Çeşitli

Evren Hakkında Gerçekte Ne Biliyoruz?

Evren Hakkında Gerçekte Ne Biliyoruz?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Neredeyse her açıdan, varoluş oldukça korkak ve tuhaftır. Ama her şeyin temel fiziğine tam olarak indiğinizde, daha da tuhaflaşıyor! Pek çok insan bilim alanında her şeyin net ve düzenli olduğunu düşünebilir. Ama işler gerçekten böyle mi yürüyor?

Bin yıl boyunca bilim adamları ve filozoflar, yaşamın ve kozmosun düzenli mi yoksa kaotik mi olduğunu durmaksızın tartıştılar. Bilimler bu tartışmaya karşı bağışık değildir ve bir düşünce okulu veya diğeri tarafından birçok önemli keşif gerçekleştirilmiştir.

Gezegenlerin hareketleri, yerçekimi, atom teorisi, görelilik, kuantum mekaniği ve Evrenin büyük ölçekli yapısı hakkında bilgi edinmek, bazen hem düzen hem de kaos fikirlerine ağırlık vermek için kullanılmıştır.

Şu anda, bu soru söz konusu olduğunda pek çok belirsizlik var ve gelecekteki keşifler sorunun çözülmesine yardımcı olabilir. Ama bu arada, öğrendiklerimizi ve bildiğimiz haliyle hayat hakkında bize neler anlatabileceğini değerlendirmek güzel.

Evren nedir?

"Evren" kelimesi, Romalı yazarlar tarafından onları bildikleri şekliyle kozmosa atıfta bulunmak için kullanılan Latince "Universum" dan gelmektedir. Bu, Dünya ve tüm yaşamın yanı sıra Ay, Güneş, bildikleri gezegenler (Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter, Satürn) ve yıldızlardan oluşuyordu.

Öte yandan "kozmos" terimi, Yunanca sözcükten türemiştir. Kosmos"düzen" veya "dünya" anlamına gelir. Bilinen tüm varoluşları tanımlamak için yaygın olarak kullanılan diğer kelimeler arasında "Doğa" (Cermen kelimesi doğal) ve İngilizce kelime "her şey" (kendini açıklayan).

Bugün, Evren kelimesi bilim adamları tarafından mevcut tüm madde ve uzaya atıfta bulunmak için kullanılmaktadır. Buna Güneş Sistemi, Samanyolu, bilinen tüm galaksiler ve üst yapılar dahildir. Modern bilim ve astrofizik açısından, aynı zamanda tüm zamanı, mekanı, maddeyi, enerjiyi ve onları bağlayan temel güçleri de içerir.

Öte yandan kozmoloji, Evrenin (veya kozmozun) çalışmasını ve onu bağlayan güçleri tanımlamak için kullanılır. Binlerce yıllık burs sayesinde, fiziksel Evren hakkında bildiklerimiz büyük bir hızla büyüdü. Ve yine de anlamadığımız çok şey var.

Bugün nerede olduğumuzu anlamak için önce geriye bir bakmalıyız ...

Kozmoloji tarihi

İnsanlar dik yürüyebildikleri ve konuşabildikleri andan beri varoluşun doğasını inceliyorlar. Bununla birlikte, kozmos çalışması hakkında bildiklerimizin çoğu, yalnızca yazılı kayıtların varlığına kadar gider.

Neyse ki, bu kayıtların çoğu yazıdan önceki sözlü geleneklerden geliyor, bu yüzden atalarımızın var olduğuna inandıklarına dair genel bir fikir. Bildiğimiz şey, Evren'in yaratılışının ilk açıklamalarının doğası gereği sembolik ve metaforik olma eğiliminde olduğunu gösteriyor.

Anlayabildiğimiz kadarıyla, var olan her kültürün kendine özgü bir yaratılış hikayesi vardır. Çoğu zaman, zaman ve tüm yaşam, dünyayı, gökleri ve aradaki her şeyi yaratmaktan Tanrı'nın veya tanrıların sorumlu olduğu tek bir olayla başladı. Yaratılış hikayelerinin çoğu ya insanlığın doğuşunu içeriyordu ya da doğdu.

Arkeolojik kanıtlar, insanların takvimler oluşturmak için MÖ 8000 yılına kadar Ay'ın hareketi gibi göksel olayları izlediğini gösteriyor. MÖ 2. binyılda astronomi, bir çalışma alanı olarak ortaya çıkmaya başladı.

Göklerin kaydedilen en eski gözlemlerinden bazıları eski Babillilere atfedilir. Bunlar, önümüzdeki binlerce yıl boyunca Yakın Doğu ve Akdeniz'deki kültürlerin kozmolojik ve astrolojik geleneklerini bilgilendirmeye devam edecek.

Sonlu zaman kavramı bazen bu döneme ve belki de Zorastrian dinine kadar izlenir. Bunun özünde, Evrenin yaratıldığı, ilahi bir planın ortaya çıkışını temsil ettiği ve bir sonu olduğu inancı vardır.

Daha sonraki doktrinler, zamanın yaratımla veya kendi kendini yaratma ile başladığını ve kaosa karşı bir düzen zaferiyle sona ereceğini ve tüm yaratılışın Yaradan ile yeniden birleşeceği Yargı Günü'nün bir versiyonunu benimsedi. Bu kavramlar muhtemelen MÖ 6. yüzyılda Perslerin Babil'i fethetmesiyle Museviliğe aktarılmıştır.

Doğrusal bir ilerleme olarak zaman fikri, binlerce yıl boyunca batı kozmolojisini bilgilendirmeye devam edecek ve bugün hala varlığını sürdürüyor (örneğin, "Büyük Patlama" ve "Zamanın Oku" teorileriyle).

MÖ 8. yüzyıl ile MS 6. yüzyıl arasında (dönem genellikle "Klasik Antik Çağ" olarak anılır), evreni fizik kanunlarının yönettiği kavramı daha fazla ilgi görmeye başladı. Bu sırada hem Hindistan'da hem de Yunanistan'da, bilim adamları neden ve sonucu vurgulayan doğa olayları için açıklamalar sunmaya başladılar.

Atomun doğuşu

MÖ 5. yüzyılda Yunan filozof Empedokles, Evrenin dört element olan toprak, hava, su ve ateşten oluştuğunu teorileştirdi. Aynı zamanda, Çin'de de toprak, su, ateş, odun ve metalden oluşan beş elementten oluşan benzer bir sistem ortaya çıktı.

Bu fikir etkili olacaktı, ancak yakında Evrenin "atomos" (Yunanca "kesilemez") olarak bilinen bölünmez parçacıklardan oluştuğu fikrini teorileştiren Yunan filozof Leucippus tarafından karşılanacaktı.

Kavram, atomların yok edilemez, ebedi olduğunu savunan ve tüm maddelerin özelliklerini belirleyen öğrencisi Demokritos (MÖ 460 - 370) tarafından popüler hale getirilecekti.

Yunan filozof Epicurus (MÖ 341-270) bu fikri rafine edip detaylandıracaktı. Bu nedenle ilham verdiği felsefe ekolüyle (Epikürcülük) ilişkilendirilecekti.

MÖ 6. ve 2. yüzyıllar arasında yaşadığına inanılan Hintli filozof Kanada da benzer bir fikir öne sürdü. Onun felsefesine göre, tüm madde "paramanu" dan - bölünmez ve yok edilemez parçacıklardan oluşuyordu. Ayrıca ışık ve ısının farklı bir biçimde aynı madde olduğunu öne sürdü.

Hint mantık okulunun Budist kurucularından biri olan Hintli filozof Dignana (MS 480 - 540), tüm meselenin enerjiden oluştuğunu öne sürerek daha da ileri gitti.

Bu teoriler batıda büyük ölçüde unutulmuştu, ancak onları Arapça ve diğer dillere çeviren İslam ve Asyalı alimler arasında popüler olmaya devam edeceklerdi. 14. yüzyıl civarında, klasik eserlerin Latince'ye çevrilmesi sayesinde batıda "atomizm" e olan ilgi yeniden ortaya çıkacaktı.

Dünyanın Güneş Sistemindeki yeri

MÖ 2. bin ile MS 2. yüzyıl arasında astronomi ve astroloji gelişmeye ve evrilmeye devam etti. Bu süre zarfında gökbilimciler, gezegenlerin doğru hareketlerini ve takımyıldızların Zodyak boyunca hareketini izlediler.

Ayrıca bu süre zarfında Yunan gökbilimciler, Güneş'in, gezegenlerin ve yıldızların Dünya'nın etrafında döndüğü Evren'in jeosantrik modelini ifade ettiler.

Bu gelenekler MS 2. yüzyıl matematik ve astronomik incelemesinde özetlenmiştir.AlmagestYunan-Mısırlı gökbilimci Claudius Ptolemaeus (aka. Ptolemy) tarafından yazılmıştır.

Bu tez ve içerdiği kozmolojik model, birçok ortaçağ Avrupalı ​​ve İslam alimi tarafından kanon olarak kabul edilecek ve bin yıldan fazla bir süre astronomi konusunda yetkili kaynak olarak kalacaktı.

Orta Çağ'da (yaklaşık MS 5. - 15. yüzyıl) Hintli, Farsça ve Arap bilim adamları klasik astronomik gelenekleri sürdürdüler ve geliştirdiler. Aynı zamanda, Dünya'nın dönüşü gibi bazı devrimci fikirler önererek onlara eklediler.

Hintli gökbilimci Aryabhata (MS 476-550), Pers astronomları Albumasar (787 - 886 CE) ve Al-Sijzi (945 - 1020 CE) gibi bazı bilim adamları daha da ileri giderek Evrenin güneş merkezli modellerini önerdiler.

Eserlerinin, Samoslu Aristarchus (MÖ 310-230), Seleucus of Seleucus (MÖ 190 - MÖ 150) ve MÖ 4. ve 5. yüzyıllardan bazı Pisagor filozoflarının önceki eserlerinden esinlenmiş olması muhtemeldir.

16. yüzyılda, Nicolaus Copernicus bir heliosentrik Evren'in eksiksiz bir modelini yayınladı. Bu modeli başlangıçta 40 sayfalık bir el yazmasında önerdi. Commentariolus ("Küçük Yorum"), 1514'te yayınlandı.

Onun teorisi, önceki güneş merkezli modelleri rahatsız eden ve yedi genel ilkeye dayanan kalan sorunları çözdü. Bunlar şunu varsayıyordu:

  1. Tüm göksel kürelerin veya kürelerin tek bir merkezi yoktur.
  2. Dünya'nın merkezi, evrenin değil, yalnızca yerçekiminin ve ay küresinin merkezidir.
  3. Tüm küreler, hepsinin ortasında olduğu gibi Güneş'i çevreler, böylece evrenin merkezi Güneş'e yakın olur.
  4. Dünyanın Güneş'ten uzaklığının gökkubbenin yüksekliğine oranı, Dünya'nın yarıçapının Güneş'e olan uzaklığına oranından çok daha küçüktür ve Dünya ile Güneş arasındaki mesafe, gökkubbenin yüksekliğine kıyasla algılanamaz. gökkubbe.
  5. Gökkubbede görünen her ne hareket olursa olsun, ona değil, Dünya'ya bağlıdır. Buna göre Dünya, çevredeki unsurlarla birlikte sabit kutuplarında günlük bir hareketle tam bir dönüş gerçekleştirirken, gökkubbe ve en yüksek cennet değişmeden kalır.
  6. Bize Güneş'in hareketleri olarak görünen şey, onun hareketinden değil, Dünya'nın ve küremizin hareketinden kaynaklanmaktadır; diğer herhangi bir gezegende olduğu gibi, Güneş etrafında dönüyoruz. O halde Dünya'nın birden fazla hareketi vardır.
  7. Gezegenlerde geriye dönük ve doğrudan hareket [değişmesi] olarak görünen şey, hareketlerinden değil, Dünya'nın hareketlerinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, Dünya'nın tek başına hareketi, bu kadar çok sayıda görünen düzensizliği [açıklamaya] yeterlidir. cennet.

Copernicus, başyapıtı kitabında bu fikirleri genişletirdi - De Revolutionibus orbium coelestium(Göksel Kürelerin Devrimleri Üzerine) - Ancak, zulümden korkan Kopernik, ölümünden kısa bir süre öncesine kadar (1534'te) yayınlanmasına izin vermedi.

Bu çalışmada Kopernik, yedi ana argümanını tekrar edecek ve bunları desteklemek için ayrıntılı hesaplamalar yapacaktı. Fikirleri, İtalyan gökbilimci, matematikçi ve mucit Galileo Galilei'ye (1564 - 1642) ilham vermeye devam edecekti.

Galileo, Kopernik'in gözlemlerini ve hesaplamalarını geliştirmek için kendi yarattığı bir teleskopu, fizik ve matematik anlayışını ve bilimsel yöntemin titiz uygulamasını kullanacaktı.

Galileo'nun Ay, Güneş ve Jüpiter gözlemleri çok etkili olacak ve jeosentrik modeldeki kusurları ortaya çıkarmaya yardımcı olacaktı. Örneğin Ay gözlemleri, benekli ve kraterli bir yüzeyi ortaya çıkarırken, Güneş gözlemleri güneş lekelerini ortaya çıkardı.

Ayrıca Jüpiter'in en büyük uydularının keşfinden de sorumluydu - Io, Europa, Ganymede ve Callisto - daha sonra onuruna "Galilean Uyduları" olarak adlandırılacak.

Bu keşifler, göklerin mükemmel küreler olduğu (Hıristiyan teolojisiyle tutarlı) ve Dünya dışında hiçbir gezegenin uyduya sahip olmadığı şeklindeki uzun süredir devam eden fikirlerle çelişiyordu.

Gezegenler hakkındaki gözlemleri, gökyüzündeki görünümlerinin ve konumlarının Güneş'in yörüngesinde döndükleri teorisiyle tutarlı olduğunu ortaya koydu.

Bu gözlemlerini aşağıdaki gibi davranarak paylaştı: Sidereus Nuncius (Yıldızlı Haberci) ve Güneşte Görülen Noktalarda,her ikisi de 1610'da yayınlandı.

Ama bu onun 1632 tarihli teziydi. Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (İki Ana Dünya Sistemiyle İlgili Diyalog)Evrenin güneş merkezli modelini savunduğu yer.

Johannes Kepler (1571-1630), gezegenlerin yörüngelerinin mükemmel dairelerden ziyade (Galileo ve önceki gökbilimcilerin savunduğu gibi) eliptik olduğunu gösteren Yasalar Gezegen Hareketiyle modeli daha da geliştirdi.

Bu, Güneş Sisteminin doğası hakkındaki "Büyük Tartışma" yı etkili bir şekilde çözdü ve güneş merkezciliği 17. yüzyılın sonlarından itibaren bilimsel fikir birliği haline getirdi.

Güneş Sisteminden Samanyolu'na

17. ve 18. yüzyıllarda ortaya çıkan bir başka devrimci keşif, Güneş Sistemimizin benzersiz olmadığının fark edilmesiydi. Teleskobun icadı sayesinde Samanyolu hakkındaki anlayışımız büyük ölçüde değişti.

Gökbilimciler (daha önce düşünüldüğü gibi) bir kuşak biçiminde dev bir bulut olmaktan ziyade, gece gökyüzünde binlerce yıldır gözlemledikleri belirsiz yapının aslında milyarlarca uzak yıldız olduğunu anlamaya başladılar.

Kabul edildiğinde, fikir tamamen yeni değildi. 13. yüzyılda, Persli astronom ve bilge Nasir al-Din al-Tusi (1201 - 1274) kitabında bu olasılığı önermiştir: Tadhkira:

"Samanyolu, yani Galaksi, çok sayıda küçük, sıkıca kümelenmiş yıldızlardan oluşuyor ve konsantrasyonları ve küçüklükleri nedeniyle bulutlu yamalar gibi görünüyor. Bu nedenle renkli süte benzetildi. "

Ancak, gökbilimciler bunu doğrudan gözlemleyebildikleri Bilimsel Devrim'e kadar (yaklaşık 16-18. Yüzyıl) değildi. İçinde Yıldızlı HaberciGalileo, Almagest'in yıldız kataloğunda bulunan "belirsiz yıldızlar" hakkında yaptığı gözlemi anlattı.

Bu gözlemler, Samanyolu'nun grubunun "belirsiz" bölümlerinin aslında "kümeler halinde gruplanmış sayısız yıldız kümeleri" olduğu sonucuna varmasına neden oldu. Bu keşif, evrenin daha önce düşünülenden çok daha büyük olduğunu gösterdiğinden, günmerkezcilik durumunu daha da güçlendirdi.

1755'te Alman filozof Immanuel Kant, Samanyolu'nun karşılıklı çekim kuvveti tarafından bir arada tutulan devasa bir yıldız kümesi olduğunu teorize etti. Ayrıca, bu yıldızların (Güneş Sistemi ile birlikte), Güneş'in etrafındaki gezegenlere çok benzer şekilde, ortak bir merkez etrafında dönen düzleştirilmiş bir diskin parçası olduğunu tahmin etti.

1785'te gökbilimci William Herschel, Samanyolu'nun ilk haritasını oluşturmaya çalıştı. Gökadamızın büyük bir kısmının toz ve gazla örtüldüğü gerçeği, boyutuna ve şekline ilişkin tahminleri suya düştü, ancak girişimi, kaydedilen ilerlemenin bir göstergesiydi.

19. yüzyıla gelindiğinde, gelişmiş optikler ve teleskoplar gökbilimcilerin gece gökyüzünü daha fazla haritalamasına izin verdi ve bu da birçok kişinin Güneş Sistemimizin Samanyolu'ndaki milyarlarca kişiden biri olduğu sonucuna varmasına neden oldu.

20. yüzyıla gelindiğinde, Samanyolu'nun Evrendeki milyarlarca insandan biri olduğunu görmeye başlayacaklardı. Ama her seferinde bir şey ...

Newton ve Einstein her şeyde devrim yaratıyor

İnsanlığın Evren anlayışı 17. yüzyılın sonlarında İngiliz bilge Sir Isaac Newton'un (1642/43 - 1727) çalışmasıyla yeniden devrim yaratacaktı. Kepler'in hareket teorisini kullanarak bir yerçekimi teorisi geliştirdi (diğer adıyla Evrensel Çekim).

Bu, onun büyük çalışmasında özetlendi, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica 1687'de yayınlanan ve Newton'un Üç Hareket Yasasını içeren ("Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri"). Bu yasalar şunları belirtti:

  1. Eylemsiz bir referans çerçevesinde görüntülendiğinde, bir nesne, harici bir kuvvet tarafından etki edilmediği sürece, ya hareketsiz kalır ya da sabit bir hızda hareket etmeye devam eder.
  2. Bir nesne üzerindeki dış kuvvetlerin (F) vektörel toplamı, o nesnenin kütlesinin (m) nesnenin ivme vektörüyle (a) çarpımına eşittir. Matematiksel olarak bu, F = ma olarak ifade edilir
  3. Bir cisim ikinci bir cisme kuvvet uyguladığında, ikinci cisim aynı anda birinci cisme büyüklükte eşit ve ters yönde bir kuvvet uygular.

Bu yasalar, nesnelerin birbirlerine nasıl kuvvet uyguladıklarını ve bunun sonucunda hareketin nasıl gerçekleştiğini açıkladı. Newton, yaptığı çalışmadan gezegenlerin kütlesini hesaplayabildi, Dünya'nın mükemmel bir küre olmadığını ve Dünya'nın Güneş ve Ay ile etkileşiminin okyanus dalgalarını nasıl etkilediğini belirledi.

Bu ve diğer ayrıntılı hesaplamalar bilimler üzerinde derin bir etkiye sahip olacak ve sonraki 200 yıl boyunca kabul edilen kural olarak kalacak olan Klasik Fiziğin (aka Newton Fiziği) temelini oluşturacaktı.

Bu, 20. yüzyılın başlarında, Albert Einstein adlı genç bir teorik fizikçinin Özel ve Genel Görelilik teorilerini tartışan bir dizi makale yayınlamaya başladığında değişecekti.

Bu teoriler kısmen Newton fiziği ile yakın zamanda keşfedilen elektromanyetizma yasaları arasındaki tutarsızlıkları çözme girişiminin sonucuydu - en iyi Maxwell denklemleri ve Lorentz kuvvet yasası ile özetlenmiştir).

Einstein, bu tutarsızlığı 1905'te İsviçre Bern'deki bir patent ofisinde çalışırken yazdığı makalelerden birinde ele alırdı. Başlıklı, "Hareket Eden Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine", bu makale Özel Göreliliğin (SR) temeli oldu.

Einstein'ın teorisi, bir ortamdan geçen ışığın o ortam tarafından sürükleneceğine dair önceden sahip olunan çalışma fikir birliğine meydan okudu. Bu, ışık hızının (önceden belirlenmiş olan) hızının toplamı olduğu anlamına geliyordu. vasıtasıyla orta artı hız nın-nin o ortam.

Bu, her türlü teorik komplikasyona ve hepsini çözmeye çalışan deneylere yol açtı, hepsi boş sonuçlar elde etti. Bunun yerine Einstein, ışık hızının tüm eylemsiz referans çerçevelerinde aynı olduğunu, ortamlara veya dışsal açıklamalara olan ihtiyacı ortadan kaldıran bir teori olduğunu belirtti.

Bir teori olarak SR, yalnızca matematiksel hesaplamaları basitleştirmek ve elektromanyetizma ile fizik arasındaki sorunları çözmekle kalmadı, aynı zamanda ışık hızıyla da yakından anlaştı ve deneylerde ortaya çıkan sapmaları açıkladı.

1907 ile 1911 arasında Einstein, SR teorisini Newton Fiziğinin zorlandığı başka bir alan olan yerçekimi alanlarına uygulamaya başladı. 1911'e gelindiğinde, bu çabalar “Kütle Çekiminin Işığın Yayılmasına Etkisi Üzerine“.

Bu makale Genel Görelilik (GR) için zemin hazırladı. İçinde, Einstein, zamanın gözlemciye göreceli olduğunu ve bir yerçekimi alanı içindeki konumlarına bağlı olduğunu ve bu kütleçekimsel kütlenin eylemsizlik kütlesiyle özdeş olduğunu (diğer bir deyişle Eşdeğerlik İlkesi) öngördü.

Einstein'ın bu makalede öngördüğü bir başka şey de, yerçekimi yapan bir kütleden farklı mesafelerde bulunan iki gözlemcinin zamanın akışını farklı şekilde algılayacağı fikriydi (diğer bir deyişle yerçekimsel zaman genişlemesi). Bu teoriler, modern fiziğin yerleşik bir parçası olmaya devam ediyor.

Evren karanlık

Yaygın kabul gören Einstein'ın teorilerinin bilimler için pek çok sonucu oldu. Özellikle Görelilik için alan denklemleri, Kara Deliklerin ve sürekli genişleme veya daralma durumunda olan bir Evrenin varlığını da öngördü.

1915'te, GR'nin geniş çapta duyurulmasından birkaç ay sonra, Alman fizikçi ve astronom Karl Schwarzschild, Einstein'ın alan denklemlerine, gözlemlenmeden on yıllar önce kara delik teorisine yol açan bir çözüm buldu.

Schwarzschild yarıçapı olarak da bilinen bu çözüm, bir kürenin kütlesinin yüzeyden kaçış hızının ışık hızıyla aynı olacak şekilde nasıl sıkıştırılabileceğini açıkladı. Bu durumda "yarıçap", bir cismin parçacıkları arasındaki yerçekimsel çekimin, geri dönüşü olmayan yerçekimsel çöküşe girmesine neden olması gereken boyuta karşılık gelir.

1931'de Hintli-Amerikalı astrofizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar, bir bedenin kendi üzerine çökmeden önce ne kadar büyük olması gerektiğini hesaplamak için SR'yi kullanarak bunu genişletti - daha sonra Chandrasekhar sınırı olarak anılacaktır.

1939'da nötron yıldızlarının keşfi, Chandrasekhar'ın teorilerini, bu sınırın altında bir kütleye sahip beyaz cücenin aslında çöktüğünü göstererek destekledi. Ortaya çıkan nesne (bir nötron yıldızı) sonuç olarak süper yoğun ve inanılmaz derecede güçlü bir manyetik alana sahip.

Bundan, Robert Oppenheimer gibi fizikçiler, yeterli kütleye sahip bir beyaz cücenin çökmeye ve bir kara delik oluşturmaya devam edeceğini savundu. Bu tamamen başka bir kütle sınırı olsa da (Tolman-Oppenheimer-Volkoff sınırı olarak bilinir), Chandrasekhar'ın teorisiyle tutarlıydı.

1960'larda ve 1970'lerde, astrofizikçiler kara delikler ve büyük ölçekli yapılar (galaksiler ve galaksi kümeleri gibi) kullanarak birçok GR testi yaptılar. Bu, Einstein'ın teorisinin daha önce hiç olmadığı gibi test edilmesine izin verdiği için "Genel Göreliliğin Altın Çağı" (1960 - 1975) olarak bilinecek.

Bununla birlikte, astrofizikçiler bu testlerde de özellikle tüyler ürpertici bir şey fark ettiler. Evrendeki galaksilere ve daha büyük madde konsantrasyonlarına bakarken, bu nesnelerin gözlemlenen yerçekimi etkilerinin görünen kütleleri ile tutarlı olmadığını buldular.

Bu, bilim camiasının galaksiler içinde göremedikleri çok büyük bir kütle olduğu sonucuna varmasına yol açtı. Bu, elektromanyetik kuvvet yoluyla "normal madde" (diğer bir deyişle görünür veya baryonik madde) ile etkileşime girmeyen gizemli bir kütle olan Karanlık Madde teorisine yol açtı.

Bu, ışığı absorbe etmediği, yansıtmadığı veya yaymadığı anlamına gelir, bu da onu tespit etmeyi son derece zorlaştırır. Maddeyle yalnızca çekim kuvveti yoluyla etkileşir. Karanlık maddenin görünür maddeden aşağı yukarı altıya bir ağır bastığına ve evrenin yaklaşık% 27'sini oluşturduğuna inanılıyor. Aynı zamanda evrimi üzerinde derin bir etkisi olduğu düşünülmektedir.

Evren genişliyor

GR'nin bir başka sonucu, Evrenin sürekli bir genişleme veya daralma durumunda olduğu tahminiydi. 1927 - 1929'da Belçikalı fizikçi (ve Roma Katolik rahibi) Georges Lemaître ve Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble onun eski olduğunu doğruladı.

O zamanlar Einstein, statik Evren fikrini rasyonelleştirmenin bir yolunu hâlâ arıyordu. Bu amaçla, kozmosta maddenin dağılımının zaman içinde tekdüze olmasını sağlamak için "yerçekimini geri tutan" henüz tespit edilmemiş bir kuvvet olan "Kozmolojik Sabit" i önerdi.

Diğer galaksilerin kırmızıya kayma ölçümlerini kullanan Hubble, Einstein'ın yanlış olduğunu kanıtladı. Bu ölçümler, bu galaksilerden gelen ışığın dalga boylarını kısalttığını - yani spektrumun kırmızı ucuna kaydırıldığını - bu da araya giren alanın genişlediğini gösterdi.

Hubble'ın gözlemleri, bizimkinden en uzaktaki galaksilerin daha hızlı uzaklaştığını da gösterdi. Bu fenomen, Hubble Yasası olarak bilinmeye başlayacak ve bunun meydana gelme hızı Hubble Sabiti olarak bilinmeye başlayacaktı.

1931'de Georges Lemaitre, birlikte keşfettiği fenomeni, Evrenin bir başlangıcı olduğu fikrini ifade etmek için kullanacaktı. Evrenin genişlediğini bağımsız olarak onayladıktan sonra, zaman içinde ne kadar geriye bakıldığında gitgide küçüldüğünü öne sürdü.

Geçmişte bir noktada, Evrenin tüm kütlesinin tek bir noktada yoğunlaşacağını düşündü. Bu keşifler, iki düşünce okuluna ayrılan fizikçiler arasında bir tartışmayı tetikledi.

Çoğunluk hala, Evren genişledikçe maddenin sürekli olarak yaratıldığı ve böylece zaman içinde tekdüzelik sağlandığı, Evrenin sabit bir durumda (yani Kararlı Durum Teorisi) olduğunu savundu.

Öte yandan, Evrenin giderek genişlediğine ve bunun sonucunda maddenin yoğunluğunun yavaş yavaş azaldığına inananlar vardı. Bu fikir, Kararlı Durum Teorisinin savunucuları tarafından taklit edilerek verilen bir lakap olan "Büyük Patlama Teorisi" olarak bilinmeye başladı.

Birkaç on yıl sonra, Big Bang yorumunu destekleyen çok sayıda kanıt ortaya çıktı. Bu, Big Bang Teorisi tarafından öngörülen 1965'te Kozmik Mikrodalga Arka Planının (CMB) keşfini ve onayını içeriyordu.

CMB, temelde, o zamandan beri ışık hızında genişleyen Büyük Patlama'dan arta kalan "kalıntı radyasyondur". Bilim adamları, SPK'nın her yönden yaklaşık 13,8 milyar yıl olan mesafesini ölçerek, Evrenin yaşına kısıtlamalar getirebildiler.

1990'lara gelindiğinde, yer tabanlı teleskoplardaki gelişmeler ve uzay teleskoplarının piyasaya sürülmesi yeni ve şaşırtıcı keşiflere yol açtı. Bilim adamları, yerçekiminin sonunda evrenin genişlemesinin yavaşlamasına neden olacağına inanıyorlardı. Bununla birlikte, gökbilimciler şimdi son dört milyar yıldır kozmik genişlemenin gerçekten hızlandığını gözlemlediler.

Bu, bir şekilde yerçekimine karşı çalışan ve evreni birbirinden uzaklaştıran gizemli bir güç olan Karanlık Enerji teorisinin doğmasına neden oldu. Teorisyenler Karanlık Madde için farklı açıklamalar buldular. Bazıları Einstein'ın "kozmolojik sabiti" nin baştan beri doğru olabileceğini öne sürdü. Diğerleri, Einstein'ın yerçekimi teorisinin yanlış olduğunu ve bu kozmik ivmeyi yaratan bir tür alan içeren yeni bir teoriye ihtiyaç olduğunu öne sürdü.

Bugün önde gelen bir kozmolojik teori, Lambda Soğuk Karanlık Maddesi (λCDM) tarafından tanımlanmaktadır. Şu anda Evren'in gözlemlenen özelliklerinin çoğunu açıklayan en basit modeldir. Evrenin çoğunun karanlık enerji, karanlık madde ve sıradan maddeden oluştuğunu belirtir ve aynı zamanda Big Bang kozmolojisinin standart modeli olarak da anılır. Genel göreliliğin kozmolojik ölçeklerde doğru yerçekimi teorisi olduğunu varsayar ve kozmik mikrodalga arka planı ve evrenin genişlemesinin hızlanması da dahil olmak üzere kozmosun birçok özelliğini açıklar.

Öyleyse neyi bilmiyoruz?

Bu sorunun cevabı, oldukça fazla gerçekten! Yine de etkili bir şekilde cevaplamak için, bilim adamlarının Evreni yukarıdan aşağıya nasıl incelediklerine bir göz atmalı ve boşlukların nerede olduğunu not almalıyız.

Yeni başlayanlar için bilim adamları, maddenin, zamanın ve uzayın en geniş ölçekte nasıl davrandığını anlıyor. Bu en iyi, kütle ve yerçekiminin nasıl ilişkili olduğunu ve uzay zamanı etkilediğini doğru bir şekilde tanımlayan GR ile özetlenir.

Bununla birlikte, 1960'lardan beri, astrofizikçiler dışarıda göremeyecekleri bir sürü kitle olduğunu kabul etmeye başladılar. Bu teorik olarak mantıklı olsa da, şu ana kadar Karanlık Madde bulma girişimleri kesin bir sonuç vermedi.

Öyleyse, orada ne kadar madde olduğunu bildiğimizi söylerken, çoğunu kesin olarak açıklayamayız. Benzer şekilde, Evrenin 1920'lerin sonlarından beri genişleme durumunda olduğunu biliyoruz. Ancak nedenini tam olarak bilmiyoruz.

Evrenin genişleme hızı, bir Karanlık Enerjinin varlığıyla açıklanabilir. Ancak Karanlık Madde gibi, araştırmalar bunun gerçekte ne olduğunu henüz belirlemedi.

Ve Evrenin kendisinin boyutu var. CMB'nin keşfi ile astronomlar ve kozmologlar, kozmosun evrimini izleyebildiler ve kaç yaşında olduğuna dair yakın tahminler yapabildiler. Mevcut tahmin, kozmosun 13.799 ± 0.021 milyar yaşında olduğu yönünde.

Ama ne kadar büyük olduğuna gelince? Bu bir sır olarak kalır. Astrofizikçiler, kozmik genişleme oranına dayanarak, "gözlemlenebilir" Evrenin yaklaşık 93 milyar ışık yılı genişliğinde bir küre olduğunu tahmin ediyorlar. Bununla birlikte, bunun ötesinde, Evren muhtemelen çok daha uzağa uzanır ve hatta sonsuz olabilir.

Şeylerin diğer ucunda, bilim adamları Evrendeki tüm madde ve enerji etkileşimlerini yöneten dört temel kuvvet (diğer bir deyişle temel etkileşimler) olduğunu belirlediler.

Bu kuvvetler, yerçekimi kuvvetinden (uzay-zaman eğriliğine atfedilir ve GR tarafından tanımlanır) ve kuantum mekaniğinin üç ayrı alanından oluşur - topluca Kuantum Alan Teorisi (QFT) olarak bilinir.

Bu alanlar, parçacık fiziğinin Standart Modelinde açıklandığı gibi atom altı parçacıklar ve bunların etkileşimleriyle ilgilenen zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetizmayı içerir.

Buna bakmanın bir başka yolu da bu etkileşimleri üç kategorili bir sistemde gruplamaktır: yerçekimi, elektrozayıf kuvvetler ve güçlü kuvvetler. Bu son iki kategori, zayıf nükleer ve elektromanyetik kuvvetler ve temel ve artık nükleer kuvvetler olarak alt gruplara ayrılmıştır.

Yerçekimi gezegenleri, yıldızları, galaksileri ve galaksi kümelerini birbirine bağlarken (yani makro düzeyde), elektrozayıf kuvvetler atomları ve molekülleri bağlarken, güçlü kuvvetler hadronları ve atom çekirdeklerini bağlar.

Sorun burada yatıyor. Bilim adamları, yer çekiminin en büyük ölçeklerde nasıl çalıştığını anlıyorlar, ancak en küçüğü değil. Bu, onu, karşılık gelen bir atom altı moleküle sahip olan Evrendeki diğer tüm bilinen kuvvetlerden farklı kılar.

Elektrik ve manyetizma için elektronlar ve fotonlar vardır. Zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler için bozonlar, gluonlar ve mezonlar vardır. Halihazırda "gravür" diye bir şey yok, en azından varsayımın dışında değil.

Ve şimdiye kadar, hepsi kesin bir kuantum yerçekimi teorisi bulmaya çalışıyor - aka. a Theory of Everything (ToE) - başarısız oldu. Bunu çözmek için birkaç teori öne sürüldü - en önemli yarışmacılar Sicim Teorisi ve Döngü Kuantum Yerçekimi - ancak hiçbiri henüz kesin olarak kanıtlanmadı.

Nasıl bitecek?

Tamam, işte mesele şu ... bunu da bilmiyoruz. Kabul edilirse, Evren'in bir başlangıcı olduğu fikri doğal olarak olası bir sonu olacağı fikrini doğurur. Evren uzay-zamanda aniden genişlemeye başlayan küçük bir nokta olarak başladıysa, bu sonsuza dek genişlemeye devam edeceği anlamına mı gelir?

Ya da, yine teorize edildiği gibi, genişlemeyi bırakıp büzülmeye başlayacak, sonunda küçücük, küresel bir kütleye mi dönüşecek? Bu soru, kozmologlar Evrenin nasıl başladığını tartışmaya başladığından beri öfkelenen bir sorudur - Big Bang mi yoksa Kararlı Durum mu?

Evrenin nasıl hızlandırılmış bir hızla genişlediğini gösteren gözlemlerden önce, çoğu kozmolog konuyla ilgili iki fikirliydi. Bunlar "Big Crunch" ve "Big Freeze" senaryoları olarak biliniyordu.

İlkinde, Evren enerjisi bitene kadar genişleyecek ve sonra kendi içine çökmeye başlayacaktır. Evrenin kütle yoğunluğunun kritik yoğunluğundan daha büyük olduğu bir noktaya ulaştığını varsayarsak, Evren daralmaya başlayacaktır.

Alternatif olarak, Evrenin yoğunluğu kritik yoğunluğa eşit veya bunun altındaysa, Evren yıldız oluşumu sona erene kadar genişlemeye devam edecektir. Sonunda, tüm yıldızlar ömürlerinin sonuna ulaşacak ve ölü kabuklara veya kara deliklere dönüşecekler.

Sonunda, kara delikler çarpışır ve gittikçe büyüyen kara delikler oluşturur. Bu, sonuçta, son elektromanyetik radyasyonun tüketileceği Evrende "ısı ölümüne" yol açacaktır. Kara deliklerin kendileri, Hawking Radyasyonlarının sonunu döktükten sonra sonunda yok olacaktı.

1990'lardan beri, Kara Enerji teorisine yol açan gözlemler, Evrenin kaderi üzerine yeni tartışmaları teşvik etti. Şimdi, uzay genişlemeye devam ettikçe, gözlemlenebilir Evren'in gittikçe daha fazla sayıda SPK'nın ötesine geçeceği ve gözlemciler için görünmez hale geleceği teorileştirildi.

Bu arada, SPK, yalnızca radyo dalga boyunda görünür hale gelene kadar kırmızıya kaymaya devam edecektir. Sonunda, tamamen ortadan kalkacak ve gökbilimciler, görünür olanın ötesinde karanlıktan başka bir şey göremeyecekler.

Another possibility is the "Big Rip" scenario, where continued expansion will eventually lead all galaxies, stars, planets, and even atoms themselves to be torn apart, leading to the death of all matter.

Big Crunch, Big Freeze, or Big Rip? At this juncture, we just don't know. The same is true when it comes to theories of how the Universe began - was it a Big Bang or more of a Big Bounce?

This is also the case when it comes to our attempts to unify gravity with the other fundamental forces. Right now, the best we have are theories that have a certain logical consistency but remain unproven.

As Socrates famously said: "One thing only I know, and that is that I know nothing." This knowledge, it is said, is what made Socrates the wisest man in all the land. In the same respect, humanity's grasp of the Universe is strangely paradoxical.

We know it's expanding, we're just not sure how. We know how much mass is out there, we just can't see most of it. We know how gravity works, just not how it fits with the other forces. We don't know how it began or will end, but we have some theories that fit with the observable evidence.

So while there is much that we don't know about the Universe, we at least have a pretty good idea of what we don't know. This puts us at an advantage over previous generations of humanity who were not only ignorant of the Universe at large but ignorant or their ignorance.

We are also at a point in our technological evolution where we can see more of the Universe than ever before, whether that's on the largest or smallest of scales. Between next-generation instruments, supercomputers, and particle accelerators, scientists are pushing the boundaries of what we can see.

The only way to overcome ignorance is to know where our ignorance lies and then address it. In that respect, humanity is poised to learn a great deal in the near future!

  • NASA- The Big Bang
  • CERN - The Standard Model
  • Wikipedia - Theory of Everything
  • Hyperphysics - General Relativity
  • Space - Einstein's Theory of Relativity
  • University of Cambridge - David Tong: Special Relativity
  • Stanford Encyclopedia of Philosophy - Quantum Field Theory
  • Marxist.org - Albert Einstein Reference Archive: The Special and General Theory


Videoyu izle: Ünlü Fizikçi Stephen Hawking Evreni Anlatiyor Belgesel (Haziran 2022).


Yorumlar:

  1. Vita

    Bu konudaki yardımınız için çok teşekkür ederim. Bunu bilmiyordum.

  2. Neron

    Bu konuya hakimdim. Forum davetiyesi.

  3. Kermichil

    Dikkat çekici, çok eğlenceli bir parça

  4. Alhmanic

    Fikrinizi tamamen paylaşıyorum. Bence bu harika bir fikir. Sana tamamen katılıyorum.

  5. Claudius

    Nasıl belirlenebilir?

  6. Jager

    Asker yoldaşlar, kıçındaki kaslar titreyecek şekilde şarkı söylenmelidir. Daha hızlı uyuyun - bir yastığa ihtiyacınız var. Yapmayıp pişman olmaktansa, yapıp pişman olmak daha iyidir. Seni inlediğin kadar sevmedim! ..

  7. Najar

    Evet gerçekten. Ve ben onunla yüzleştim. Bu tema hakkında iletişim kurabiliriz. Burada veya PM'de.



Bir mesaj yaz