Bebar Bilim · Merak, evrenin en iyi başlangıç noktasıdır.
Uzay ve Evren

İLK IŞIĞIN DOĞUM ÇIĞLIĞI!

▶ YouTube’da izle ↗

Oynatınca YouTube’a bağlanılır. YouTube’da aç ↗

Bu yazı, 14 Mayıs 2023 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Kapkaranlık bir gecede. Işık kirliliğinin olmadığı bir yerde gökyüzüne baktığınızda ışıl ışıl bir samanyolu karşılar sizi. Şu anda bu ışık şölenine tanık olabiliyoruz. Yıldızlarla, gezegenlerle dolu bir uzay. Binlerce gök cismi. Ama tabi bu gördüklerimiz çok kısa bir fragman. Samanyolu dediğimiz nispeten küçük bir galaksinin çok küçük bir kısmını görebiliyoruz. Evreni düşündüğümüzde, trilyonlarca galaksinin her birinde yüz milyarlarca yıldız var. Işıklar her yerde. Yıldızlar her yerde. Fakat bu her zaman böyle değildi… Yıldızların olmadığı bir zaman vardı. Yıldızlardan öncesi. Bu şölen nasıl oldu da ortaya çıktı. Yıldızlar yokken ne vardı?

Gelin bakalım. Büyük Patlamaya gidiyoruz önce tabi. Her zaman olduğu gibi. Büyük patlama teorisine göre 13.77 milyar yıl kadar önce zaman ve mekan başlamıştı. Bugün gördüğümüz her şeyi oluşturan parçacıkların temeli atılmıştı. Bu patlama öncesi ise… Karanlık. Hiçbir şey bilmiyoruz anlamında karanlık. Bilmediğimiz için. Evren ile ilgili bildiklerimizin kapalı kapısı orası. O kapının anahtarını da henüz bulabilmiş değiliz. Her şeyin teorisi dediğimiz şey de bir anlamda bu anahtarı arayışın bir tezahürü. Fakat şimdilik bu gizemi bir kenara bırakırsak bilim sayesinde bu harika an sonrasında olup bitenin bir zaman çizelgesini çıkarabildik.

İsmi biraz aldatıcı olsa da Büyük Patlama uzayda gerçekleşen belirli bir patlama değildi. Büyük Patlama dediğimiz şey aslında evrenin inanılmaz, neredeyse sonsuz düzeyde sıcak ve yoğun olduğu döneme verilen isimdir. Ve uzay da aslında tek bir noktada değil, her yerde, her yöne doğru, aynı anda, ışık hızından çok daha hızlı bir şekilde genişlemeye başladı. Çok kısa süre içerisinde evren dediğimiz şey “opak” yani ışık geçirmez bir ortama dönüşecekti. Buna çorba derler. Çok sıcak, çok yoğun, proton, nötron ve elektron gibi parçacıkları içeren bir plazma çorbası.

Asıl olay evren soğumaya başladığında başlayacaktı. Bu çorbadaki proton ve nötronlar bir araya gelerek hidrojen ve biraz da helyum atomlarını oluşturmaya başlayacaktı. Bu ekstrem koşullar altında madde dediğimiz şey aslında evrenin tamamını kaplayan yoğun bir sis gibiydi. Ve yavaş yavaş ışık da geçirmeye başlayacaktı. 380.000 yıl kadar sonra bu hidrojen ve helyum atomları artık ortaya saçılmış elektronları da çekmeye başladılar ve elektrik yüklü iyonlardan, nötr atomlara dönüşme serüvenleri başladı. Ve artık “ışık” doğmuştu. Serbestçe dolaşabiliyordu.

Bu parçacıkların bir araya gelme sürecine de “Rekombinasyon” yani yeniden birleşme adı verilir ve tam da bu süreçte işte evren ışık geçiren, şeffaf bir görünüme kavuşmaya başlamıştı. Bunun sebebi de, yani öncesinde ışığın hareket edememesinin sebebi de bu ilk opak evrende serbest dolaşan elektronlar bir anlamda ışığın önünü kesiyordu. Her yer elektrondu zira. Ama işte artık hidrojen ve helyum elektronları kendilerine çekerek hapsedip ortalığı temizledikten sonra ışık sürekli elektronlarla karşılaşmadan düz bir çizgi halinde ilerleyebiliyordu.

Işığın özgürlük çığlığıydı bu. Ve biz bu çığlığı nerede görüyoruz? “Kozmik mikrodalga arkaplan” ışımasında… Evrenin bebeklik fotoğrafı adı verilen ve bir ışık huzmesinden oluşan görüntü işte o ilk özgür ışıktı. Ama sonra bir şey oldu… Bu ilk ışığın üzerine düşeceği hiçbir şey yoktu ortalıkta. Ve “kozmik karanlık çağ” başladı… Zira bugün gördüğümüz yıldızlar, galaksiler, gezegenler öyle birden ortaya çıkmadılar. İlk proto-galaksilerde ilk yıldızların oluşabilmesi için daha yüzmilyonlarca yıl geçmesi gerekiyordu.

İşte ışığın ilk çığlığından bu ilk yıldızların fitili ateşlenerek ışık yaymaya başlamasına kadar geçecek süreye “kozmik karanlık çağ” diyoruz. Korkunç bir karanlık hakimdi evrene o zaman. Zira evren evet, transparandı, ışık geçirebiliyordu artık, sis dağılmıştı ama… Hiçbir şey yoktu. Tabi bu evrenin o zaman boş olduğu anlamına gelmiyor. Yüzlerce milyon yıllık bir inşaat süreci başlamıştı. Büyük patlamada evrene yayılan parçacıklar bu inşaat sürecinde birbirlerini bulmaya başlamışlardı. Gittikçe daha da birleşiyor, büyüyor, büyüdükçe bir kartopu gibi çevrelerinden daha fazla malzeme topluyorlardı.

Madde dediğimiz şey de bildiğimiz hidrojen ve biraz da helyum tabi. Maddenin bu dansı bir noktada belirli noktalarda kümelenerek “kozmik ağı” oluşturacaktı. Gaz bulutları bir nevi bazı yerlerde yoğunlaşmaya, bu kümeler de bazı “otoyollarla” birbirine bağlanmaya başlayacaktı. Neden “bazı yerlerde kümelendiklerine” dair de bir teori mevcut. Bundan, karanlık maddenin sorumlu olduğu düşünülüyor. Şu hala çözemediğimiz madde. Yani ilk, kaba işçilik büyük ihtimalle karanlık maddenin sorumluluğundaydı. Temel atılmıştı…

Zira Bu gaz bulutlarının bir araya geldiği bu toplanma alanları her yere dağılmış maddenin birbirleri ile kaynaşmaya başladığı yerler olacaktı ve işte bu gaz kümelerinin içerisinde ilk yıldızlar, güneşimizin ataları hayat bulacaklardı. Bu gaz bulutunun içerisinde olan şey ise şuydu. Bu yoğun bulutun içinde parçacıklar bir araya geldikçe yoğunluk gittikçe artmış, yoğunluk arttıkça da çökmeler başlamıştı. İşte en yoğun bölgelerde ise gaz o kadar ısınacaktı ki her şey o zaman başlayacaktı. Nükleer Füzyon başlayacaktı o zaman… Her şeyi başlatan, bize kadar uzanan hikayenin ilk kıvılcımları…

İşte kozmik karanlık çağ böylece sona ermiş ve evren aydınlanmaya başlamıştı… İlk yıldızlar doğmuştu.

Bugünkü yıldızlarla karşılaştırdığımızda tabi bu ilk yıldızlar inanılmaz büyük cisimlerdi. Sadece hidrojen ve helyumdan oluşan yıldızlardı bunlar. Karbon, azot, oksijen, demir filan daha yok ortamda dikkat edin. Bugünkü yıldızlarda sıklıkla karşılaştığımız elementler bunlar. Bunlar olmadığında tabi çok daha geniş bir alana yayılan yıldızlar doğmuştu. Yani en küçüğü bile bizim güneşimizden yüzlerce kat daha büyük yıldızlardan bahsediyoruz. Ve o kadar şiddetli bir yanma gerçekleşiyordu ki içlerinde, parlak maviydi bunlar ve enerjileri 1 milyon güneşin üzerindeydi.

İşte tam da bu nedenle çok büyük olsalar da yakıtlarını da çok kısa sürede bitiriyorlardı. Örneğin 60 güneş kütlesine sahip bir yıldızın sadece 1 milyon yıl kadar ömrü olduğu düşünülüyor. Bizim güneşimizin neredeyse 10 milyar yıllık ömrü ile karşılaştırıldığında kozmik zaman çizelgesinde bir anda patlayan havai fişek gibi bir şeydi bunlar. Yani bu ilk yıldızların patlamaya başladığı zamana gidebilseydik harika bir gösteri izleyebilirdik. Fakat biz bu yıldızların varlığını sadece “süpernova” olarak bilinen patlamalarından kalanlarda, nötron yıldızlarında, kara deliklerde görebiliyoruz sadece.

Ama bu patlamaları boşuna değildi. Onlar patlayarak yok olurken aslında yeni atomları üretmek için feda ediyorlardı kendilerini. 2. Nesil yıldızları oluşturacak materyali üreten tek kullanımlık fabrikalar gibi. İlk metalleri üretiyorlardı. Ve yeni doğacak yıldızlar işte bu ilk metallerden içereceklerdi… Metal dediğimiz şey de aslında astronomide hidrojen veya helyumdan ağır olan herhangi bir element anlamında kullanılır. Bu yıldızlar da görevlerini tamamladıktan sonra bugün evreni kaplayan ve metal açısından zengin 1. Nesil yıldızlar doğmaya başlayacaktı.

O ilk yıldızlardan sonra işte trilyonlarca yıldız doğdu, öldü, doğdu, öldü ve bu döngü hala devam ediyor. Ama işte bu son nesil, bizim gördüğümüz nesil yıldızlar belki de en sıradışı olanlar… Neden peki? Zira bizim güneşimiz mesela, uzun ömürlü, kararlı, dayanıklı bir yıldız… Dünya denen bir gezegeni besliyor. Bizim bildiğimiz kadarı ile yaşamın var olduğu tek gezegeni… Ve bu beslediği gezegen üzerinde ortaya çıkan akıllı bir yaşam bugün onun atalarını, evrenin oluşumunu, neler yaşadığını anlamaya çalışıyor. Her şeyin bugüne gelmesini sağlayan o ilk anlara kadar göz atabiliyoruz. İşte sahip olduğumuz harika “kozmik bağlantımız” bu bizim…

Hepimiz o ilk yıldızlardan beri evreni dolaşan yıldız tozlarından geliyoruz. İşte bu ilk ışığın hikayesiydi… O ilk ışığın ardından doğan yıldızların. O yıldızlar ile birlikte başlayan serüvenin sonunda bugünkü evreni ve içerisinde bildiğimiz kadarı ile her şeyi oluşturan her şeyin…

Kaynaklar ve ilgili okumalar

  1. Özgün Bebar Bilim videosu
  2. İlgili okuma (Wikipedia, İngilizce): Recombination (cosmology)