hesaplar›na göre, BP yaklafl›k 14 milyar y›l önce oldu. Elimiz-

deki ipuçlar›, maddenin ortaya ç›kt›¤› ve radyasyona bask›n hale geldi¤i bafl-

lang›ç evrelerinde, evrenin ani ve çok h›zl› bir geniflleme (‘enflasyon’) döne-

mi  yaflad›¤›,  daha  sonra  gökada  ve  y›ld›zlar›n  serpilip  geliflti¤i  ola¤an

do¤rusal-geniflleme dönemine girdi¤i, içinde bulundu¤umuz son evre-

deyse  evrenin  genifllemesinin  giderek  h›zland›¤›  (ivmeli  geniflleme

dönemi) yönünde. Evrendeki maddenin büyük bölümünün, halen

do¤as›n› iyi anlayamad›¤›m›z ‘karanl›k madde’ denen türden bir

bileflen içerdi¤i, son dönemlerindeki ivmeli h›zlanman›nsa, ‘ka-

ranl›k enerji’ olarak isimlendirilen daha da karmafl›k bir bilefl-

keye ba¤l› oldu¤u düflünülmekte. BP’dan öncesinin olup ol-

mad›¤›n›, o zaman evrenin ne durumda oldu¤unu bilemiyo-

ruz. Bu bafllang›ç an›na do¤ru bir geri çöküflün içinde ola-

bilece¤i gibi, bir varl›¤a sahip de olmayabilir. 

En basitlefltirilmifl flekliyle bilimin evrenin tarihiyle il-

gili  senaryosuna  göre,  Samanyolu  gökadam›z  yaklafl›k

12 milyar, ikinci ya da üçüncü kuflak bir y›ld›z olan Gü-

neflimiz de 5 milyar yafl›nda. Evrende binlerce gökada

kümesi,  birkaç  yüz  milyar  gökada  ve  her  gökada  da

birkaç yüz milyar y›ld›z var. Y›ld›zlar, gaz ve toz hal-

deki  y›ld›z  olmam›fl  maddeyi  içeren  ‘y›ld›zlararas›  or-

tam’ daki ‘moleküler hidrojen bulutlar›’n›n kendi çe-

kim  kuvvetleri  alt›nda  çöküflüyle  oluflur.  Ayn›  ya  da

benzeri  bir  sürecin  y›ld›zlara  ait  gezegen  sistemlerini

(bu arada Günefl’i) de oluflturdu¤u düflünülüyor.

Görülebilece¤i  gibi,  bu  tarih  bir  dizi  ‘evrim’  süreci

içeriyor: Önce fiziksel evrim diyebilece¤imiz süreçle, ‘te-

mel parçac›klar’ ve ilk atomlar (hidrojen, helyum) olufl-

mufl, bunu y›ld›zlar›n oluflumu ve ‘kimyasal evrim’, yani

daha a¤›r elementlerin ortaya ç›k›fl› izlemifl. Samanyolu ve

ilk y›ld›zlar›n oluflumu ve evrimini Günefl Sistemi’nin olu-

flumu ve evrimi izliyor. Dünyam›z kendi jeolojik evrimini ya-

flarken,  yaflam›n  ortaya  ç›k›fl›yla  birlikte,  ayr›nt›lar›  ilk  kez

Darwin  taraf›ndan  aç›klanan  ‘biyolojik  evrim’  için  de  gerekli

koflullar ve ortam ortaya ç›k›yor.

Konumuz  aç›s›ndan  önemli  para-

metre  olarak,  Samanyolu  içinde,  Gü-

nefl benzeri ve yaflam› oluflturabilecek

zenginlikte yüksek atom numaral› ele-

mentleri yeteri kadar içerebilen y›ld›z-

lar›n say›s› 20-30 milyar olarak hesap-

lanmakta.  Evrendeki  her  gökadan›n

da,  benzeri  oranlarda  Günefl-benzeri

y›ld›zlar içermesi beklenebilir. Bu tür-

den  y›ld›zlar›n  yaflam  aç›s›ndan  en

önemli parametresi, içerdikleri yüksek

atom numaral› elementlerin oran›. Bu

oranlarsa,  evrenin  ortalamalar›ndan

farkl›.

9

Ocak 2003

B‹L‹M

ve

TEKN‹K

renin Yap›s›

Tablo II.1: Büyük patlama sonras›nda (radyasyon-bask›n dönemde)

Evrende ve halen (madde-bask›n dönemde) Günefl Sistemi’nde

gözlenen göreli element bolluklar› (1 trilyon H atomuna karfl›l›k

gelen element say›lar›)

E

Elleem

meen

nttlleerr

Z

Z

B

Bü

üyyü

ük

k p

paattllaam

maa sso

on

nrraass››

h

haalleen

n G

Gü

ün

neeflfl ssiisstteem

mii

B

B/

/A

A o

orraan

n››

((aatto

om

m n

no

o))

((A

A)) ((xx m

miillyyo

on

n o

ollaarraak

k))

((B

B)) ((xx m

miillyyo

on

n o

ollaarraak

k))

hidrojen, H

1

1,000,000

1,000,000

1

helyum, He

2

80,000

80,000

1

karbon, C

6

1.6

370

230

azot, N

7

0.4

115

290

oksijen, O

8

0.04

670

16,750

neon, Ne 10

0.00018

110

610,000

sodyum, Na ve

daha a¤›rlar›

11+

2.5

140

55

---