Bir önceki yazımda, Büyük Patlama sonrası evrenin ilk bir saniyesinde neler olduğunu anlamaya çalışmıştık. Evren bu bir saniye içinde olağanüstü genişlemiş ilk saniyenin sonuna doğru genişleme hızı yavaşlamış ve yerçekimi dalgaları evren boyunca yayılırken süper kuvvetten sırayla ayrılan kuvvetler atomaltı parçacıkları oluşturmaya başlamıştı. Hemen ardından Higgs alanının aktif olması ile bu parçacıklar kütle kazanmışlardı.

Bu evrede evren madde ve enerjiden oluşan bir parçacık çorbası gibiydi.

Bu kozmik çorbada kuarklar, elektronlar ve bunların karşı parçacıklarından oluşan homojen bir karışım bulunuyordu. Ayrıca nötrinolar, fotonlar ve karanlık madde parçacıkları da bu çorbada yer alıyordu.

Biliyorsunuz; karanlık madde parçacıkları, fotonlarla etkileşime girmeyen ve bu nedenle karanlık olarak adlandırılan, ışık yaymayan ve doğası henüz bilinmeyen bir tür kütleli parçacıktı.

Madde-antimadde savaşı

Büyük Patlama’nın 0.0001 s sonrasında, yani daha bir saniye geçmeden, maddeyi korkunç bir savaş bekliyordu. Çünkü bir karşıtı vardı, antimadde. Bu evrede enerji maddeye dönüşürken aynı anda karşıtı da oluşmuştu. Ona antimadde diyoruz.

Biliyoruz ki madde ve antimadde bir araya geldiklerinde çarpışarak birbirini yok ederler ve geride enerji bırakırlar.

Dolayısıyla madde ve antimadde çarpışması sonrası muazzam bir enerji evreni dolduruyor.

Bu savaşın galibi burun farkıyla madde oluyor ve savaştan arta kalan madde evreni oluşturmaya yetiyor. Karşı madde ise ortadan kaybolmuştur.

Bugün varlığına tanıklık ettiğimiz her şey, bu savaşın kalıntılarıdır. Günümüz evreni kalan bu madde parçacıkları ile inşa ediliyor.

Ancak geride yığınla soru kalıyor. Gerçekte eşit oranda olması beklenen madde-antimadde miktarında neden madde parçacıkları antimadde parçacıklarından daha fazladır?

Bu sorunun henüz makul bir yanıtı yok.

100. saniye ve opak evren

İlk bir saniye geride kalırken evren büyüyor ve soğumaya devam ediyor. Evrenin genişliği 100 trilyon km (1019. cm) ve sıcaklık T=1010 K dolayındadır. Evren hala çok sıcak bir parçacık çorbası gibidir.

Bu evrede kuarklar üçlü gruplar halinde bir araya gelerek proton ve nötronları oluşturdular; bunlar bugün bildiğimiz atom çekirdeklerinin bileşenleridir.

Parçacıkların yoğunluğu ve sıcaklığı son derece yüksektir ve parçacıklar sürekli çarpışma halindedirler. Yoğunluk çok olduğundan elektronlar, protonlar, nötronlar ve o zamana kadar oluşmuş atom çekirdeği gibi madde parçacıkları içinde fotonlar hapis durumdadırlar. 

Dolayısıyla bu durum fotonların serbestçe hareket etmesini engellerken yerçekimi etkisi altında oluşabilecek herhangi bir madde yoğunlaşmasına da izin vermez.

Büyük Patlama’dan yaklaşık 100 saniye sonra, protonlar ve nötronlar birleşerek hidrojen ve helyum çekirdeklerini oluşturdular. Bu evre “nükleosentez” olarak adlandırılır.

Bu evrede evren opaktır ve 380 bin yıl opak olarak kalacaktır.

Soğuk karanlık madde

Büyük Patlama'dan 56,000 yıl sonra, madde yoğunluğu radyasyon-enerji yoğunluğuna eşit olur ve artık karanlık madde evrenin inşasına başlamıştır. Çünkü karanlık madde parçacıkları, fotonlar ile etkileşime girmedikleri için engellenmezler.

Ancak soğuk ve sıcak olmak üzere iki tür karanlık madde vardır. Soğuk karanlık madde parçacıkları büyük olduğundan hızları ışık hızından düşüktür. Dolayısıyla, dalgalanmalar soğuk karanlık madde dağılımında yer yer yoğunluklar oluşturur.

Çok küçük kütleli ve elektrik yükü olmayan nötrinolar, ışık hızına yakın hızda hareket ettikleri için sıcak karanlık madde olarak değerlendirilirler. Bunlar ışık ile etkileşime girmedikleri ve hızları ışık hızına yakın olduğu için daha az yoğunluk oluştururlar.  

Kozmologlar evrendeki karanlık maddenin büyük kısmının soğuk olduğunu belirtiyorlar.

Soğuk karanlık madde evrenin dokusunun iskeletini oluştururken normal madde bu evrede fotonların baskısı altındadır.

ΛCDM kozmolojik model

Bilim insanları Büyük Patlama'dan bu yana evrenin geçirdiği evrimi açıklayan basit bir model oluşturdular. Bu modelde, temel bileşenler karanlık enerji, soğuk karanlık madde ve normal maddedir. Burada Lambda (Λ) genişlemeden sorumlu karanlık enerjiyi; CDM, soğuk karanlık madde ve normal madde bileşenini temsil ediyor.

Karanlık enerji, evrenin hızlanan genişlemesinden sorumlu gizemli güçtür; soğuk karanlık madde evrenin iskeletini oluştururken günümüz evrenini oluşturan normal madde ise evrenin yalnızca %5’ini kapsar.  

Model aslında basit; bize içinde bulunduğumuz evreni gözlemlere dayanan fizik yasalarından hareketle açıklamaya çalışıyor. Ancak bu yasaların geri planda nedenini bilmiyoruz. Örneğin, bir cisim ışık hızından daha hızlı gidemez; bunun gözlemlere dayalı olarak doğru olduğunu biliyoruz ama bunun nedenini bilmiyoruz.

Evren kurgusu da böyle. Bugün de bilmediğimiz çok şey var ama bu, onları asla bilemeyeceğimiz anlamına gelmiyor.

Nitekim bir yüzyıl önce başka galaksilerin varlığından haberimiz var mıydı? Ama bugün çok daha fazlasını biliyoruz.

Kaynakça

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2013/03/Planck_history_of_Universe

https://lambda.gsfc.nasa.gov/education/graphic_history/univ_evol.html

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid

https://www.jpl.nasa.gov/news/euclid-discovers-einstein-ring-in-our-cosmic-backyard/

© T24