Büyük Patlama (Big Bang) teorisi evrenin oluşumu için en tutarlı teoridir. “∼14,5 milyar yıl önce” çok küçük bir hacimde madde ve enerji bulunuyordu. Burada evreni evren yapan kütle çekimi, elektromanyetik kuvvet, zayıf etkileşim ve güçlü etkileşim adındaki 4 temel etkileşim kuvvetle muhtemel “tek bir etkileşim olarak” birleşik hâldeydi.
Evren 10-43 saniyede[1] 1019 GeV[2] (gigaelektronvolt, enerji birimi) ve 1032 K sıcaklığındaydı ve buraya kadarki kısma Planck Zamanı denilir. 10-43 saniyenin ardından kütle çekimi diğer 3 kuvvetten ayrıldı. 1027 K ve 1015 GeV değerlerindeki 10-35 saniyede hızlı bir genişleme olan “Şişme Dönemi” başladı: 10-32 saniye sonunda Şişme durduğunda evren ilk hacminin 1050 katına çıktı ve “güçlü çekirdek kuvveti de” öteki 2 kuvvetten ayrıldı. Bu sırada “madde ve anti madde” birbirlerini yok ettiler fakat madde anti maddeden çok az daha fazlaydı, bu yüzden madde varlığını sürdürüp günümüze kadar geldi.[1] 1016 K[2] ve 103 GeV değerlerindeki 10‑11 saniyede ise elektromanyetik kuvvet ile zayıf kuvvet birbirinden ayrıldı.[1] 1013 K[2] ve 1 GeV değerlerindeki 10-6 saniyede kuark-hadron geçişi oldu. Azalan sıcaklıkla, kuarklarla anti kuarkların birbirini yok etme süreci sonlanıp, arta kalan kuarklar üçerli bir şekilde “birleşerek proton ve nötronları” meydana getirdiler (3 kuark birleşirse bir proton veya bir nötron oluşur). (1 GeV=109 eV, 1 MeV=106 eV, 1 GeV=103 MeV -megaelektronvolt-). 1010 K[3] ve 1 MeV[2] değerlerindeki 1. saniyede “elektronlar ve nötrinolar oluştu”. 109 kelvinlik 3. dakikada proton ve nötronlar, döteryum ve helyum gibi atomların çekirdeklerini oluşturdu. 3.000 kelvinlik 300.000 yıl sonra ise elektronların (eksi yük) proton (artı yük) taşıyan çekirdeklere bağlanma süreci başladı ve bu sayede hafif elementler olan “hidrojen, helyum ve lityum atomları oluştu”. Bu noktada evrenin yapısı neredeyse tamamlandı. Sonrasında azalan sıcaklık eşliğinde “sırasıyla diğer atomlar, yıldızlar ve” galaksiler oluştu. (Elektronvoltun tanımı ve ne olduğu için 126. sayfadaki görselin yazısına ve 117 ile 51. sayfaya bakınız.)
Kütle çekimi. Gök cisimlerini bir arada tutup hareketlerini belirler. Etki alanı (menzili) sonsuz, göreli şiddeti 10‑38 olup diğer 3 “kuvvetten çok daha zayıf bir kuvvettir”. Bu etkileşimi graviton adındaki bir parçacığın taşıdığı düşünülür.
Güçlü Çekirdek Kuvveti. Etki alanı 10-12 mm (milimetre), göreli şiddeti ise 1’dir. Protonları ve (veya) nötronları birbirine bağlayan kuvvettir: Eğer olmasaydı protonlar veya nötronlar aynı yükte oldukları için birbirini iteceğinden atom olmazdı. Diğer 3’ünden çok daha güçlü bir kuvvettir. Yıldızın iç kısmındaki çekirdek birleşmesi ile -bunun sonucunda- salınan ısı, ışık gibi enerji bu kuvvet sayesinde gerçekleşir. “Bu etkileşim 8 gluon tarafından” taşınmaktadır.
Zayıf Çekirdek Kuvveti. Etki alanı 10-15 mm, göreli şiddeti ise 10-13tür. Kuark ve leptonların birbiriyle etkileşmesini sağlar ve bunun “sonucunda beta ışıması gibi radyoaktif ışıma ortaya çıkar. Bu etkileşim W+, W– ve Z0 parçacıkları tarafından taşınır”.
Elektromanyetik. Etki alanı sonsuz, göreli şiddeti ise 10‑2dir. Bu kuvvet sayesinde elektronlar çekirdeğe bağlanır, atomlar ve moleküller bir arada tutulur. “Bu etkileşim foton tarafından taşınır.”
Atomların proton ve nötron sayılarının farklılıkları, farklı elementleri oluşturur. Gluonlar kuarkları, protonları ve nötronları (kısaca çekirdeği) bir arada tutar. Kuarklar hafiften ağıra doğru (kütle olarak); “yukarı ve aşağı (u ve d), tılsım ve acayip (c ve s), üst ve alt (t ve b)” kuark isimleriyle sıralanır ve her birinin anti (karşıt) kuarkı vardır. Bir proton 2 yukarı ve 1 aşağı kuarktan oluşup elektrik yükü +1 ve spini 1/2’dir (1 bölü 2). Protonun toplam kütlesinin %1,3’ünü 3 kuarkın kütlesi oluşturur, %98,7’sini ise (E=mc2 formülündeki kütleyle enerjinin aynı şey olmasından ötürü) o 3 “kuarkın kinetik ve potansiyel” enerjisi oluşturur: Bu yüzden “kuarklar kütlelerinin yaklaşık 80” katı enerjiye sahiptirler. Kuarkların boyutları net olarak bilinmemektedir fakat 10-18 metrenin altındadır: Proton veya nötronun boyutu ise 10-15 metre civarıdır. Bir nötron 1 yukarı ve 2 aşağı kuarktan oluşup elektrik yükü 0 ve spini 1/2’dir. Nötronun toplam kütlesi ise protondaki anlatım gibi olup %1,6, %98,4 ve 60 katıdır. [Spin kuantumsal bir olaydır, evrende sonsuz sayıda eksen vardır, bir parçacığın sonsuz sayıda eksende spini vardır. Spin bildiğimiz dönme değil, kuantumsal bir olaydır, yani parçacığın bir kuantum sayısıdır. Tüm parçacıklar için geçerli olan bu parçacık spini, sözde dönüş (yani sözde kendi ekseni etrafında dönüş) ama gerçekte kuantumsal bir olaydır, klasik fizikte karşılığı yoktur, spin (yük, kütle vesaire, parçacıkların diğer tüm özellikleri gibi) bir iç özelliktir ve kuantumsal bir kavramdır. Spini hayalde canlandıramayız.]
Evrenin başlangıcında sadece serbest hâldeki kuarklar ve gluonlar bulunmaktaydı. Elektronlarından arındırılarak iyon hâle getirilmiş iki atom çekirdeği ışık hızına yakın bir hızda çarpıştırılırsa kuark ve gluonlardan oluşan bir kuark-gluon madde (çorba) ortaya çıkar: Bu çorba ise “‘gaz hâlinde’ değil, daha çok ‘ideal akışkana'” benzer. Bu madde neredeyse her yönde aynı yani izotropik, elektrik alanı sıfır, nötr yüklü ve uzay-zaman geometrisi Albert Einstein’ın (1879-1955) Genel Rölativite (izafiyet, görelilik) teorisine uygundur. Kuark-Gluon madde (veya kuark madde) “evrenin ilk birkaç saniyesinde” oluşmuştur: Evren bu anlarda homojen (tamamının aynı yapıda olması) ve izotroptu.[1]
İngilizce Gösterim
“International System of Units (SI) Prefixes” (Uluslararası Birimler Sistemi Ön Ekleri)
Tablonun okunuşu şöyledir: Örneğin 1 megagram (Mg), 1 milyon gramdır, 1 mikrogram (µg) ise 1 gramın milyonda biridir. (Gram, elektronvolt, metre vs. birer birimdir.)
Türkçe Gösterim
“Uluslararası Birimler Sistemi (SI) Ön Ekleri”
Türkçeye çeviren: Alper Çadıroğlu. | US Metric Association (USMA), <https://usma.org/si-prefixes-and-their-etymologies>, Erişim: 10 Ekim 2022 [kalıcı arşiv kaydı: https://web.archive.org/web/20221009223559/https://usma.org/si-prefixes-and-their-etymologies]. (bk. Figür Kaynakları, Figür 3)
Tablonun okunuşu şöyledir: Örneğin 1 megagram (Mg), 1 milyon gramdır, 1 mikrogram (µg) ise 1 gramın milyonda biridir. (Gram, elektronvolt, metre vs. birer birimdir.)
Kaynaklar
[1] Can Aktaş, “Kuark Gluon Maddenin Uzay-Zaman Geometrisi”, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fizik Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, 2008, <https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi>, Erişim: 9 Ekim 2018, s. 1-10, 13, 18, 36 [kalıcı arşiv kaydı: https://web.archive.org/web/20181009172038/https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi (Arama özelliği, siteye gidiniz.)]. (YÖK Başkanlığı Ulusal Tez Merkezi, Tez No.: 238526) (Verilen linkten tez adını aratıp, tez numarasına tıklayıp, açılan linkte PDF sembolüne tıklayıp tezi indiriniz). {“Spin kuantumsal bir…” cümlesi, Brian Greene, “Evrenin Dokusu…”, age., s. 127-146, 235-237, 419, 428-430, 433, 434, 513, 514, 527-535, 549, 601-603, 638; “Spin bildiğimiz dönme… kuantumsal bir kavramdır.” kısmı, Brian Greene, “Evrenin Zarafeti: Süpersicimler, Gizli Boyutlar ve Nihai Kuram Arayışı” [ISBN: 978-975-403-474-5], Çeviren: Ebru Kılıç, TÜBİTAK Yayınları, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları 290, 1. Baskı, 2008, Ankara, s. 207-209, 212, 478, 483, 496; Emre Gürkanlı, “Parçacık Çarpıştırıcılarında Tau Leptonunun Elektromanyetik Momentlerinin Araştırılması”, Ankara Üniversitesi, Fizik Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, 2017, [PDF] <https://dspace.ankara.edu.tr/xmlui/bitstream/handle/20.500.12575/37618/tez.pdf>, Erişim: 21 Temmuz 2022, s. 1 [(+) eklediğim kalıcı arşiv kaydı: https://web.archive.org/web/20221209110027/https://dspace.ankara.edu.tr/xmlui/bitstream/handle/20.500.12575/37618/tez.pdf]; Sevilay Selvi, “Genelleştirilmiş Dağılımlar ve Gentile İstatistiğine Uyan Parçacıkların Harmonik Tuzak İçindeki Davranışları”, Adnan Menderes Üniversitesi, Fizik Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 2014, [PDF] <http://adudspace.adu.edu.tr:8080/jspui/bitstream/11607/444/2/SEVİLAY%20SELVİ.pdf>, Erişim: 21 Temmuz 2022, s. 1, 4, 11 [(+) eklediğim kalıcı arşiv kaydı: https://web.archive.org/web/20221209113053/http://adudspace.adu.edu.tr:8080/jspui/bitstream/11607/444/2/SEVİLAY%20SELVİ.pdf]; “Spini hayalde canlandıramayız.” cümlesi, Sultan Tarlacı, “Spin Aracılı Bilinç Teorisi”, NeuroQuantology [ISSN: 1303-5150], Cilt: 4, Sayı: 1, 2006, [PDF] <https://www.neuroquantology.com/data-cms/articles/20191022043544pm88.pdf>, Erişim: 21 Temmuz 2022, s. 33 [kalıcı arşiv kaydı: https://web.archive.org/web/20220617072600/https://www.neuroquantology.com/data-cms/articles/20191022043544pm88.pdf] [https://doi.org/10.14704/nq.2006.4.1.88].}
[2] İhsan Yılmaz, Can Aktaş, “Evrenin İlk Anlarındaki Kuark Gluon Madde”, XVI. Ulusal Astronomi Kongresi ve V. Ulusal Öğrenci Astronomi Kongresi-2008, Çanakkale, [PDF] <http://kitap.uak.info.tr/2008/2008UAK..2008.1026Y.pdf>, Erişim: 14 Şubat 2022, s. 1026, 1027 [kalıcı arşiv kaydı: https://web.archive.org/web/20201025224633/http://kitap.uak.info.tr/2008/2008UAK..2008.1026Y.pdf].