Posts

Hazır Olun! Evren Simüle Edildi!

/1 Comment/in /by

Aslında benim de hep aklımı kurcalar bir köşesinden. Bir yazılım yazsam ve evrenin çok ufak bir köşesinin simülasyonunu yapsam. Ama bugünkü teknoloji ile evren big bang anından çok kısa bir süre sonrasından bugüne değin zamanı simüle edildi. Özellikle bizim evrenimizin özellikleri ile tutarlı bir şekilde.

Şu ana kadarki simülasyonlar hep başarısız kalıyordu. Büyük ölçeklerde yapılamıyordu. İşlem gücünün yetersizliğinden ve fizik kurallarının tam entegre edilememesinden dolayı çok küçük ölçeklerde ve çözünürlüğü düşük simülasyonlar yapılıyordu fakat bu da gerçekçi olmaktan uzak oluyordu. Tabi bir galaksinin simülasyonunun yapıldığını ben yazımda bildirmiştim. O başarılı bir çalışmaydı. (Galaksi Simülasyonu Büyük Uğraşlar Sonucunda Yapılabildi). Aynı zamanda eski simülasyonlar yıldız oluşumları, süpernova patlamaları ve kara delikler göz ardı edilerek yapılıyordu.

Read more

Evrenin Olası Sonları

/0 Comments/in /by

Eğer bilim insanlarının evrenin başlangıcı dışında tartışmayı sevdikleri başka bir konu varsa özellikle bu evrenin olası sonlarıdır (tabi her şeyin teorisi gibi şeylerde var aslında ya neyse). Normalde dünyadaki yaşamı daha biz ne olduğunu anlamadan sonlandırabilecek bir sürü olay mevcut aslında, örneğin en son Rusya’ya düşen meteor gibi ama evrenin sonu farklı bir durum. Evrenin sonu dünyanın sonuna göre daha zor ve tahmin edilmesi zordur aslında ama bu bizi tahminler yapmaktan alı koymayacaktır özellikle komplo teorisyenlerini (-_-). Neyse… Öncelikle evrenin sonu hakkında gerçekliğe yakın bir yorum yapabilmek için şunları bilmek gerekiyor.

  • Evrenin genel şekli.
  • Evrenin yoğunluğu.
  • Evrenin ne kadarı gerçekten karanlık enerjiden oluştuğu.

1- Büyük Yırtılma

Büyük Yırtılmanın aşama aşama durumlarını anlatan bu resimde, her aşamada neler gerçekleştiğini ve evrenin sonunda ne olduğunu görebilirsiniz.

Büyük Yırtılmanın aşama aşama durumlarını anlatan bu resimde, her aşamada neler gerçekleştiğini ve evrenin sonunda ne olduğunu görebilirsiniz.

Az buçuk astronomi ile ilgileniyorsanız karanlık enerjiyi ve evrenin genişlemesine olan etkiyi biliyorsunuzdur. Karanlık enerji yüzünden evren giderek hızlanarak genişlemektedir. Bu genişleme bir gün öyle bir noktaya gelecektir ki galaksiler, yıldızlar, gezegenler hatta atomlar kendilerini bir arada tutamayacak ve parçalanacaktır. İşte buna büyük yırtılma deniliyor. Tam detaylı açıklaması ise şöyle. Eğer evrenin yoğunluğu kritik yoğunluk dediğimiz yoğunluktan daha az ise evren sonsuza dek genişlemeye devam edecek ve çok yüksek hızlara vararak az önce dediğimiz olay gerçekleşecek. Tabi eğer bu yoğunluk kritik yoğunluktan fazla ise evrenin kendi içine çökeceğini dememe gerek yok tekrardan. Dartmouth kolejinden Robert Caldwell’e göre bu olay gerçekleşirse ortalama olarak Büyük Patlama’dan 22 milyar yıl sonra gerçekleşecek. Tabi bu sırada güneş hidrojen yakıtını bitirmiş ve kırmızı dev sürecine geçmiş olacaktır. Eğer o zamana kadar hayatta kalabilirsek dünyanın parçalanması büyük finalden tam 30 dakika önce gerçekleşecek onun dediğine göre.

2- Büyük Donma

Büyük Donma modeli en olası görülen evrenin sonu modellerindendir.

Büyük Donma modeli en olası görülen evrenin sonu modellerindendir.

Bu senaryomuzda ise teorimiz karanlık enerjinin doğasına göre şekil buluyor ve evren bir önceki teorimizdeki gibi genişlemeye devam ediyor. Giderek artan hızlarda galaksiler birbirinden hızla uzaklaşıyor fakat yırtılma gerçekleşmiyor. Aynı zamanda evrendeki ısı da bu uzaklaşma ile aynı şekilde dağılıyor. Evren giderek soğuyor ve soğuyor en sonunda da mutlak sıcaklığa düşerek artık evrende hiç bir iş yapılamaz hale geliyor. Tabi bu sırada galaksilerdeki yıldız üretimi için gerekli olan gazlar, bulutsular da tükendiği için tüm yıldızlar yavaş yavaş sönüyor ve yeni yıldız üretimi de sonlanıyor. Işık kaynağını da kaybedince karanlık ve soğuk bir evrenle karşı karşıya kalıyoruz. Evren bu noktada maksimum entropiye ulaşmış oluyor. Bu hem benim hem de bir çok bilim insanının  olasılığı en fazla olan evrenin sonu teorisi olarak görülüyor.

3- Büyük Çöküş

Bu resimde kritik yoğunluğa göre büyük çöküşünde içinde bulunduğu olasılıkları görüyoruz.

Bu resimde kritik yoğunluğa göre büyük çöküşünde içinde bulunduğu olasılıkları görüyoruz.

Bu model ise büyük yırtılmanın tam tersi olarak görülür. Çok büyük bir zaman sonra (büyük olasılıkla trilyonlarca yıl sonra) eğer evrenin yoğunluğu kritik yoğunluktan fazla ise genişleme yavaşlayarak duracak. Daha sonra ise evren büzüşmeye yani kendi içine çökmeye başlayacak. En sonunda ise Büyük Patlama anındaki o tekilliğe geri dönecek. İşin garip yanı böyle bir şey daha önce de gerçekleşmiş olabilir. Bazı bilim insanları Büyük Patlama’nın periyodik bir döngü olduğunu ve evrenin her genişlemeden sonra tekrar içe çökerek Büyük Patlama anını periyodik olarak yaşadığını ileri sürmüştür. Buna evrenin nefes alış verişi diyebilirsiniz. Büyük çöküş nefes almak ve Büyük Patlama ise nefes vermek olarak görülebilir. Fakat devamlı artan entropi bunu belli bir sayıdan daha fazlasına imkan vermeyeceğidir.

4- Büyük Slurp

Bu modelin çevirisini tam olarak yapamadım. Slurp köpürdeterek içmek ve ağzını şapırdatmak anlamına geliyor. Oysaki modelimizin onla bir alakası yok.
Modelimize dönecek olursak bu aralarında en yenisi ve garibi diyebiliriz. Öncelikle 2013 yılındaki higgs bozonunun bulunuşunu duymuşsunuzdur eminim. Hatta bizim kanallarda alakasız insanlar bunu tartışmaya yeltenmişti !… Bu model kısaca eğer higgs bozonu çok ağırsa ve evrenimiz bir kuantum dalgalanmasının oluşturduğu bir baloncuktan ibaret ise evrenimiz çok dengesiz bir durumda olacaktır ve higgs bozonunun kütlesi en ufak bir değişiklikte oluşturduğu balonda bulunan her şeyin kütlesi milyonlarca kez artacaktır. Bunun etkisi evrenimizi ışık hızı ile büyüyecek ve hatta büyüyor bile olabilir. Böyle bir durum olduğunda ışık hızı sınırı yüzünden fark edemeden yok olmuş oluruz. Çünkü böyle bir kütle artışı ile evren kendi içine çökecektir.Daha detaylı bir yazım mevcut bununla ilgili. Onun ismi ise Evren Her An Çökebilir! Belki de Yarın.

Kaynaklar:
About.com/physics – Big Crunch
About.com/space – Visual Timeline of the Universe
Universe Today – What Is The Big Rip?
Universe Today – Big Freeze
Wikipedia – Future of an expanding universe

Unutulmuş Bir Evren Modeli

/0 Comments/in /by

Einstein-De Sitter Modeli

Einstein'in önce genişleyen daha sonra küçülen evren modeline ait makalesine örnek bir illüstrasyon.

Einstein’in önce genişleyen daha sonra küçülen evren modeline ait makalesine örnek bir illüstrasyon.

EPJ H’de (Avrupa Fizik Bülteni H) yayınlanan bir makale, Albert Einstein’ın “Genel görelilik teorisinin kozmolojik problemi üzerine” makalesinin ilk ingilizce çevirisi ve analizi oldu. Einstein’ın 1931’de yayınlanan bu makalesi daha önceki Einstein’ın statik evren modelini yalanlıyor. Einstein’ın bu kozmolojik modelinde evren bir daralma sürecinden sonra tekrar genişlemeye başlıyor ki bu model Einstein-de Sitter olarak biliniyor. Bu yorumlama Einstein’ın 1932’deki tekdüze genişleyen evren modeli ile de zıt düşmektedir.

Isaac Newton kütleçekimi yasasını geliştirdikten sonra evrenin sabitliği tartışılmaya başlanmıştı. Çünkü her madde birbirine kütleçekimi uyguluyorsa eğer evren bu kütleçekim ile eninde sonunda kendi üstüne çökmesi gerekiyordu. Daha sonra 1912 yılında astronom Vesto Slipher kırmızıya kayma diye bir keşif ile evrenin genişlediğini iddia etti. Einstein, statik evren modeline o kadar bağlıydı ki 1917 yılında genel görelilik teorisine kozmolojik sabit diye “0” değeri ekleyerek statik bir evren modelini kendi teorisinde korumaya devam etti. Bu değer ile kütleçekimi dengelenebiliyor hatta uzak mesafelerde cisimler kütleçekimini yenerek birbirinden uzaklaşabiliyordu. Ama bu da bir yere kadar sürebildi. O ünlü kozmik mikrodalga fon ışıması keşfedildikten sonra Einstein’de evrenin genişlediğini kabul etti ve bunu en büyük hatası olarak dile getirdi. Daha sonra bu evren modeli ile önce genişleyen daha sonra küçülen evren modelini ortaya çıkardı. Bir sene sonra da evrenin genişlediği genel görelilik modelinin son halini ortaya koydu.

Bu yayınlanan makalede yazarlar Einstein’in genişlemenin uzayda ve zamandaki bükülmesine olan bakışını tartışırken aynı zamanda Einstein’ın hesaplamalarında hata olduğunu farkettiler. Örnek olarak şu anki evrenin yarı çapı ve yoğunluğunda hatalar vardı.

Kaynak:
The European Physical Journal H – Einstein’s cosmic model of 1931 revisited: an analysis and translation of a forgotten model of the universe

Gene Evrenin Oluşumuna Dair Yeni Bir Teori

/0 Comments/in /by

Artık en ilgisizin bile duyduğu büyük patlama teorisini bilirsiniz. O kadar bilinen bir teoridir. Ama altını çizelim teoridir. Yani onu destekleyen kanıtlar mevcut fakat açıklayamadığı şeyler de var. Aynı zamanda ona ters düşen şeylerde. Fakat eldeki en iyi teori olduğu için o göz önünde oluyor hep. Fakat bu onun çürütülemeyeceği anlamına gelmiyor. Büyük Patlama’ya alternatif bir sürü teoriler var ve hep üretiliyor.

Evrenin 13,77 Milyar yıl önceki sıcaklık dalgalanmalarının resmi olan Mikro Dalga Kozmik Fon Işıması

Evrenin 13,77 Milyar yıl önceki sıcaklık dalgalanmalarının resmi olan Mikro Dalga Kozmik Fon Işıması

İşte bu noktada anlatacağım şey gene bir teori daha üretildi. (Aslında artık hipotez demeye alıştırmam lazım kendimi neyse). Büyük Patlama’ya sonsuz yoğunluğun çok küçük bir noktadan birden bire genişlemesi konu alınırken Heidelberg Üniversitesi’nden Christof Wetterich’un hipotezine göre big bang hiç olmadı, evren boş ve çok soğuk bir durumdan yavaşça bugüne geldi.

Dediğimiz gibi bu ilk alternatif hipotez değil ve son da olmayacak. Örnek verirsek 2012 yılında Melbourne ve RMIT üniversitelerinden bilim insanları evrenin 13,8 milyar yıl önce faz değişimi yaşadığını yani tıpkı katı bir cismin sıvı haline geçmesi gibi faz değişimi yaşadığını iddia etmesi gibi. (Örnek bir başka hipotez ise evrenin sonu hakkındaki yazımda da buna benzer bir faz değişimi ile kütle artışından dolayı evrenin çökeceği hipotezi de atılmıştı ortaya).

Fakat Christof Wetterich’in teorisi bununla kalmıyor ve evrenin genişlemediğini de söylüyor. Son makalesnde Heidelberg evrenin çok soğuk bir başlangıçtan başlayarak yavaşça evrimleştiğini, çok büyük kozmik zamanlardan sonra parçacıkların kütlesinin artarken bir yandan kütleçekim güçlerinin düştüğünü iddia etti. Buna kısaca büyük patlaman’ın tekilliğinin olmadığı Geçiş modeli (crossover) ismini verdi.

İddiası teoride doğru olabilir. Bu şekilde bir değişim uzayda evrenin geçmişine baktığımızda normalden daha sıcak gözükmesini sağlayacak ve uzak objelerinde kırmızıya kaydığı yani uzaklaştığı görüntüsünü oluşturacaktır. Aynı şekilde bu teoriyi kullanarak evrenin geçmişinde istediğiniz kadar sonsuz geçmişe gidebilirsiniz. Sadece daha sıkıcı, soğuk ve boş bir evrenle karşılaşırsınız. Büyük Patlama’nın da tekilliğini açıklamak zorunda kalmazsınız. Tabi bu kozmik mikro dalga fon ışımasını açıklamaya yetersiz kaldığı gerçeğini değiştiremiyor.

Gene de nihai teori için oldukça uzaktayız. O ana dek tüm teoriler benim göz bebeğimdir.

Kaynak:
  • io9-New theory suggests the universe emerged from a long, cold deep freeze

Evren Her An Çökebilir! Belki de Yarın!

/1 Comment/in /by
A collapse of the universe will happen if a bubble forms in the universe where the Higgs particle-associated Higgs-field will reach a different value than the rest of the universe. If this new value means lower energy, and if the bubble is large enough, the bubble will expand at the speed of light in all directions. All elementary particles inside the bubble will reach a mass that is much heavier than if they were outside the bubble, and thus they will pull each other into supermassive centers.

A collapse of the universe will happen if a bubble forms in the universe where the Higgs particle-associated Higgs-field will reach a different value than the rest of the universe. If this new value means lower energy, and if the bubble is large enough, the bubble will expand at the speed of light in all directions. All elementary particles inside the bubble will reach a mass that is much heavier than if they were outside the bubble, and thus they will pull each other into supermassive centers.

Yazı başlığı ne kadar ilgi çekici değil mi? Özellikle insan egosunun komplo teorilerine bu kadar baskın olması ilginç bir durum. Bilinçaltı ile ilgisi var ama nasıl? Bir arkadaşım şöyle demişti. O kadar benciliz ki ölürken bile tüm dünyayı yanımızda götürmek isteriz. Kendisinin gerçek ismini halen bilmiyorum. Neyse.

Evrenin geleceği ile ilgili bir çok şey söylenir bir çok son alternatifleri üretilir. Hepsini de merakla okuruz. Ama burada yazacağım şey belki de en gerçekçi ve en yeni olanı. Higgs bozonunun 2013 yılında keşfedildiğini düşünürsek ve kaynakta da ismini vereceğim bilimsel makalenin daha geçen yıl 2013’te yayınlandığını düşünürsek evet aynen öyle.

Büyük Çöküş

Direk konuya girelim. Evrenin çöküşü belki yarından da yakın tam biraz sonradır belki de milyarlarca yıl sonradır. Güney Danimarka Üniversitesi fizikçilerinin yaptığı gözlemlere göre evren kesinlikle çökecek. Er ya da geç evrendeki temel kuvvetlerdeki radikal değişiklikler yüzünden en ufak parçacıktan tutun da gezegenlere, yıldızlara, galaksilere kadar her şey gelecekte bir gün şimdiki halinden milyonlarca, milyarlarca daha ağır olacak ve evren kendi içine çökerek tekrar büyük patlama anına dönecek. Bu büyük değişime faz geçişi ismini vermişler. Bu daha çok bir suyun kaynayarak su halinden gaz haline geçmesi ya da bir mıknatısın ısınarak manyetizma özelliğini kaybetmesi gibi bir geçiş.

Bu faz geçişi higgs bozonu ile etkileşimde olan bir higgs alanında farklı bir değerde baloncuk oluştuğunda gerçekleşecek. Eğer bu değer daha düşük bir enerjide ise ve baloncuk yeterince büyük ise, ışık hızında genişleyerek bulunduğu noktadan yavaşça (yavaş çünkü ışık hızı evrenin büyüklüğüne göre aslında çok yavaştır) tüm evrene yayılacak. Ve bu baloncuğun içine giren her şey dışarıda olduğundan milyonlarca kez daha ağır olacak. Bundan dolayı da evren kendi içine çökerek büyük patlama anındaki o küçük sonsuz yoğunluğa geri dönmüş olacak. Hatta belki evrenin bir köşesinde başlamıştır ve büyüyordur. Henüz bize gelmemiş olabilir ama her an da gelebilir. Belki de milyarlarca yıl sonra bize ulaşacak. Belki de henüz olmadı ileri zamanlarda tam dünyamızda oluşacak. Bilemeyiz.

Evrenin kendi içine çökmesi ile ilgili bir teori daha var. Büyük çöküş. Bu teoriye göre evrenin genişlemesi halen büyük patlamanın eseri ve bu genişlemeye sebep olan şey bittiği zaman evren tekrar kendi içine çökecek. Fakat evrenin giderek daha hızlı genişlediğini keşfettiğimizden beri bunun düşük bir olasılık olduğu biliniyor. Fakat faz geçişi teori çok daha gerçekçi. Neden mi?

Bilim insanları bu faz değişiminin altında yatan tahminleri görebilmek için 3 denklem üzerinden gittiler. Bunlar beta fonksiyonları olarak anılan hafif parçacıklar, elektron, higgs bozonu ve kuarklar gibi objelerin arasındaki etkileşimin kuvvetini etkileyen faktörlerdir.
Normalde tek bir denklem ile yapılan önceki araştırmaların aksine bu sefer 3 denklemi beraber kullandıklarında daha gerçekçi sonuçlar aldılar ve faz geçişinin yani evrenin kendi içine çökmesinin aslında çok büyük bir olasılık olduğu, bir önceki gözlemlere göre göre çok daha büyük bir ihtimal olduğu anlaşıldı.

Hayatın değerini bilelim diye klasik ama aslında önemli bir tavsiye verip burada sonlandırayım yazımı.

Kaynak:
  • Sciencedaily – Collapse of the universe is closer than ever before
  • Oleg Antipin, Marc Gillioz, Jens Krog, Esben Mølgaard, Francesco Sannino. Standard model vacuum stability and Weyl consistency conditions. Journal of High Energy Physics, 2013; 2013 (8) DOI: 10.1007/JHEP08(2013)034

Astronomi Paylaşımları – 24.01.2014

/0 Comments/in /by

HD 140283Bu illüstrasyonu yapılmış yıldız HD 140283’ün neredeyse evren kadar yaşlı olduğunu biliyor muydunuz? Kendisi ilk nesil yıldızlardan ve demir fakiri yıldız türü olarak nitelendiriliyor. Çünkü kendisi büyük patlamadan 600 milyon yıl sonra oluşmuş ve o sırada hidrojen ve helyum dışında pek bir şey yok. Aslında bu yıldız ilk keşfedildiğinde evrenden bile yaşlı çıkıyordu ama daha detaylı testlerle öyle olmadığı anlaşıldı. Aslında bu birazda bir objenin tespitini yaparken belli bir yanılma payının olmasından kaynaklanıyor. Mesela bu yıldız ilk yıldızlardan olduğundan yaşı 14.46 ± 0.8 milyar yıl olarak tespit edili. Yani oradan 800 milyon yıl eksik ya da fazla yanılma payı var. Daha sonra ise bu hata payı daha da daraltıldı.

Read more