Kozmoloji

Kozmoloji (Evren Bilim)

İlkçağlardan günümüze kadar insanlık tarihi boyunca;  evren, evrenin başlangıcı, sonu, ne büyüklükte olduğu gibi birçok sorunun cevabı aranmaya çalışılmıştır.  Dolayısı ile “kozmoloji” ya da “evrenbilim” çalışmalarının günümüze kadar gelişinde, eski uygarlıkların da katkıları olmuştur diyebiliriz. Sözlük anlamı ile; Evrenbilim (Evren bilimi) veya Kozmoloji bir bütün olarak evren konu alan bilim dalının ismidir. Kozmoloji sözcüğü Türkçeye Yunanca κοσμολογία (cosmologia, κόσμος [kozmos] düzen + λογια [logia] söylev) sözcüğünden türemiştir. Her ne kadar kozmoloji sözcüğü nispeten yakın zamanlı bir sözcük olsa da; evren tarih boyunca bilim, felsefe, ezoterizm ve din gibi farklı disiplinler tarafından araştırma konusu olmuştur.

Kozmoloji ise bir sözcük olarak ilk kez 1730 yılında Christian Wolff’un Cosmologia Generalis isimli eserinde kullanılmıştır [1].

Kozmoloji ile uğraşan bilim adamlarına kozmolog veya evrenbilimci denir. Çağdaş yazında kozmoloji veya evrenbilim ile genelde fiziksel kozmoloji kastedilmektedir. Bu bağlamda, kozmologlar kozmoloji çalışmaların içerisinde astronominin yanı sıra biyolojiden matematiğe kadar
birçok bilim dalını da kullanırlar [1].

Kozmoloji evrenin yapısını, tarihini ve geleceğini inceler. Fiziksel evrenin bir bütün olarak kavranıp anlaşılmasını sağlamak amacıyla, doğa bilimlerini, özellikle gökbilim ve fiziği bir araya getirir [1].

Farklı bir kaynaktan da Kozmoloji tanımlarına bakarsak; Kozmoloji: Evrenin en büyük boyutta incelenmesidir. Bu incelemede amaç, en büyük boyuttaki Evren’in nasıl bir yapıya sahip olduğunun anlaşılmasıdır. Başka bir deyişle; Evrendeki tüm maddenin dağılım ve dinamiğinin nasıl olduğunu inceleyen bir astronomi dalıdır [2].

Günümüzün güçlü teleskopları, milyonlarca ışık yılı uzaklıkta bulunan  galaksilerin görüntülerini verebilmektedir. Bununla beraber en güçlü teleskoplarla gözlenebilen en uzak galaksi, Evren’in sınırı demek değildir. Hiç kuşkusuz bu uzaklığın ötesinde de uzak galaksiler olmalıdır [2].

Kozmoloji bilimi ile uğraşanların hala cevaplarını bulamadıkları sorular bulunmakla birlikte, modern kozmoloji öncesi cevabı bulunamayan birçok sorunun da cevabının bulunduğunu görmekteyiz.

Kozmoloji, makro ve mikro uzayı aynı anda kapsar. Astronomik Evren’in bileşenlerini ölçerken astronomlar insanın hayal gücünü zorlayan hatta zaman zaman aşan sayılarla karşılaşmışlardır [2].

 Şekil 1: Kozmologlar (Evren Bilimciler) için herşey Bing Bang anından itibaren başlar [3]

Kozmoloji Bilimi Her Çağ için ayrı ayrı incelenerek, hangi çalışmaların yapıldığı görülebilir. Bu konuda detaylı bilgi almak için [2] ve [6] numaralı kaynaklardaki adresleri ziyaret edebilirsiniz.

İlkçağ Kozmolojisinde Mısır, Çin, Hindistan, Ortaasya, Babil Medeniyetleri; Ortaçağ Kozmolojisinde İslam Dünyası; Yeniçağ Kozmolojisinde Nikola Kopernik, Tycho Brahe, Kepler, Galileo, Isaac Newton, Halley, William Herchel, Bessel’in çalışmaları;  Yakınçağ Kozmolojisinde Kapteyn, Einstein, Trumpler,   Shapley, Paul Dirac, Alexandre Friedmann, Immannuel Kant’ın çalışmaları ön plana çıkar.

Şekil 2: Eski Yunan Kozmolojisinde evrenin merkezinde dünya yer almaktadır [6]

 Yaklaşık 4040 yıl önce Babilliler; Güneş ,Yıldızlar ,Gezegenler, Ay’ın hareketlerini ve hatta tutulmaları tahmin edebilen başarılı çalışmalar vardı. Fakat ilk olarak bu hareketleri açıklayan Evren modelini eski Yunanlılar yapmıştır. M.Ö. 4. yy’da Eski Yunanlılar yıldızların gök küresinde sabit olduğunu ve yer kürenin etrafında her 24 saatte bir döndüğünü ve Gezegenler, Güneş ve Ay’ında aynı şekilde Dünya ve yıldızların arasında hareket ettiği fikrini geliştirmişlerdir [2].

Bu model, takip eden yüzyıllarda daha da geliştirilmiş, M.S. 2.yy’da “Batlamyus’un büyük sistemi” ile geçerliliğini sürdürmüştür. Bu düşünceye göre mükemmel hareket; dairesel olmalıydı. Böylece gök cisimleri olan yıldızlar ve gezegenler dairesel yörüngelerde hareket ederlerdi [2].

17.yy’ın başlarında teleskobun keşfedilmesiyle Yer Merkezli Evren modeli ile Galileo’nun Güneş Merkezli Evren modeli çökertilmeye başladı [2].

Uzun yıllardan beri Evren’in sonsuz bir zaman diliminde değişip değişmediği, sonsuz olup olmadığı araştırma konusu olmuştur. 1965’de Penzias ve Wilson bir kozmik mikrodalga arkafon ışınımını bulduğu zaman kesinleşmiş olan bir genişleme ‘kararlı hal’ modelinin yerini almış oldu. Bu buluş, 1949’da Alper ve Hermann tarafından tahmin edilen bir “Sıcak Büyük Patlamanın” şiddetli ışınımının ardından geriye kalmış sönük bir yayılma olarak yorumlandı [2].

1970’lerde bütün Evrenbilimciler, artık büyük sıcak patlama modelini kabul etmişler ve daha ayrıntılı sorular yöneltmeye başlamışlardır. Örneğin:

– Bugün gözlediğimiz gökadalar ve gökada kümeleri başlangıçtaki genişlemeden nasıl oluştular?
– Evrendeki maddenin çoğu nelerden oluşmuştur?
– Yıldız gibi parlamayan bir çeşit karanlık madde veya kara deliklerin olmadığını nasıl bilebiliriz?
– Genel relativite bize uzay-zamanını eğriselleştirdiğini söylemektedir. Buna göre Evrenin biçimi nedir?
– Tüm bunlardan başka kozmolojik bir sabit var mıdır? [2]

 Biz sadece bu soruların bazılarının cevaplarını bulmanın başlangıcındayız. Kozmik mikrodalga arkafon ışınımı bize, Evren’in büyük patlamadan 100 000 yıl sonraki görüntüsünü vermede önemli bir rol oynar. 1992’de NASA’nın Kozmik Arka Fon Kaşifi (COBE) adlı uydusunun bu arkafon ışınımındaki, eşyönlülüğün olmadığına ilişkin ilk belirlemesine kadar Evren düzgün gibi görülüyordu [2].

 Modern Kozmoloji

Modern kozmoloji ile kastedilen büyük oranda fiziksel kozmolojidir. Fiziksel kozmolojide; Matematik ve fizik bilimleri yardımıyla teorilerin ispatı yapılır ve astronomik keşiflerle desteklenir. Evrenin içinde yer alan bütün gök cisimleri, gökadalaryıldızlarkaradeliklergezegenler, uydular, bunların oluşumları, birbirleriyle olan ilişkilerinin kuramsal olarak incelenmesi bu bilim dalı içine girer [1].

Teknolojinin ilerlemesi ve farklı dallardaki bilimsel keşifler ve buluşlar, örneğin Einstein‘in görecelik teorisi, son bir-iki yüzyıl içinde fiziksel kozmoloji anlayışının da büyük oranda gelişmesine yol açmıştır. Fiziksel kozmoloji dışında çeşitli ezoterik hareketlerin ortaya attığı ezoterik kozmolojiler de yine bu dönemde ortaya çıkmış ve gelişme kaydetmiştir [1].

Çağdaş fiziksel kozmoloji teknolojik olanakların sağladığı gelişmiş gözlemlerle birçok keşfe konu olmuştur. Örneğin; Harlow Shapley gözlemleri sonucu güneş sisteminin de içinde bulunduğu Samanyolu gökadasının düşünülenden (yaklaşık 10 bin ışık yılı) çok daha büyük (yaklaşık 100 binlerce ışık yılı) bir çapa sahip olduğunu kanıtlamıştır. Ayrıca yine Shapley o zamana kadar yaygın bir görüş olan ve güneş sistemini gökadanın merkezine yakın konumlandıran görüşün yanlış olduğunu ortaya çıkarmış ve güneş sisteminin gökadanın merkezinden oldukça uzakta olduğunu kanıtlamıştır [1].

 Stephen W. Hawking (1942 – ..)

Modern Kozmolojide önemli teorileri olan S. W. Hawking halen İngiltere’de yaşamaktadır. Sağlık problemlerine rağmen çalışmalarına devam etmektedir. Hawking Teorik fizikte çok güncel olan, fizikteki 4 eşit kuvveti birlikte açıklamaya çalışan Büyük Birleşim Teorisinin kurucusudur. Einstein’e ait rölativite teorisi ile modern fiziğin bilinen teorisi olan kuantum mekanik teoriyi birleştirmeye çalışmıştır. Tüm bu birleştirmelerin sebebi; Evrenin oluşumu hakkında daha sağlam ve net bilgiler elde etmekti. Hawking, uzay zamanının “Büyük Patlama” ile başladığını ve Evrenin genişlemekte olduğunu açıklamaya çalışmıştır [2].

Hawking, evrenin temel prensipleri üzerine çalıştı. Roger Penrose ile birlikte Einstein‘ın Uzay ve Zamanı kapsayan Genel Görelilik Kuramının, Big Bang‘le başlayıp karadeliklerle sonlandığını gösterdi. Bu sonuç Kuantum mekaniği ile Genel Görelilik Kuramı’nın birleştirilmesi gerektiğini ortaya koyuyordu. Bu yirminci yüzyılın ikinci yarısının en büyük buluşlarından biriydi. Bu birleşmenin bir sonucu da; karadeliklerin aslında tamamen kara olmadığını, fakat radyasyon yayıp buharlaştıklarını ve görünmez olduklarını ortaya koyuyordu. Diğer bir sonuç da evrenin bir sonu ve sınırı olmadığıydı. Bu da evrenin başlangıcının tamamen bilimsel kurallar çercevesinde meydana geldiği anlamına geliyordu [4]

 

 Şekil 3:  Arno Penzias (öndeki) ve Robert Wilson(soldaki); arkalarındaki yapı kozmik mikrodalga arkaplan radyasyonunu keşfetmelerine olanak kılan antendir [1].

Şekil 4: CMB (kozmik mikro dalga arka planı) anizotropisinin WMAP haritası [3].

httpv://youtu.be/muB0glJ7g18

Prof. Dr. Ethem Derman TRT – Türkiye’nin Sesi Radyosu Gökbilim Sohbetleri (Video)

 

Kaynaklar:

[1]  http://tr.wikipedia.org/wiki/Kozmoloji
[2 ] http://derman.science.ankara.edu.tr/ogrenci_tezleri/rahmi_ersan/rahmi_ersan.pdf

[3]  http://map.gsfc.nasa.gov/universe/WMAP_Universe.pdf
[4] http://tr.wikipedia.org/wiki/Stephen_Hawking
[5] Ethem Derman Gökbilim Sohbetleri (Kozmoloji)
[6] 
http://www.aip.org/history/cosmology/index.htm   American Institute of Physics, Kozmoloji Biliminin Tarihi

Fatma Nur AKI, TA2AKI
TAMSAT

Etiketler

Fatma Nur AKI, TA2AKI

Yazar; İstanbul Ticaret Üniversitesi'nde öğretim görevlisi olup, TAMSAT'ta fizik/fizik eğitimi danışmanı ve genç takım koordinatörü olarak görev almakta, güneş radyasyonunun uzay araçları üzerindeki etkisi üzerinde araştırma yapmaktadır.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
Kapalı
Kapalı