İçeriğe atla

Büyük Çöküş

Büyük Çöküş'in varsayımsal animasyonu.

Büyük Çöküş, evren biliminde Evren'in nasıl sonlanacağıyla ilgili üç olası senaryodan biridir. Bu üç senaryo, Rus bilim insanı Aleksandr Fridman tarafından 1922 yılında ortaya atılmıştır. Büyük Çöküş Senaryosu'na göre Evren'in genişlemesi, kütleçekimi etkisiyle giderek yavaşlayarak, Evren'in genişleme hızı ve Evren'deki toplam kütle miktarına göre belirli bir gelecekte duracak ve daha sonra da içine çökmeye başlayarak başlangıç anındakine benzer bir tekilliğe dönecektir.

Genel bakış

Evrenin genişleme hızı kurtulma hızını aşmazsa, tüm maddenin karşılıklı yerçekimselleri sonunda sonuçta kasılmaya neden olacaktır. daralma aşamasında entropi artmaya devam ederse (bkz. Ergodik Hipotez), daralma, genişlemenin zamanla tersinden çok farklı görünür. Erken evren oldukça tek biçimli iken, bir büzülen evren gittikçe yıpranacaktı. Nihayetinde tüm maddeler kara deliklere dönüştürecekti, bu da sonra birleşecek, birleşik bir kara delik veya büyük daralma tekilliği üretecekti.

Teorinin arkasındaki düşünce, evrenin genişlemesinin Büyük Patlama tarafından üretilen enerjiyle bağlantılı olması ve böylece madde, diğer cisimlerin çekim veya yerçekimi vasıtasıyla patlama noktasından uzaklaştıkça azalmasına neden olmuştur. Birlikte hareket eden bu safha, sonunda genişlemenin durmasına yol açar. Daha sonra cisimler çekerken ve maksimum genişleme noktasının ötesinde bir şey olmazsa, madde orijinal patlama bölgesine geri dönerek yolu tersine çevirir.

Nihai çöküşten önce yaşanacak olayların ayrıntıları hem genişleme evresinin hem de önceki daralma evresinin uzunluğuna bağlıdır; Her ikisi de ne kadar uzarsa, giderek genişleyen evrende gerçekleşmesi beklenen olaylar o kadar artar; Bununla birlikte, ışığın hızından kaynaklanan gecikme nedeniyle varsayımsal gözlemciler tarafından büzülme evresinin hemen fark edilmeyeceğini, kozmik mikrodalga arka plan sıcaklığının önceki genişleme evresine göre simetrik daralma sırasında artacağını ve olayların Büyük Patlama sırasında gerçekleşen bu durum ters sırada olacaktır. Kompozisyonda bizimkine benzer bir daralan evrene göre, üstkümelerin kendi aralarında birleşip galaksi kümeleri ve daha sonra galaksilerin birleşeceği bekleniyor. Yıldızların birbirine çok yakın olduğu zaman aralarında çarpışmaların sık olduğu zamanlar, kozmik mikrodalga arka plan sıcaklığı o kadar artmıştı ki, yıldızlar kendi iç ısısını dışarı atamıyordu, patlayana kadar yavaş yavaş pişiyorlardı. Artan sıcaklık nedeniyle atomları kurucu atom altı partiküllerine parçalayacak heterojen gaz, Büyük Daralma'nın kendisinden önce zaten birleşen kara delikler tarafından yutulacaktı.

Hubble yasaları, evrendeki mevcut genişleme durumunu ölçer ve yerçekimi kuvvetinin kuvveti, evrendeki maddenin yoğunluğuna ve basıncına, diğer bir deyişle evrenin kritik yoğunluğuna bağlıdır. Evrenin yoğunluğu kritik yoğunluğun üzerindeyse, yerçekim kuvvetinin gücü, evrenin genişlemesine engel olur ve evren, kendine doğru geri çöker. Bir kozmolojik sabit gibi itici bir kuvvetin bulunmadığını varsayarsak tersine, eğer evrenin yoğunluğu kritik yoğunluğun altında ise, evren genişlemeye devam edecek ve çekmesi, evrenin genişlemesini durduracak yeterli olmayacaktır. Bu senaryo, evren genişledikçe soğuduğu ve entropi durumuna ulaştığı Büyük Donma ile sonuçlanır.[1] Bir teori, evrenin başladığı devinimeye kadar çökebileceğini ve daha sonra başka bir Büyük Patlama başlatacağını ve bu şekilde evrenin sonsuza dek süreceğini, ancak genişleme aşamalarına daralmaya neden olacağını önermektedir. Başka bir senaryo ise, kritik yoğunluk doğru olduğunda ortaya çıkan düz bir evrene neden olur. Bu durumda evren her zaman yavaşlar ve sonuçta bir süre sonra durur. Şimdilik kritik yoğunluk ölçülmüş ve düz bir evren olduğu tespit edilmiştir.[2]

Görüşler

Özellikle uzak süpernova gözlemleri ve yüksek çözünürlüklü kozmik mikrodalga arka plan ışıması analizleri olmak göre gözlemsel veriler, Evren'in büyümesinin kütleçekimi etkisi sonucu yavaşlamadığını, tam tersine giderek hızlandığını tutarlı olarak göstermektedir. Dolayısıyla büyük çöküş kuramı günümüzde sorunlu bir kuram olarak değerlendirilmektedir. Bununla birlikte hızlanmaya neden olduğu düşünülen karanlık enerjinin ne olduğu bilinmediğinden bu enerjinin etkisinin bilinmeyen bir gelecekte ters dönmesinin ve Evren'in hızlı bir çöküşüne yol açmasının da mümkün olduğu düşünülmektedir.[3]

Diğer olası sonuçlar

  • İkinci olasılık, Evren'in genişlemesinin sonsuza değin sürmesi ve Evren'de bir ısı ölümü yaşanmasıdır. Bu durumda, Evren'de herhangi bir ışık kaynağı kalmadığı için Evren tam bir karanlıktadır. Bütün yıldızlar kara deliklere dönüşerek etraflarındaki tüm ışığı ve cisimleri yutarlar.
  • Üçüncü olasılık ise Evren'in kütlesinin tam olarak genişlemeyi durduracak, ama çöküşü başlatamayacak kritik bir değerde olması ve sonuçta Evren'in belirli bir büyüklüğe ulaşıp genişlemenin durmasıdır.

Kaynakça

  1. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 27 Aralık 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Kasım 2017. 
  2. ^ "Arşivlenmiş kopya". 22 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mart 2022. 
  3. ^ Y Wang, J M Kratochvil, A Linde, and M Shmakova, Current Observational Constraints on Cosmic Doomsday. JCAP 0412 (2004) 006, astro-ph/0409264 5 Ocak 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

İlgili Araştırma Makaleleri

Kütleçekim ya da çekim kuvveti, kütleli her şeyin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler de dahil olmak üzere birbirine doğru hareket ettiği doğal bir fenomendir. Enerji ve kütle eşdeğer olduğu için ışık da dahil olmak üzere her türlü enerji kütleçekime neden olur ve onun etkisi altındadır.

<span class="mw-page-title-main">Evren</span> uzay, zaman ve herşeyin bütünü

Evren, Kâinat veya Kozmos, gezegenler, yıldızlar, gökadalar ve diğer tüm madde ile enerji yapıları dahil olmak üzere uzay ve zamanın tamamı ve muhtevasıdır. Bununla birlikte gözlemlenebilir evren, temel parçacıklardan başlayarak gökadalar ve gökada kümeleri gibi büyük ölçekli yapılara kadar tüm madde ve enerjinin mevcut düzeniyle sınırlıdır.

<span class="mw-page-title-main">Büyük Patlama</span> Evrenin oluştuğunu açıklayan teori

Büyük patlama, evrenin en eski 13,8 milyar yıl önce tekillik noktası denilen bir noktadan itibaren genişlediğini varsayan evrenin evrimi kuramı ve geniş şekilde kabul gören kozmolojik modeldir. İlk kez 1920'li yıllarda Rus kozmolog ve matematikçi Alexander Friedmann ve Belçikalı fizikçi papaz Georges Lemaître tarafından ortaya atılan bu teori, çeşitli kanıtlarla desteklendiğinden bilim insanları arasında, özellikle fizikçiler arasında geniş ölçüde kabul görmüştür.

<span class="mw-page-title-main">Kozmoloji</span> Evreni konu alan bilim dalı

Kozmoloji, bir bütün olarak evreni konu alan bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kozmolojik sabit</span>

Kozmolojide, kozmolojik sabit, uzaydaki vakum enerjisinin değeridir. Başlangıçta esasen Einstein tarafından genel izafiyet teorisine ek olarak "yerçekimi tedbiri" ve kabul edilen evren sabitini elde etmek için 1917 yılında ortaya atılmıştır. Einstein 1929'da Hubble'ın keşfi olan bütün galaksilerin birbirinden uzağa hareket ettiğini söyleyen konsepti yani evrenin genişlediği konseptini bırakmıştır. Genel genişleyen evren konseptinde, 1929'dan 1990'ların başına kadar, çoğu kozmoloji araştırmacıları tarafından kozmoloji sabiti sıfır farzedilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Kara delik</span> çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, genellikle yüksek kütleli gök cismi

Kara delik; astrofizikte, çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, büyük kütleli bir gök cismidir. Kara delik, uzayda belirli nitelikteki maddenin bir noktaya toplanması ile meydana gelen bir nesnedir de denilebilir. Bu tür nesneler ışık yaymadıklarından kara olarak nitelenirler. Kara deliklerin "tekillik"leri nedeniyle, üç boyutlu olmadıkları, sıfır hacimli oldukları kabul edilir. Kara deliklerin içinde ise zamanın yavaş aktığı veya akmadığı tahmin edilmektedir. Kara delikler Einstein'ın genel görelilik kuramıyla tanımlanmışlardır. Doğrudan gözlemlenememekle birlikte, çeşitli dalga boylarını kullanan dolaylı gözlem teknikleri sayesinde keşfedilmişlerdir. Bu teknikler aynı zamanda çevrelerinde sürüklenen oluşumların da incelenme olanağını sağlamıştır. Örneğin, bir kara deliğin potansiyel kuyusunun çok derin olması nedeniyle yakın çevresinde oluşacak yığılma diskinin üzerine düşen maddeler diskin çok yüksek sıcaklıklara erişmesine neden olacak, bu da diskin yayılan x-ışınları sayesinde saptanmasını sağlayacaktır. Günümüzde, kara deliklerin varlığı, ilgili bilimsel topluluğun hemen hemen tüm bireyleri tarafından onaylanarak kesinlik kazanmış durumdadır.

<span class="mw-page-title-main">Gözlemlenebilir evren</span> evrenin Dünyadan gözlemlenebilen kısmı

Gözlemlenebilir evren, evrenin ışık ve başka sinyallerin galaksiler ve maddenin, kozmolojik genişlemeden beri Dünya’ya ulaşacak zamanı bulması sonucu, şimdiki zamanda Dünya'dan gözlemlenebilen cisim ve maddelerden oluşan bölgesidir. Evrenin izotropik olduğu varsayılırsa, gözlemlenebilir evrenin sınırı, her yönde aşağı yukarı aynıdır. Dolayısıyla, gözlemlenebilir evren, gözlemcisini merkeze alan, küresel bir hacme sahiptir. Evrendeki her nokta kendi gözlemlenebilir evrenine sahiptir ve bu evren Dünya merkezli olanla çakışıyor olabilir de, olmayabilir de.

Kozmik mikrodalga arka planı, 1964 yılında keşfedilen ve bütün evreni dolduran bir elektromanyetik dalgadır. 2,725 kelvin sıcaklığındaki kara cisimin ısıl ışınımına denk gelen eden 160,2 GHz frekansında ve 1,9 mm dalga boyunda olduğu COBE uydusu tarafından atmosfer dışında hassas olarak ölçülmüştür. Fon ışıması, evrenin en uzağından yani Büyük Patlama'dan geldiği düşünülen elektromanyetik ışımadır. Bu ışımayı birçok radyo astronom ve fizikçi Büyük Patlama'nın en büyük kanıtı sayarlar.

<span class="mw-page-title-main">Büyük Patlama kronolojisi</span>

Büyük Patlama Kronolojisi, Evrenin kronolojisi büyük patlama kozmolojisine göre evrenin geçmiş ve geleceğini tanımlar. Planck çağından beri evrenin egemen bilimsel modellere göre nasıl geliştiğini kozmolojik koordinatların zaman parametrelerini kullanarak açıklar. Evren'in genişlemesinin 13,8 milyar yıl önce başlamış olduğu tahmin edilmektedir. Evrenin kronolojisini özetlemek için 4 ana parçaya ayırmak uygundur.

<span class="mw-page-title-main">Karanlık enerji</span> Evrenin yaklaşık 4/3 nü oluşturan ve evreni durmadan genişleten bir enerji türü

Karanlık enerji, fiziksel evrenbilimde, astronomide, astrofizikte ve gök mekaniğinde, evreni sürekli genişlettiği ve galaksileri birbirlerinden uzaklaştırdığı varsayılan bir enerji türüdür.

Evrenin genişlemesi, gözlemlenebilir evrenin kütleçekimsel olarak bağlı olmayan herhangi iki parçası arasındaki mesafenin zamanla artmasıdır. Bu, uzay ölçeğinin bizzat değiştiği içsel bir genişlemedir. Evren hiçbir şeyin "içine" genişlemez ve "dışında" var olmak için uzaya ihtiyaç duymaz. Teknik olarak ne uzay ne de uzaydaki cisimler hareket etmez. Bunun yerine ölçek içinde değişen şey metrikdir. Evrenin uzay-zaman metriğinin uzaysal kısmı ölçek içinde arttıkça, cisimler giderek artan hızlarda birbirlerinden uzaklaşır.

<span class="mw-page-title-main">Evrenin nihai kaderi</span> Evrenin yapısı göz önüne alınarak birbiriyle rekabet halinde olan bilimsel tahminlere verilen ad.

Evrenin nihai kaderi, fiziksel kozmolojinin ilgilendiği bir konudur. Evrenin durağan veya genişleyen yapısı da göz önünde alınarak birbiriyle rekabet halinde pek çok bilimsel tahminde bulunuldu.

<span class="mw-page-title-main">Enflasyon (kozmoloji)</span> Kozmolojide erken evrendeki uzayın üstsel genişlemesi üzerine teori

Evrensel şişme, kozmik enflasyon veya kozmolojik enflasyon, evren biliminde erken evrendeki uzayın üstsel genişlemesiyle ilgili bir teoridir. Enflasyona maruz kalınan çağ büyük patlamadan 10−36 saniye sonra 10−33 ile 10−32 saniyeleri arasında sürdü. Sonraki dönemde, evren genişlemeye devam etti ancak genişleme oranı düştü.

Başlangıç kara delikleri, büyük bir yıldızın kütle çekimsel çöküşünden oluşan kara delikler değil; evrenin başlangıçtaki genişlemesi esnasında aşırı yoğun bir maddeden oluşmuş olan varsayımsal kara deliklerdir. Büyük Patlama Modeli'ne göre, Büyük Patlamanın ilk anlarında basınç ve sıcaklık aşırı derece yüksekti. Bu şartlar altında, maddenin yoğunluğundaki küçük dalgalanmalar yerel bölgelerde kara delik yaratacak kadar yoğunlaşmıştır. Buna rağmen,yoğunluğu fazla olan bölgeler evrenin genişlemesi nedeniyle kolayca dağılmış ve başlangıçtan beri var olan kara deliklerin durumlarını şu anda da devem ettirmelerine neden olmuş olurlardı. Başlangıç kara deliklerinin kütle oranlarının 1014 kg ile 1023 kg arasında değiştiği ve karanlık madde olabilecekleri iddia edilmiştir. Bu ihtimal küçük kütlelerin de karanlık madde olabilme ya da karanlık madde gibi davranabilme ihtimalinin olduğu düşüncesini doğurmuştur. Bu düşünce, kara deliklerin kütlelerinin hemen hemen küçük gezegenlerin kütleleri büyüklüğünde olacağından bizim dönemimize kadar varlıklarını sürdüremediklerini ve kütle çekimsel mercek gözlemleri içinde çok büyük olduklarını söyler.

<span class="mw-page-title-main">Kütleçekimsel çökme</span> Bir astronomik cismin kütleçekim etkisiyle büzülmesi

Kütleçekimsel çökme astronomik objelerin sahip olduğu kütleçekim etkisinden dolayı diğer objeleri kendi merkezine doğru çekmesidir. Herhangi bir stabil objede bu kütleçekim tam tersi yönünde etkileyen iç basınç ile karşılıklı olarak dengelenmektedir. Eğer kütleçekim dışarı yönde etkiyen iç basınçtan daha fazla olursa bu denge durumu bozulur ve madde içeri doğru çökmeye başlar. Bu çöküş iç basıncı artırıp maddeyi kütleçekim ile dengeleyecek noktaya gelene kadar devam eder. Bu durum böylece devam eder.

Mikro kara delikler, mekanik kuantum kara delikleri veya mini kara delikler olarak da adlandırılır, varsayımsal minik kara delikler, kuantum mekaniği etkileri için önemli bir rol oynar.

<span class="mw-page-title-main">Kütleçekimsel tekillik</span> koordinat sistemine bağlı olmayan gökcisminin yerçekimi alanının sonsuz olarak ölçüldüğü konum

Kütleçekimsel tekillik ya da uzay-zaman tekilliği koordinat sistemine bağlı olmayan gökcisminin yerçekimi alanının sonsuz olarak ölçüldüğü konum olarak tanımlanır. Bu nicelikler, maddenin yoğunluğunun da dahil olduğu uzay-zaman eğriliklerinin skaler değişmeyen nicelikleridir. Uzay zamanın normal kuralları tekillik içinde var olamaz.

Tüy yumakları birtakım süpersicim teoristleri tarafından, kara delikleri kuantumsal açıdan doğru tanımlamak amacıyla ortaya atılmış bir teoridir. Bu teori, modern fiziğin kara deliklere bakışındaki iki inatçı problemi çözmektedir.

  1. Karadeliğe düşen maddeler ve enerjiler, tekilliğin içerisinde kaybolurlar, dolayısıyla karadelik içine ne düşerse düşsün hiçbir fiziksel değişim geçirmezler, buna bilgi paradoksu denir.
  2. Klasik karadelik teorisine göre, karadeliğin kalbi sonsuz uzay zaman eğrilikleriyle doludur, bunun sebebi sonsuz yer çekimi ve sıfır hacimdir. Modern fizik ise sıfır ve sonsuz gibi parametreler işin içine girdiğinde bozulmaktadır.
<span class="mw-page-title-main">Büyük patlama teorisinin tarihi</span>

Büyük patlama teorisi'nin tarihi, büyük patlamanın gözlemlenmesi ve teorik değerlendirmesinin yapılmasıyla başladı. Kozmolojideki teorik çalışmaların çoğu artık temel Büyük Patlama modeline yapılan iyileştirmeleri içermektedir. Teorinin kendisi aslında Belçikalı Katolik rahip, matematikçi, astronom ve fizik profesörü Georges Lemaître tarafından resmîleştirilmiştir.

Fizikte quintessence ya da öz kuvveti, karanlık enerjinin varsayımsal bir biçimidir, daha doğrusu skaler bir alandır ve evrenin hızlanan genişleme hızının gözleminin bir açıklaması olarak kabul edilir. Bu senaryonun ilk örneği Ratra ve Peebles (1988) tarafından önerilmiştir. Konsept zamanla değişen daha genel karanlık enerji türlerine genişletildi ve "öz kuvveti" terimi ilk olarak Robert R. Caldwell, Rahul Dave ve Paul Steinhardt tarafından 1998'de yayınlanan bir makalede tanıtıldı. Bazı fizikçiler tarafından beşinci bir temel kuvvet olduğu öne sürülmüştür. Öz kuvveti, dinamik olması bakımından karanlık enerjinin kozmolojik sabit açıklamasından farklıdır; yani, tanımı gereği değişmeyen kozmolojik sabitin aksine, zamanla değişir. Quintessence, kinetik ve potansiyel enerjisinin oranına bağlı olarak çekici veya itici olabilir. Bu varsayımla çalışanlar, öz kuvvetinin yaklaşık 10 milyar yıl önce, Büyük Patlama'dan yaklaşık 3.5 milyar yıl sonra itici hale geldiğine inanıyorlar.