Evrenin Zaman Çizelgesi -Bölüm 1-

Merhaba arkadaşlar. Bir süredir Big Bang’den günümüze evrenin gelişim ve evrim aşamaları hakkında yazmak istiyordum. Bu yazıyı hazırlarken iki bölüm halinde toplam 10 evreden bahsedeceğim. Bu iki bölüm bittikten sonra evrenimizin öngörülen geleceği ile ilgili ayrı bir yazı, en sonunda ise Big Bang ile ilgili daha detaylı bir yazı yazacağım. Evrenin zaman çizelgesi başlıklı yazı dizisi çok detaylı bir yazı olmayacak. Başlangıç amaçlı olduğundan, yıl yıl neler olduğunu anlatan bir metin değil. Daha çok Big Bang anı, ilk yıldız oluşumu, galaksiler, bulutsular ve devamı şeklinde evrelere böldüm. Daha detaylı halini, yani yıl yıl evrelendirilmiş versiyonunu ileride yazmayı planlıyorum. Hadi başlayalım.

Big Bang (Büyük Patlama)

Big Bang yaklaşık 13,87 milyar yıl önce gerçekleşti. Evren büyük bir karışıklık ile başladı ve uzay ve zaman oluştu. Tüm uzay, zaman, madde, enerji, entropi yani kısacası her şeyin kaynağı Big Bang’tir. Saniyenin ilk trilyonlarca trilyonlarca ve trilyonlarca küçük kısmında, evren Planck mesafesi dediğimiz bir mesafedeydi. Bu mesafe, atomun trilyonlarca trilyonlarca ve trilyonlarca kez küçük boyutudur. Daha sonra kozmik enflasyon denilen, akıl almaz hızda (yani ışıktan da hızlı) bir genişleme süreci başladı. Hayal etmesi zor da olsa, bu genişleme sürecinin büyüklüğünü aklımızda canlandırmak için, bir nanometrenin 250 milyon ışık yılına genişlediğini söyleyebiliriz. Bu kozmik enflasyon sonradan durdu ama Evren genişlemeye devam etti.

Evren genişledikçe ve soğudukça, simetri kırılmalarıyla 4 temel kuvvet ortaya çıktı. Bu kuvvetler yoluyla oluşan parçacıklar bir araya gelerek ilk hidrojenlerin, biraz helyumun ve çok az miktarda lityumun çekirdeklerini oluşturdular. Bu elementlerin yörüngelerinde elektronları yoktu; çünkü Evren o kadar sıcaktı ki, aşırı enerji yüklü elektronlar yerinde duramıyordu. Bu aynı zamanda ışığın, yani fotonların hareket etmesini de önlüyordu. Bu yüzden Evren’in ilk zamanlarında ışık yoktu, Evren opak bir haldeydi. Big Bang’den 350 bin yıl sonra Evren yeterince soğuduğunda, elektronlar çekirdeklerin etrafında yörüngeye girdi ve ışık ilk kez hareket etmeye başladı. İşte Mikrodalga Kozmik Fon Işıması dediğimiz şey, bu ilk ışıktır.

Bir diğer önemli de nokta da, başlangıçta Evren’deki madde ve anti-madde miktarının birbirine eşit olmasıdır. Bu ikisi bir araya gelerek enerjiye dönüşüp yok olurken, sebebi ve nasıl olduğu bilinmeyen bir şekilde madde baskın çıkarak görülebilir evrenimizi oluşturdu.

İlk Yıldızların ve Galaksilerin Oluşumu

Evren genişliyor, soğuyor ve maddeler oluşmuş durumdayken, Big Bang anındaki çok küçük farklılıklar ve kütleçekimi sayesinde mevcut maddeler bir araya toplanmaya başladı. Bu şekilde ilk yıldızlar oluştu. İlk Nesil Yıldızlar diye adlandırılan bu yıldızlar devasa boyuttaydı. Daha sonra bu yıldızların da bir araya toplanmasıyla ilkel galaksiler, diğer bir adıyla kuasarlar oluştu. Yıldızlar, çekirdeklerinde hidrojeni helyuma, helyumu da üçlü alfa süreci ile karbona dönüştürerek element çeşitliliğinde artışa yol açtılar. Üçlü alfa süreci şu şekildedir: İki helyum atomu birleşerek berilyum atomunu oluşturur; daha sonra berilyum atomu bir helyum atomu ile birleşerek karbon atomunu oluşturur. Yıldızlarda meydana gelen bu süreç, artık füzyon yapılamaz noktaya gelene kadar (atom numarası 9 olan demir elementine kadar) devam edebilir. Sürecin hangi elemente kadar devam edebileceği yıldızın kütlesine bağlıdır. Demir elementinden sonra füzyonun devam edememe sebebi şudur; demir atomunu füzyon ile birleştirirseniz eğer, füzyon için gerekli olan enerji, füzyondan elde edilecek olan enerjiden daha fazladır. Bu yüzden ve yıldızın iç sıcaklığının yetersiz kalmasından demir elementinde füzyon gerçekleşmiyor. Füzyonun durduğu bu evrede yıldız süpernova patlaması yaşıyor.

İlkel galaksilerden söz ederken şu bilgiyi de es geçmemek gerekir: Zaman çizelgemiz değişmese de, bu dönemde günümüzdeki dev spiral galaksilere benzeyen, artık yıldız üretimi durmuş galaksiler de gözlemlenmiştir. Hiç var olmaması gereken bu galaksileri gözlemleyebilmiş olmamızın sebebi, o zamanlar birçok ilkel galaksinin yoğun bir şekilde çarpışması sonucunda yıldız üretiminin daha da hızlanması, buna bağlı olarak da yıldızlararası tozun bitmesi olabilir. Yıldızlararası toz bittiğinde bulutsular da oluşamayacağı için, yıldız üretimi durmuştur.

Eğer bu doğruysa, o zamanlardan gezegen ve biraz ilerisinde yaşam oluşma ihtimali de mümkün. Ama bu, sadece bir hipotezden ibaret. Bununla ilgili şu yazımı okuyabilirsiniz: Erkenden Ölmüş Galaksilerin Gizemine Bir Bakış.

Büyük Moleküler Bulutsular

Kartal Bulutsusu

İlk nesil yıldızlar ve ilkel galaksiler oluşurken bir yandan da yıldızlar arası uzayda maddeler toplanmaya devam ediyordu. Bu toplanmalar ile büyük moleküler bulutsular meydana geldi. Bu bulutsular galaksilerde yıldızlar arası uzayda bulunur. Galakside yeni oluşacak yıldızlar ve gezegenler için ham madde kaynaklarıdır. 300 ışık yılı genişliğindeki bir moleküler bulutsuda bizim güneşimiz gibi benzer 10.000 yıldız oluşturabilecek kaynak bulunmaktadır. Ama moleküler bulutsuların sadece %10′u yıldız oluşturmaya yetecek yoğunlukta olabilmektedir. Bu yeterlilik ise ortalama bir kaç yüzden bir kaç bin yıldıza değişiklik göstermektedir. Moleküler bulutsular dağılmadan 10 veya 100 milyon yıl bir arada bulunabilir.

Bulutsularda Yıldızların Doğumları

Yaratılış sütunları. Bu ismi almasının sebebi bir sürü yıldızın ondan doğmasıdır.

Büyük moleküler bulutsular oluştuktan sonra kütleçekimin etkisiyle kendi içinde topaklaşmalar oluşmaya başladı. Bu yoğunlaşma aynı zamanda ısıyı da artırdı. Isının artması ve yeterli yoğunluk ile hidrojen atomları birleşmeye, helyumu oluşturmaya başladı ve Önyıldız (protostar) dediğimiz oluşum meydana geliyordu. Bulutsular doğum sancıları çekiyordu. Fakat bu Önyıldız’lar görülebilir ışıkla görülemiyordu ve halen göremiyoruz. Çünkü etraflarını yoğun toz bulutu ile dolu olduğundan ışık bulutsuyu aydınlatıyordu sadece. Şu anda bu yıldızları kızılötesi teleskoplarla gözlemleyebilmekteyiz.

Yaşlı Yıldızlar ve Nükleosentez

İlk nesil yıldızlarımız evrenin kimyasını fazla değiştiremeden kısa ömürleri tükenmiş, patlamış ve ikinci nesil yıldızlar oluşmuş. Bu ikinci nesil yıldızlar kendi kütleçekimi altında büzüşmek ile çekirdeğindeki nükleer füzyonun ortaya çıkardığı enerjinin sebep olduğu dışarı itme kuvveti arasında bir denge kurarak ömrünü bu savaşa harcıyor.

Bir yıldızın parlaklığı, sıcaklığı, rengi, büyüklüğü ve yaşam süresi tamamen kütlesi ile ilgilidir. Küçük kütleli yıldızlar (ortalama güneşin 10da 1′i kadar) soğuyarak kırmızı cüce haline geldiler ve kim bilir kaç milyarlarca yıl boyunca yaşayacaklar. Güneşimiz ile benzer kütledekiler artık 10 milyar yıl hidrojen yakacaklar onlarda henüz bir değişim yok. Fakat daha büyük kütleli yıldızlar kısa ömürleri nedeniyle hemen yaşlanmış ve her yaktığı yakıtın katmanları çekirdeğin üstünde birikmiş durumda. Nükleosentez dediğimiz bu şekilde yakıtlarını füzyon ile birleştirerek yeni ve daha ağır elementler oluşturmasıdır yıldızın. Her yakıtın yıldızda, çekirdeğin üstünde bir katmanı olur. En yukarıda hidrojen olmak üzere aşağıya doğru helyum karbon olarak ilerler.

Yazımın 2. bölümünde ise şu başlıklar yer alacak.

• Yıldızların Ölümü ve Yeni Elementler
• Öngezegenimsi Diskler
• Gezegenimsilerin Oluşması ve Öngezegenlerin Yoğunlaşması
• Jüpiter, Dünya Gibi Gezegenlerin Oluşumları.
• Yaşamın Kimyası