"Büyük Patlama"(Big Bang) Teorisi Ortaya Çıkıyor...

20. yüzyılın başlarına kadar birçok bilim insanı, Kainatın (Evrenin) Ezelden beri (Sonsuz bir süreden beri) var olduğunu ve statik bir yapıya sahip bulunduğunu düşünüyordu. Bu konuyla ilk ilgilenenlerden biri olan "Albert Einstein", 1915 yılında geliştirdiği Genel Görelilik Teorisi ile kütle çekimini, uzay ve zamanın madde ve enerji tarafından eğrilmesi şeklinde açıklamıştır. Bu teori, Newton'un kütle çekim anlayışının ötesine geçerek evrenin yapısını ve gök cisimlerinin hareketlerini daha kapsamlı bir şekilde açıklamıştır. Böylece evrenin matematiksel modellerle incelenmesi mümkün olmuş ve modern kozmolojinin temelleri atılmıştır (Einstein, 1916).

1922'de bu konuya biraz daha katkı sağlayan Rus fizikçi ve matematikçi "Alexander Friedmann", Einstein'ın alan denklemlerini çözerek evrenin sabit olamayacağını ve genişleyebileceğini ya da daralabileceğini kanıtladı (Friedmann, 1922). Friedmann’ın teorisi, evrenin dinamik doğasını gösteren ilk bilimsel modellerden biri olarak kabul edilmektedir.

1927 yılına gelindiğinde, Belçikalı astronom ve fizikçi Georges Lemaître, Alexander Friedmann'ın matematiksel çözümlerini geliştirerek evrenin sürekli genişlediğini ileri sürdü. Lemaître'ye göre evren, başlangıçta son derece sıcak, yoğun ve küçük bir hacimde toplanmış olan tek bir başlangıç durumundan meydana gelmişti. Bu başlangıç durumunu "İlkel Atom" (Primeval Atom) veya "Kozmik Yumurta (Cosmic Egg)" olarak adlandırdı (Lemaître, 1927). Lemaître, zamanla bu ilk durumun genişlediğini ve bugün gözlenen galaksilerin, yıldızların ve diğer gök cisimlerinin bu süreç sonucunda oluştuğunu savundu. Bu fikir, daha sonraki yıllarda geliştirilen Büyük Patlama (Big Bang) Teorisinin temelini oluşturdu. Ancak "Big Bang" (Büyük Patlama) adı, daha sonraları İngiliz astronom Fred Hoyle tarafından 1949 yılında bir radyo programında kullanılacak ve zamanla bu ifade bilim dünyasında teorinin resmî adı hâline gelecekti.

1929’da Amerikalı astronom "Edwin Hubble", uzak galaksilerin spektrumlarındaki kırmızıya kayma ölçümünü yaparak galaksilerin birbirlerinden uzaklaştığını ortaya koydu. Hubble’ın bu gözlemi, genişleyen evreni destekleyen ilk güçlü kanıt niteliğindeydi ve (temelleri atılan ancak daha sonra adı konacak olan) "Büyük Patlama Teorisi"nin kabulü açısından kritik öneme sahipti (Hubble, 1929).

1965’te "Arno Penzias" ve "Robert Wilson" tarafından tesadüfen keşfedilen Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işınımı, Büyük Patlama için önemli deneysel bulgulardan biri olarak değerlendirilir. Bu ışınım, evrenin erken dönemlerine ait termal ışınım olarak görülmektedir (Penzias & Wilson, 1965).

Mevcut gözlemler ve uydu ölçümleri, evrenin yaklaşık 13.8 milyar yıl önce son derece sıcak ve yoğun bir başlangıç durumundan genişlemeye başladığını göstermektedir. Büyük Patlama Teorisi; uzayın belirli bir noktada patlaması değil, uzayın sürekli genişlemesini tanımlar (Planck Collaboration, 2020).

Teoriye göre ilk saniyelerin çok küçük bir kesiminde evren hızla genişlemiş (kozmik enflasyon) ve kısa sürede temel parçacıklar oluşmuştur; birkaç dakika içinde hidrojen ve helyum çekirdekleri meydana gelmiştir. Atomların oluşumu sonrası yaklaşık 380.000 yıl geçtikten sonra ışık yayılmıştır ki bu da bize Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işınımı sağlar. Milyonlarca yıl sonra yerçekimi etkisiyle ilk yıldızlar, galaksiler ve galaksi kümeleri ortaya çıkmıştır.

Günümüzde gelişmiş teleskoplar ile yapılan gözlemler (Başlangıçtaki Büyük Patlama ile ortaya çıkan ve günümüzde de halen devam eden yayılmayı doğrular şekilde) galaksilerin birbirinden uzaklaştığını göstermekte; bu durum evrenin genişlediğini doğrulamaktadır. Halihazırda Büyük Patlama Teorisi, Genel Görelilik Teorisi üzerine kurulmuş ve çok sayıda astronomik gözlemle desteklenen en güçlü kozmolojik model olarak kabul edilmektedir. Ancak bu teori evrenin başlangıcındaki fiziksel süreçleri açıklasa da Büyük Patlama'nın "Neden Gerçekleştiği" sorusu hala yanıt beklemektedir...

- Einstein, A. (1916). Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik, 49(7), 769–822.

- Friedmann, A. (1922). Über die Krümmung des Raumes. Zeitschrift für Physik, 10(1), 377–386.

- Hubble, E. (1929). A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 15(3), 168-173.

- Lemaître, G. (1927). Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques. Annales de la Société Scientifique de Bruxelles, A47, 49–59.

- Penzias, A., & Wilson, R. W. (1965). A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal, 142, 419-421.

- Planck Collaboration. (2020). Planck 2018 results: VI Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641(A6).

- Hawking, S.W. (1988). A Brief History of Time. Bantam Books.

- Weinberg,S.(2008). Cosmology.Oxford University Press.

- Ryden,B.(2017). Introduction to Cosmology (2nd ed.). Cambridge University Press.

- Kolb,E.W.,& Turner,M.S.(1990). The Early Universe.Addison-Wesley.