Büyük Patlama ve Her şeyin Kökeni

Evren nasıl başladı? Bu, bilim adamları ve filozofların yukarıdaki yıldızlı gökyüzüne baktıklarında tarih boyunca düşündükleri bir soru. Bir cevap vermek astronomi ve astrofizik işidir. Ancak bununla başa çıkmak kolay değil.

Bir cevabın ilk büyük parıltıları 1964'te gökten geldi. İşte o zaman gökbilimciler Arno Penzias ve Robert Wilson, Yankı balon uydularından seken sinyalleri aramak için aldıkları verilere gömülmüş bir mikrodalga sinyali keşfettiler. O zamanlar sadece istenmeyen bir gürültü olduğunu varsaydılar ve sinyali filtrelemeye çalıştılar.

Ancak, tespit ettikleri şeyin evrenin başlangıcından kısa bir süre sonra geldiği ortaya çıktı. O zamanlar bilmeseler de, Kozmik mikrodalga arka plan (SPK). SPK, evrenin uzayda yoğun bir sıcak nokta olarak başladığını ve aniden dışa doğru genişlediğini öneren Big Bang adlı bir teori tarafından tahmin edilmişti. İki erkeğin keşfi o ilkel olayın ilk kanıtıydı.

Evrenin doğuşuna ne başladı? Fiziğe göre, evren tekillikten ortaya çıktı - fizikçilerin fizik yasalarına meydan okuyan uzay bölgelerini tanımlamak için kullandıkları bir terim. Tekillikler hakkında çok az şey biliyorlar, ancak bu tür bölgelerin Kara delikler. Bir kara delik tarafından toplanan tüm kütlelerin, sonsuz derecede büyük, ama aynı zamanda çok, çok küçük bir noktaya sıkıştığı bir bölgedir. Dünya'yı kesin bir boyutta tıka basa düşünün. Tekillik daha küçük olurdu.

Ancak bu, evrenin bir kara delik olarak başladığı anlamına gelmez. Böyle bir varsayım mevcut bir şey sorununu gündeme getirecektir. önce Oldukça spekülatif olan Big Bang. Tanım olarak, başlangıçtan önce hiçbir şey yoktu, ama bu gerçek cevaplardan daha fazla soru yaratıyor. Örneğin, Büyük Patlama'dan önce bir şey yoksa, tekillik ilk etapta yaratıldı? Astrofizikçilerin hala anlamaya çalıştıkları bir "sorun" sorusu.

Bununla birlikte, tekillik bir kez yaratıldığında (ancak gerçekleşti), fizikçilerin daha sonra ne olduğu hakkında iyi bir fikri vardır. Evren sıcak, yoğun bir haldeydi ve enflasyon adı verilen bir süreçle genişlemeye başladı. Çok küçük ve çok yoğun bir durumdan çok sıcak bir hal aldı. Sonra genişledikçe soğudu. Bu süreç şimdi Sir Fred Hoyle tarafından 1950'de bir İngiliz Yayın Kurumu (BBC) radyo yayını sırasında ilk kez kullanılan Big Bang olarak anılıyor.

Terim bir çeşit patlamayı ima etse de, gerçekten bir patlama veya patlama olmadı. Gerçekten zaman ve mekanın hızlı bir şekilde genişlemesiydi. Bir balonu havaya uçurmak gibi düşünün: birisi hava üflerken, balonun dış kısmı dışarı doğru genişler.

Çok erken evren (Büyük Patlama başladıktan sonraki saniyenin birkaç kısmı) bugün bildiğimiz gibi fizik yasalarına bağlı değildi. Yani, hiç kimse o sırada evrenin nasıl göründüğünü büyük bir kesinlikle tahmin edemez. Yine de, bilim adamları Sahip olmak evrenin nasıl evrimleştiğini yaklaşık olarak temsil edebilir.

İlk olarak, bebek evren başlangıçta çok sıcak ve yoğundu. temel parçacıklar protonlar ve nötronlar var olamazdı. Bunun yerine, farklı Önemli olmak (madde ve anti-madde denir) birlikte çarpışarak saf enerji yaratırlar. Evren ilk birkaç dakika içinde soğumaya başladığında protonlar ve nötronlar oluşmaya başladı. Protonlar, nötronlar ve elektronlar yavaşça hidrojen ve az miktarda helyum oluşturmak üzere bir araya geldi. Takip eden milyarlarca yıl boyunca, mevcut evreni yaratmak için yıldızlar, gezegenler ve galaksiler oluştu.

Penzias ve Wilson ve SPK'ya geri dönelim. Buldukları şey (ve bunun için bir Nobel Ödülü), genellikle Büyük Patlama'nın “yankısı” olarak tanımlanır. Bir kanyonda duyulan bir yankı orijinal sesin bir “imzasını” temsil ettiği gibi, kendi imzasını geride bıraktı. Fark, duyulabilir bir yankı yerine, Big Bang'in ipucunun tüm alan boyunca bir ısı imzası olmasıdır. Bu imza özellikle Kozmik Arka Plan Gezgini (COBE) uzay aracı ve Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Probu (WMAP). Verileri kozmik doğum olayı için en açık kanıtları sağlar.

Yaparken Büyük patlama teori, evrenin kökenini açıklayan ve herkes tarafından desteklenen en yaygın kabul gören modeldir. gözlemsel kanıt, biraz farklı anlatmak için aynı kanıtları kullanan başka modeller de var. hikaye.

Bazı teorisyenler, Big Bang teorisinin yanlış bir önermeye dayandığını - evrenin sürekli genişleyen bir uzay zamanına dayandığını iddia ediyorlar. Statik bir evren öneriyorlar, bu da Einstein’ın Genel görelilik. Einstein’ın teorisi ancak daha sonra evrenin genişleme biçimine uyacak şekilde değiştirildi. Ve genişleme hikayenin büyük bir parçasıdır, özellikle de karanlık enerji. Son olarak, evrenin kütlesinin yeniden hesaplanması, Big Bang olay teorisini destekliyor görünmektedir.

Gerçek olaylar hakkındaki anlayışımız hala eksik olsa da, SPK verileri evrenin doğuşunu açıklayan teorileri şekillendirmeye yardımcı olmaktadır. Büyük Patlama olmadan yıldızlar, galaksiler, gezegenler veya yaşam olamazdı.

• Büyük Patlama evrenin doğum olayına verilen addır.
• Büyük Patlama'nın 13.8 milyar yıl önce küçük bir tekilliğin genişlemesine bir şey başladığında meydana geldiği düşünülmektedir.
• Big Bang'den kısa bir süre sonra gelen ışık kozmik mikrodalga radyasyonu (CMB) olarak algılanabilir. Büyük Patlama'nın ortaya çıkmasından yaklaşık 380.000 yıl sonra yeni doğan evrenin aydınlandığı bir zamanın ışığını temsil eder.

• "Büyük patlama." NASA, NASA, www.nasa.gov/subject/6890/the-big-bang/.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-powered-the-big-bang.
• “Evrenin Kökenleri.” National Geographic, National Geographic, 24 Nisan 2017, www.nationalgeographic.com/science/space/universe/origins-of-the-universe/.

Güncelleyen ve düzenleyen Carolyn Collins Petersen.