Evrenin Ýlk Anlarý Ve Büyümesi
    Büyük patlamadan önce madde varolmadýðýna göre maddeye baðýmlý olan zamanýn varlýðýndan da söz edilemez. Bu noktada bir fikir ayrýlýðý olmadýðýna göre Big Bang'den öncesinden söz etmemiz mümkün deðil. Bizim inceleye bileceðimiz, büyük patlama anýnda neler oldu? Nasýl oldu da böylesine büyük bir patlama ile bu kadar kompleks yapýya sahip bir evren oluþtu? gibi sorularýn cevaplarýdýr. Bu sorularý ancak teorik kozmoloji verilerine dayanarak yanýtlaya biliriz. Fakat elimizde gerekli veriler olmadýðý için Big Bang anýný açýklamakta fizik teorileri yetersiz kalýyor. Daha önceki anlarda neler olup bittiði konusunda henüz kesin deliller bulunmadýðý için þu an en fazla patlamadan sonraki 0,00001'inci saniyeden bahsedebiliriz. Patlama anýnda ortaya çýkan muazzam sýcaklýk, patlamadan 0.00001 saniye sonra kuarklarýn (atom altý parçacýklarýn) proton ve nötronlarý oluþturabileceði seviye kadar düþtü, bu noktada tek atomdan oluþan ve en basit yapýya sahip element olan H (hidrojen) elementi oluþtu. Patlamadan birkaç dakika sonra milyar derece cinsinden ifade edilebilecek deðere düþen sýcaklýk sayesinde "döteryum", "helyum" ve "lityum" elementleri oluþmaya baþladý. "Büyük Patlama" anýndan sonraki geniþleme hýzý çok hassas bir deðerdedir. Yapýlan teorik hesaplamalara göre bu geniþleme hýzý, gerçekte olandan milyarda bir daha yavaþ gerçekleþseydi muazzam kütle çekim etkisi ile evren kendi üzerine çökerek tekrar yok olacaktý. Tersi bir þekilde, evrenin geniþleme hýzý milyarda bir daha hýzlý olsaydý atom altý parçacýklar atomu ve dolayýsýyla evrende var olan gök cisimlerini oluþturamayacak þekilde daðýlacaktý. Ýlk atomlarýn ve elementlerin oluþmasýndan sonraki uzunca bir süre evren geniþlemeye ve soðumaya devam etti evren yeteri kadar soðuduðunda kütle çekiminin etkisi ile gazlar yoðunlaþarak deðiþik gök cisimlerini oluþturmaya baþladý. Evrende var olan hidrojen ve helyum dýþýndaki tüm elementler yýldýzlarýn oluþumundan sonra, bu yýldýzlarýn çekirdeðinde gerçekleþen nükleer tepkimler ile üretilmiþtir. Bu gök cisimlerinin bir araya gelerek niçin galaksileri oluþturduðu henüz kesin olarak açýklanabilmiþ deðildir. Bunun açýklanmasý "kara enerji" ve "kara delik" olarak adlandýrýlan gök cisimlerinin tam olarak anlaþýlmasýna baðlýdýr. Sonuç olarak bu günün bilimsel þartlarý ile kesin bir þekilde açýklayamadýðýmýz bir süreç sonunda evren þu anki kompleks yapýsýna geldi ve her geçen saniye geniþlemeye devam ediyor.
   Evrenin Yapýsý
    Yazýmýzýn baþýnda da bahsettiðimiz gibi evren akýl almaz komplekslikte bir yapýya sahiptir. Evrenin bazý bölümlerinde çok büyük boþluklar varken, bazý bölümleri yoðun bir þekilde gök cisimleri ille doludur. Ýlk bakýþta daðýnýk gibi görünen bu yerleþim þekli aslýnda Big Bang teorisinin ön gördüðü þekilde, homojen bir evreni oluþturmaktadýr. Evren, 400 milyon ýþýk yýlýndan daha geniþ bir bölümü incelendiðinde homojenlik göstermektedir. Big Bang'den sonra hidrojen ve helyumdan oluþan gazlar kütle çekim enerjisi ve dönmelerinden kaynaklanan manyetik etkinin yardýmý ile yoðunlaþarak deðiþik gök cisimlerini oluþturdular. Yine bu Büyük Patlama sonucunda oluþan ve "kozmik fon ýþýnýmý" adý verilen radyasyon bütün evrene yayýlmýþ durumdadýr. Gök cisimlerinin yoðunluk gösterdiði bölgelere galaksi (gökada) adý verilmektedir. Kesin olmamakla beraber galaksilerin hemen hemen hepsinin merkezinde galaksiyi dengede tutan büyük bir karadelik varolduðu tahmin edilmektedir. Fakat yapýlan inceleme ve hesaplamalar var olan karadelik ve diðer gök cisimlerinden kaynaklanan kütle çekim etkilerinin bu galaksileri bir arada tutmaya yetmeyeceði fark edilmiþtir. Bu noktada teorik olarak var olan fakat tanýmlanamayan ve gözlenemeyen baþka bir maddenin varlýðý bulunmuþtur. Bilinen hiç bir fiziksel tanýma uymayan ve tamamen görünmez olan bu maddeye "karanlýk madde" adý verilmektedir. Karanlýk madde evrende var olan maddenin yaklaþýk olarak %90'lýk kýsmýný oluþturmaktadýr. Karanlýk maddenin dýþýnda kalan ve tanýmlana bilen gök cisimleri genel olarak gezegenler, meteorlar ve yýldýzlardýr. Ömrünü tamamlayan yýldýzlarýn ölümü ile oluþan beyaz cüceler, nötron yýldýzlarý ve daha karmaþýk bir yapýya sahip olan karadelikler evrenin en yoðun ve hakkýnda en az bilgi bulunan diðer cisimleridir. Ömrünü tamamlayan yýldýzlarýn "nebulla" adý verilen patlamalarý sayesinde çekirdeðinde üretilen aðýr elementler uzaya daðýlýr ve meteor þeklinde gezegenlerin üzerlerine yaðar. Bu yolla demir gibi aðýr elementler gezegenimize patlayan yýldýzlardan bir hediye olarak gelmektedir.
    Evrenin gerçek yapýsýnýn þu an bilinenden daha karmaþýk olduðu tahmin edilmektedir. Henüz açýklanamayan bir çok enerji þekli evrenin deðiþik bölümlerinde görev yapmaktadýr. Örneðin yakýn dönemdeki bir keþfe göre, evren giderek yavaþlamasý gerekirken aksine hýzlanan bir geniþleme göstermektedir. Bu geniþlemenin nedenini ve kaynaðýný bir türlü açýklayamayan kozmologlar bu güce "karanlýk enerji" adýný verilmiþtir. Günümüzde çoðu hesaplara ve tahmine dayanan bir çok teori ileri sürülerek evrenin yapýsý anlaþýlmaya çalýþýlmaktadýr. Fakat evreni tam olarak anlamak için çok geniþ zaman dilimlerine uzanan ve belki de insan neslinin hiç birinin göremeyeceði kadar uzun sürecek inceleme ve gözlemlere ihtiyaç vardýr. Tahminen, geliþen teknolojinin beraberinde getireceði ileri seviye teleskoplar ve geliþtirilecek yeni gözlem sistemleri ile insan oðlu çok kýsa zaman dilimleri içerisinde kozmoloji alanýnda bu gün olduðumuzdan çok daha büyük bilgilere sahip olacaktýr.
    Samanyolu Galaksisi
    Þehir ýþýklarýndan uzakta Ay'ýn olmadýðý açýk bir gecede, gökyüzünü bir baþtan öbür baþa kuþatan puslu, parlak bir þeriti sýk sýk görebiliriz. Eski insanlar bunu sütyolu "Milkway" olarak isimlendirmiþlerdir. Bugün, bu puslu þeritin Güneþin de içinde bulunduðu birkaç yüz milyon yýldýzý içeren, disk þeklinde bir görünüm olduðunu biliyoruz. Bir teleskop ile Samanyolunu inceleyen ilk astronom Galileo, Samanyolunun sayýsýz yýldýzlardan ibaret olduðunu keþfetti. 1780`li yýllarda William Herchel gökyüzünün 683 bölgeye ayýrýp, bu bölgelerin her birindeki yýldýzlarý sayarak Güneþ'in Galaksideki yerini çýkarmaya çalýþtý. Hershel, Galaksinin merkezine doðru yýldýzlarýn sayýca, büyük yoðunlukta olduðunu daha küçük yýldýz yoðunluklarýnýn ise Galaksinin sýnýrýna doðru görüleceðini düþündü. Fakat, tüm Samanyolu boyunca kabaca, ayný yýldýz yoðunluklarý buldu. Buradan hareket ederek, Güneþ'in Galaksimizin merkezinde bulunduðunu ortaya çýkardý. 1920` li yýllarda Hollandalý Astronom Kapteyn, çok sayýdaki yýldýzlarýn parlaklýðýný ve hareketlerini analiz ederek, Herschel`in görüþlerini doðruladý. Kapteyn`e göre Samanyolu yaklaþýk 10 kpc (kiloparsek) çapýnda ve 2 kpc kalýnlýðýnda olup merkezi civarýnda Güneþ bulunmaktadýr. Hem Herschel hem de Kapteyn Güneþ'in Galaksimizin merkezinde olduðu fikrinde yanýldýlar. Trumpler, yýldýz kümeleri ile ilgili çalýþmalarýnda uzak kümelerin beklenildiðinden daha sönük göründüklerini keþfetti. Sonuç olarak, Trumpler yýldýzlar arasý uzayýn mükemmel bir vakum olmadýðýný uzak yýldýzlardan gelen ýþýðý absorblayan, toz ortamýn olduðu sonucunu çýkardý. Bu toz partikülleri Galaksi düzleminde yoðunlaþmýþtýr.Yýldýz ýþýðýnýn, yýldýzlararasý ortam tarafýndan absorblanmasý sönükleþme olarak bilinir. Galaksi düzleminde yýldýzlararasý sönükleþme kiloparsek baþýna 2.5 kadirdir. Bir baþka ifade ile, Dünya'dan 1 kpc uzakta, Samanyolunundaki bir yýldýz yýldýzlararasý sönükleþmeden dolayý 2.5 kez daha sönük görülür. Galaksi merkezinde olduðu gibi yoðun yýldýzlararasý bulutlarýn bulunduðu bölgelerde sönükleþme derecesi büyüktür. Gerçekte, görünür dalgaboylarýnda Galaksimizin merkezi bir bütün olarak görülemez. Herschel ve Kapteyni yanýltanda bu yýldýzlararasý sönükleþme idi. Sadece Galaksimizdeki en yakýn yýldýzlarý gözlemiþlerdi. Üstelik yýldýzlarýn çok büyük bir kýsmýnýn Galaksimizin merkezinde bulunduðu fikrine sahip deðillerdi. Yýldýzlararasý toz Galaksimizin düzleminde yoðunlaþtýðýndan dolayý, yýldýzlararasý sönükleþme buralarda daha çoktur. Shapley'in öncülüðünü yapmýþ olduðu, pek çok Astronom, Güneþ'in Galaksi merkezinden olan uzaklýðýný ölçmeye giriþtiler. Shapley, bugün için kabul edilen 28,000 ýþýk yýlý bir uzaklýðýn yaklaþýk üç katý kadar bir uzaklýk hesapladý. Galaksi merkezi etrafýnda, su mazerleri ihtiva eden gaz bulutlarýndan elde edilen radyo gözlemlerine dayanan son hesaplara göre ise yaklaþýk 23,000 ýþýk yýlý bir uzaklýk bulunmuþtur. Galaksi merkezine olan uzaklýk, diðer özelliklerin tespit edilebilmesinde bir ölçüdür. Galaksimizin disk kýsmý 80,000 ýþýk yýlý çapýnda 2,000 ýþýk yýlý kalýnlýðýndadýr. Galaksimizin çekirdeði, yaklaþýk 15,000 ýþýk yýlý çapýnda olan merkezsel bulge (þiþkin bölge) ile çevrilmiþtir. Bu þiþkin bölgenin þekli küreseldir
    Bugün için, Galaksimize ait altý tane bileþenden söz edilmektedir. Bunlar; Ýnce Disk, Kalýn Disk, Halo, Þiþkin Bölge, Karanlýk Halo ve Yýldýzlararasý ortamdýr. Karanlýk halo ve yýldýzlararasý ortamýn dýþýnda bu bileþenlerde farklý türden yýldýzlar bulunmaktadýr. Halodaki yýldýzlar, yaþlý ve metal bakýmýndan fakirdir. Astronomlar bu yýldýzlarý popülasyon II yýldýzlarý olarak adlandýrýrlar. Halo çok az toz ve gaz ihtiva eder. Küresel kümeler ve RR Lyrae deðiþen yýldýzlarý bu bileþende bulunmaktadýr.
    Diskte bulunan yýldýzlar ise, Güneþ gibi genç ve metal bakýmýndan zengin yýldýzlardýr. Bunlara popülasyon I yýldýzlarý denir. Disk bileþeninde, çok miktarda gaz ve toz bulunur. Açýk kümeler, emisyon nebulalarý bu bileþenlerde bulunur.
    Galaksimizin diskinin mavimtrak olduðu anlaþýlmýþtýr. Çünkü, diskten gelen ýþýkta genç ve sýcak yýldýzlarýn radyasyonu hakimdir. Merkezdeki þiþkin bölge popülasyon I ve popülasyon II yýldýzlarýnýn bir karýþýmýný içermektedir. Bu bölge kýrmýzýmtrak görülür. Nedeni ise, Galaksimizin bu bölgesinde daha soðuk kýrmýzý dev yýldýzlarý bulunmaktadýr. Galaksimizin düzleminde yýldýzlararasý toz, yýldýzlardan gelen ýþýðý absorbladýðý için Galaksimizin disk kýsmýnýn yapýsýnýn anlaþýlmasý, radyo astronominin geliþmesine kadar beklemiþtir.
    Radyo dalgalarý, uzundalgaboylu olduklarý için yýldýzlararasý ortamda absorblanmaya ve saçýlmaya uðramadan bize kadar ulaþabilirler. Radyo ve optik gözlemler, Galaksimizin gaz ve tozdan ibaret spiral þekilli kollara sahip olduðunu ortaya çýkardý. Hidrojen evrende en bol bulunan elementtir. Hidrojen gazý gözlemlerinden Galaksimizin disk yapýsý hakkýnda önemli ipuçlarý tespit edilmiþtir. Hidrojen atomu, bir proton ve bir de elektrondan meydana gelir. Hidrojen atomu nötr halde yani elektronu temel seviyede iken, elektron ile ayný yönde (paralel) veya ters yönde (anti paralel) dönebilir. Proton ve elektron birbirine göre paralel döndüðü zaman ortamýn toplam enerjisi, proton ve elektronun anti paralel döndükleri zaman ki toplam enerjisinden daha büyüktür. Protona göre paralel dönme hareketinde bulunan elektrona herhangi bir etkide bulunulursa, dönme yönü deðiþir. O zaman atomun toplam enerjisinde bir azalma meydana gelir. Ýþte bu sýrada 21 cm dalgaboyunda bir ýþýným yayýnlanýr.
    1951 de Harvard da Astronomlar yýldýzlararasý ortamdaki 21 cm lik bu radyo ýþýnýmýný tespit ettiler. Bu radyo ýþýnýmý, (Þekil 4) den de görüleceði üzere, Galaksi diskinde 1,2,3 ve 4 noktalarýndaki hidrojen bulutlarýndan gelmektedir. Galaksimizin farklý bölgelerindeki gazlardan gelen radyo ýþýnýmlarý farklý dalgaboylarý ile radyo teleskoplara ulaþtýðýndan, deðiþik gaz bulutlarýný seçip ayýrmak ve böylelikle Galaksimizin bir haritasýný çýkartmak mümkündür. Galaksimizin 21 cm lik radyo gözlemlerinden, nötral hidrojen gazýndan itibaren, birçok yay biçiminde kollar çýkarýlmýþtýr. Galaksimizin spiral yapýsýna ait en önemli ipuçlarý O , B yýldýzlarý ve H II bölgelerinin haritalanmasýndan elde edilmiþtir. Ayrýca, karbonmonoksit (CO) ihtiva eden molekül bulutlarýndaki radyo gözlemleri, Galaksimizin uzak bölgelerinin haritasýný çýkartmak için kullanýlmýþtýr.
    Bütün bu gözlemler, Galaksimizin spiral bir kola sahip olduðunu göstermektedir. Güneþ, Orion kolu olarak isimlendirilen spiral kollardan birinde bulunmaktadýr. Sagittarius kolu, galaksi merkezi doðrultusunda bir yerdedir. Bu kol, yaz aylarýnda Samanyolunun Scorpius ve Sagittarus boyunca uzanan kýsmýna bakýldýðýnda görülebilir. Kýþ aylarýnda ise Perseus kolu görülebilir. Ýki büyük koldan diðer ikisi ise Centaurus ve Cygnus koludur.
    Spiral kollar, Galaksinin döndüðünü akla getirmektedir. Galaksimiz dönmese idi, bütün yýldýzlar Galaksimizin merkezine düþerdi. Galaksimizin dönmesini hesap etmek zor bir iþtir. Hidrojen gazýndan yayýnlanan 21cm lik radyo gözlemleri, Galaksinin dönmesi hakkýnda önemli ipuçlarý saðlar. Bu gözlemler, Galaksimizin katý bir cisim gibi dönmediðini oldukça diferansiyel olarak döndüðünü açýk olarak göstermektedir. Ýsveçli Astronom Lindblad, Galaksi merkezi etrafýnda yörüngesi boyunca Güneþ'in hýzýnýn 250 km/sn olduðunu çýkarttý. Güneþ bu hýz ile Galaksimizin etrafýný ancak 200 milyon yýlda dolanabilir. Bu da Galaksimizin ne kadar büyüklükte olduðunu gösterir. Güneþ'in Galaksimizin etrafýndaki yörüngesini bilirsek, Galaksimizin kütlesini Keplerin üçüncü kanunundan hesaplayabiliriz.
    Buradan Galaksimizin kütlesinin, Güneþ'in kütlesinin 1.1x1011 katý olduðu bulunmuþtur. Bu kütle çok küçüktür. Çünkü Kepler kanunu, bize sadece Güneþ'in yörüngesi içersindeki kütlesini verir. Güneþ'in yörüngesinin dýþarýsýndaki madde, Güneþ'in hareketinin etkilemez ve böylelikle Keplerin üçüncü kanununa yansýmaz. Bugün, hala Galaksimizin gerçek sýnýrý