EVREN VE YAPISI
Evrenin varoluşunu inceleyen bilime (kozmogoni), evreni inceleyen bilime de (kozmoloji) denir. Evren sonsuz uzaydan ve uzaya adacıklar gibi serpilmiş samanyolundan meydana gelmiştir. Modern kozmogoninin resmen kabul ettiği teori, Einstein’ın kütle ve enerji dengesini gösteren ilkesine dayanır. Buna göre ışığın da tartılabilir bir kitlesi vardır. Bu kitle (m), enerjinin (E), ışık hızının E karesine (c2) m = bölümüne eşittir. C2 Alman astronomi bilgini Gamow’a göre, evrenin oluşunun ilk haftasında uzayın sıcaklığı bugün güneşin merkezindeki sıcaklığa eşitti; ışık – enerjinin yoğunluğu, maddenin yoğunluğunu geçiyordu ve bu durum 250.000.000 yıl sürmüştür. Einstein’ın önemli teorilerinden biri de, evrenin devamlı olarak genişlediğini ifade etmektedir. Günümüzde yapılan tüm incelemeler de evrenin gerçekten hızla genişlediğini göstermiştir.
Evrenin yaşı, samanyollarının birbirinden uzaklaşma oranına göre hesaplanmaktadır. Varılan sonuçlar, evrenin 5.000.000.000 yaşında olduğunu göstermiştir. Bilginler bunlara dayanarak evrendeki her şeyin birdenbire olduğuna inanmaktadırlar. Işınla enerjinin yoğunlukları eşit olduktan sonra, ışın – enerji maddeye göre yoğunluğunu daha çabuk kaybetti. Uzayın sıcaklığı 0 dereceye düşünce, maddenin yoğunluğu iyice arttı. Genişleme daha da artınca, maddenin yoğunluğu ışık enerjinin yoğunluğunu iyice geçti. İlk defa olarak cins gazlar bir araya gelmeye başladı. Bugün uzayda, yaratılıştaki parlaklık kalmamıştır.
Çünkü ışın devamlı genişlemeye harcanmıştır. Uzay artık karanlık ve soğuktur. İngiliz bilginlerinden H. Bondi, T. Gold ve F. Hoyle ise, evrenin gittikçe genişlemesi ile samanyolların oranının azalmadığını, aksine yeni yaratılanlar sayesinde yeni samanyolları oluştuğunu ileri sürmüşlerdir. Bu sayede yeni samanyolları, eskilerin yerini almakta, uzayda oran hiç değişmemektedir. Modern aletler sayesinde evrenin gittikçe daha uzaktan incelenebilmektedir. Amerika’daki Palomar rasathanesinin dev teleskopu sayesinde 1.000.000.000 ışık yılı uzaktaki nebulalar görülebilmektedir. Sadece bu teleskopun görüş alanı içinde 1.000.000.000 nebula olduğu düşünülürse, evrenin akıl almaz büyüklüğü hakkında bir fikir edinilebilir.
Enerji dalga veya partikülleri homojen ve dengeli olarak çözüldüğünde ‘Varoluş’ ile ‘Antivaroluş’ olamayacağı ya da toplam karşıtları olan ‘Yok oluşta’ ise bir patlama olamayacağından, evren soğuyor mu, ısınıyor mu, evrenin durması sonu mudur, Büyük patlama evrenin merkezi mi, başlangıcı mıdır, başka galaksiler ve hayatlar var mıdır, güneş evrenin merkezinde midir gibi problemler hareket veya başka deyişle zamanın populer sorularını teşkil etmiştir.
Evrenin oluşumuna dair günümüzde en çok kullanılan teori, Bigbang (Büyük Patlama) teorisidir. Bu teoriye göre evren, sıfır hacimli ve çok yüksek bir enerji potansiyeline sahip, sıkışmış bir noktanın patlamasıyla oluştu. ilk patlama nasıl oluştu Evren meydana gelmeden önce evrenin yerinde ne olduğu ya da evrenin neyin içinde genişlediği sorularına bilimsel bir cevap bulunamamıştır, bununla birlikte evrenöncesi durum, evrendışı varoluş hakkında hipotezler öne sürülmüştür.
Büyük Patlama sonucunda altı yöne dağılan gaz molekülleri uzun bir dönem boyunca birbirlerinden bağımsız hareket ettiler. Sürekli genişleyen evrenin her yerinde geçerli olan fizik kurallarından kütleçekimi kanunu vasıtasıyla bağımsız gazlar birleşerek galaksileri (gök adaları) oluşturdular. Aynı evrensel fizik kanunu neticesinde gökadalar da birbirlerine yaklaşarak devasa gruplar oluşturdu. Galaksiler içinde yıldızlar ve bazı yıldızların çevresinde sistemler oluştu. İçinde yaşadığımız Güneş Sistemi bunlardan birisidir. Keşfedebildiğimiz evrende 400 milyardan fazla galaksi ve 10.1088 yıldız olduğu tahmin edilmektedir.
Evren Felsefesi
Ebedi hareketi içindeki sonsuz uzay, yani zaman ve mekan içinde var olan gezegenler, gezegen sistemleri, galaksiler, yıldızlar gibi maddi sistemlerin tümü. Felsefe ve doğa bilimleri, daima mevcut bilgi düzeyinden hareketle, evrene ilişkin kapsamlı görüşleri doğa bilimlerine dayalı bir evren tablosu ve felsefi birer dünya görüşü oluşturacak şekilde- geliştirmeye çalışmışlar ve bu çabalar, maddecilik ile idealizm arasında sürekli bir savaşımın konusu olmuştur. Evren hakkında, bilimsel temellere dayalı bir görüş geliştirmek son derece güçtür çünkü insanlık, gelişiminin her basamağında sonsuz evrenin ancak belli bir alanını teorik düzeyde ve pratik düzeyde kendine mal edebilmiş, ancak belli kısmını gözlemleme, araştırma ve dönüştürme faaliyetinin nesnesi haline getirebilmiş ve yine ancak belli bir kısmı hakkında bilgi edinebilmiştir.
Bu durumda evrene ilişkindir görüş geliştirebilmek için, evrenin çok dar bir alanını kapsayan bilgilerden, tüm evrene ilişkin çıkarsamalar yapılır işte bu yüzden bilimsel her evren tablosu ve evrenin tümüne ilişkin her felsefi görüş sınırlıdır, görecelidir ve tarihsel bakımdan koşulludur. Evren hakkındaki bilgilerin ne denli sınırlı ve göreceli kaldığını, ama bir o kadar da zenginleşmeye açık olduğunu anlamak için, evren tablosunun tarihsel gelişimine şöyle bir göz atmak yeter: Yerküreyi, evrenin merkezi olarak gören Ptolemeci evren tablosunun, yerini Kopernikus’ un, güneşi evrenin merkezi kabul eden görüşüne bırakması, bu görüşün Euklides geometrisine ve Newton mekaniğine dayanılarak 19. yüzyılın sonlarına kadar mükemmelleştirilmesi ve nihayet günümüzdeki doğa bilimleri tarafından geliştirilen ve genellikle rölativizm teorisinin, modern radioastronominin ve kozmolojinin sağladığı bilgilere dayanan modern evren tablosunun ortaya çıkması.
Diyalektik maddeciliğin evrene ilişkin felsefi görüşü, yukarıdaki sonuçların güvenilirle elde edilir. Evrenin bizce bilinmeyen alanlarının somut mahiyetinin, yapısının ve tabi olduğu yasal düzenliliklerin ne olduğu konusunda hiçbir spekülasyona girişmeksizin, evrenin maddeye dayalı tekliğinden, maddenin zaman ve mekan içindeki sonsuz ve yasal düzenliliklere tabi hareketinden yola çıkar. Çünkü, evrenin daha geniş ve daha derinlemesine tanınması, ancak bilgi edinme sürecinin ilerleyişi içinde adım adım gerçekleşecek bir iştir. Diyalektik maddecilik, evreni diyalektik maddeci anlayışla yorumlayarak ve evren konusundaki bilgilere dayanarak, evrenle ilgili bilimlere, bilgi teorisine dayalı güvenilir ve yöntemsel bir temel sağlar.
Evren’in yaşı
Büyük Patlamadan günümüze dek geçen zamandır. Şu anki teori ve gözlemler, Evrenin yaşının 13,5 ile 14 milyar arası olduğunu önermektedir. Bu yaş aralığı birçok bilimsel araştırma projesinin görüş birliğiyle elde edilmiştir. Bu projeler arasında arka plan ışınımı ölçümlerini ve Evrenin genişlemesinin ölçümü için kullanılan diğer pek çok farklı yöntemi de içerir. Arka plan ışınımı ölçümleri Evrenin Büyük Patlamadan bu yana olan soğuma süresini verir.
Büyük patlamanın zaman ve mekanın mutlak başlangıç noktası olduğu, bütün bilim dünyası tarafından kabul edilmiş bir teori değildir. Farklı evren modelleri, kendi üzerine çöken ve yeniden genişleyen evren modelleri de farklı çevrelerde kabul gören evren teorilerindendir.
Evren’in büyüklüğü
19. yüzyılın ortalarına doğru astronomları; insanın dış gücünün çok ötesinde, tasarlanamayacak kadar engin bir evren düşüncesine götüren önemli gelişmeler oldu. Evrenin sınırsız boyutlarının ilk somut göstergesi, büyük Alman astronomi bilgin Friedrich Wilhelm Bessel’in (1784- 1846) o güne kadar denenmemiş bir yönteme başvurarak 1838’de yaptığı bir uzaklık ölçümüdür. Bessel, ilk kez ıraklık açısından yararlanarak, Güneş ile yakınındaki Kuğu 61 yıldızı arasındaki uzaklığı kesin değerleriyle ölçtü ve inanılması güç bir sonuç buldu. Bu ölçüme göre Kuğu 61 ile Güneş arasındaki mesafe 97 trilyon kilometreden daha fazlaydı (tam olarak 97.432.493.000.000 km). Yakın bir yıldızın bile böylesine şaşırtıcı bir uzaklıkta olması, uzayda yapılacak ölçümlerde kilometre ve mil gibi geleneksel ölçü birimlerini kullanmanın ne kadar anlamsız olduğunu açıkça ortaya koymuştu. Bunun üzerine astronomlar, çok hızlı bir maddenin bu uzaklığı ne kadar zamanda alacağını belirtmenin çok daha kolay ve anlamlı bir ölçü birimi olacağına karar verdiler. Saniyede yaklaşık 300.000 km hızla hareket eden bir ışık ışını bir yılda yaklaşık 9.6 trilyon kilometre yol alır. Işık yılı, bugün astronominin temel uzunluk ölçüsü birimidir. Bu ölçü birimine göre Kuğu 61, Güneş’ten 10,3 ışık yılı uzaklıktadır. (Günümüzde yapılan daha duyarlı ölçümler bu uzaklığın 11,2 ışık yılı olduğunu ortaya koymuştur.) Güneş’e en yakın yıldız ise yalnızca 4,3 ışık yılı uzaklıktaki Proxima Centauri’dir.
Yapısı ve içeriği
Evren’in büyük ölçüde karanlık madde ve karanlık enerji’den oluştuğu düşünülmektedir. Bilinen madde Evren’in %5’inden azını oluşturmaktadır.
Evrenin büyük oranda “karanlık madde” ve “karanlık enerji”den oluştuğuna inanılmaktadır.
Özel görelilik kuramı ve uzay-zaman:
Gerçek sadece mesafedir. Çizgi esasen sadece uzunluğu L dir (siyahla gösterilen); r. koordine farklılıkları uç noktaları arasındadır (şöyle ki; Δx, Δy or Δξ, Δη gibi) kendi çerçevelerinin referansıdır. (mavi ve kırmızı ile uyarlanarak belirtilmiştir).
Evrenin alan ve bir geçici (zaman) olmak üzere en az üç boyutu vardır. Uzun süre mekansal ve zamansal boyutların doğada farklı ve birbirinden bağımsız olduğu düşünülmüştür, ancak özel görelilik kuramı ile, mekansal ve zamansal ayrımların her bir tanesinin hareketi ile (sınırlar içinde) karşılıklı çevrimler (interkonvertible) oluştuğu anlaşılmıştır.
Yasalar ve Termodinamik Kanunları
Evrende tüm madde yapıtaşları atom, iyon, anyon, katyon yoğunlaşmış düzensiz ısı enerjileridir. Tüm maddeler enerjinin bir formudur ve Termodinamik kanunlarına göre işlemektedir. Termodinamiğin üç temel kanunu vardır.
Termodinamiğin en basit yasası; Sıfırıncı kanun olarak adlandırılır. Daha basit bir ifadeyle farklı sıcaklıklarda iki cisim ısıl bakımdan temas ederse sıcak olan cisim soğur, soğuk olan cisim ısınır. Sıcaklık, madde içinde atomların titreşmesi ile iletilir. Bu nedenledir ki, ısı akışı sıcak cisimden soğuk cisime doğru gerçekleşir.
Birinci Kanunu, evrende temel olarak enerjinin yok edilemeyeceğini veya yoktan var olamayacağını söyler. Enerji sadece bir şekilden diğerine dönüşür. Bunun sonucu olarak geçmişteki bir olgunun gelecekte birebir tekrarlanmayacağı düşünülür.
Termodinamik’in bilim dallarına da uygulanabilen İkinci Yasasına göre, ısı enerjisi daha soğuk bir kaynaktan, daha sıcak bir kaynağa enerji vermeden transfer olamaz. Başka bir deyişle, bir sistem kendinden daha soğuk sistemle ısıtılamaz. Sistemlerin bu özelliği Termodinamikçilerin geliştirdiği “entropi” kavramıyla açıklanır.
Isı Devinimi olarak da bilinen Termodinamiğin üçüncü Yasası kısaca: “Eğer mutlak sıfır noktası olan sıfır Kelvin derecesine (yani -273 Santigrat) ye inilirse, bu sıcaklığa inebilen tüm parçacıkların birbirine eşit entropileri olur, 0-noktası enerjisi (zero-point energy) olarak tanımlanır. İşte bu nokta entopinin minimuma gittiği sıfır entropi noktasıdır. Bu yasa, neden bir maddeyi mutlak sıfıra kadar soğutmanın imkânsız olduğunu belirtir (dinamik bir evrende ısı titreşim alışverişi düzensizliği ve pi sabiti.) Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça bütün hareketler sabitleşir. Sayının sıfır değil de bir sabit olmasının sebebi, bütün hareketler durmasına ve buna bağlı olan belirsizliklerin yok olmasına rağmen kristal olmayan maddelerin moleküler dizilimlerinin farklı olmasından belirsizliğin hala mevcut olmasıdır. Üçüncü yasa sayesinde maddelerin mutlak sıfırdaki entropileri referans alınmak üzere kimyasal tepkimelerin incelenmesinde yararlı olan mutlak entropi tanımlanabilir.
Moleküler Enerjiler
Maddelerin ısınması veya soğuması bir takım zincirleme fiziksel olaydan meydana gelmektedir. Bu olaylar birbirini takip eden zincirleme kazalara benzer. Maddeler soğurken kendinden daha soğuk bir ortamla etkileşime girer. Maddeler ısınırken ise kendinden daha sıcak bir ortamla etkileşime girer. Biz soğumayı ele alalım. Bir maddenin soğuması için kendinden daha soğuk ortamla etkileşir dedik. Bu etkileşim esnasında olan şeyler şunlardan ibarettir: Maddenin tanecikli yapısı, yani moleküler yapıları veya atomik yapıları, soğuk maddeyle çarpışır. Bu çarpışma esnasında daha sıcak olan ve bundan dolayı daha hareketli ve moleküler yapısı daha serbest olan madde, moleküler yapısı daha soğuk olan yani moleküler yapısı daha az serbest olan atoma çarpar ve soğuk maddenin atomunun durgunluğu nedeniyle yavaşlar. Tıpkı koşarken duran bir cisme çarpmak gibi.
Diğer soğuk atomu da hızlandırır. Bu olay tüm atomların enerjileri eşitlenene kadar devam eder. Isınma da bu anlatılan olayın tam tersi olur. Isınma da bu sefer soğuk maddeyi sıcak maddenin taneciklerinin hızından dolayı hızlanması yani ısınmasıdır. Sıcak olan ortamın da yavaşlaması yani soğumasıdır. İki anlatılan olay da birbirinin aynısıdır. Bu yüzden donma ve kaynama, buharlaşma ve yoğuşma noktaları birbirine eşittir.