İnsan zihnini kurcalayan en büyük sorulardan biri,Evrenin Evrimi konusudur.Dünya'mızın yaşının 4.5 milyar olduğunu biliyoruz. Ya Güneş'in ve öteki yıldızların;Samanyolu'nun ve öteki gökadaların yaşı ne kadardır?Zaman ne zaman var olmuştur?Evrenimiz kozmik yumurta denen olağanüstü yoğun maddenin patlaması(big-bang) sonucunda mı doğmuştur?Evrenimiz genişlemeye devam ediyor mu? Nereye doğru gidiyoruz? Evrenimiz genişleyip darmaduman mı olacak yoksa büyük bir çatırtıyla çökecek mi? Bazı bilim adamları bu "Büyük Patlama" kuramını savunurken,bazıları buna karşı çıkıyor. Peki Büyük Patlama kuramı hangi kanıtlara dayanıyor? Einstein'in genel görelilik kuramı yanlış olabilir mi?
Bu soruların yanıtlarını ustalarından dinleyeceğiz.
Kimlerden mi? Başta Einstein ve daha sonraki kuşaktan S. Hawking,R. Penrose, İ.Progogin,S.Weinberg vb...Bir de NASA'nın katkılarıyla diyeceğim. İnternet verilerini fotoğraf ve similasyorları size sunacağım. Metin seçimini ve düzenlemeleri ben yaptım,İngilizce'den Türkçe'ye çevirileri ise Orçun Zorlular yaptı.Genel görelilik için rönesansın olduğu bir başka alan kozmolojidir.



Uzay -zaman ve maddenin yaşı nedir?
Evrenimizin yaşı, 15-20 milyar yıl. Yani büyük patlamanın oluşundan bu yana 15 milyar yıl geçmiş .En yaşlı yıldızların yaşı da 12 -18 milyar yıl olarak ölçülüyor.
Evren başlangıçta sıcaktı. Bu sıcaklık, helyumun oluşumunu olanaklı kılmaktadır. Helyumun evrenimizdeki bolluğu bu ilk zamanların sıcaklığına bağlı.
Einstein' inin genel görelilik kuramı durgun(statik) evren anlayışına dayanır. Yani evrenin bu günkü durumu hep aynı kalmış ve kalacak olan durumdu. Einstein, sonradan bunun büyük bir bilimzel yanılgı olduğunu görmüştür ve "yaşamamın en büyük gafı" diye nitelendirmiştir.

Evren'in Boyutu Değişir mi?
Einstein denklemlerinin çözümünü ilk bulan,Sovyet fizikçi Alexander Friedmann'dı. 1922 yılında, Einstein’in genel görelilik kuramının evrenin statik olmayacağını, değişmekte olduğunu belirten şaşırtıcı sonuca ulaştı. Einsten,buna inanmadı ve Friedman'ın bir yanlış yapmış olabileceğini ileri sürdü.Oysa denklemin çözümlerine göre Galaksiler gazının genişlemekte veya büzülmekte olması gerekiyordu. Sanki bizim gölge arkadaşlarımız, yalnızca eğri bir uzayda yaşadıklarını değil(genel görelilik), ama aynı zamanda bu eğriliğin zamanla değiştiğini bulmuşlar gibi bir durum vardı.
Friedmann, galaksiler gazının yoğunluğu bir kritik değerin altında olursa, Evren'in açık olduğunu ve sonsuza kadar genişlemeye devam edeceğini-galakslerin gittikçe birbirinden uzaklaşacaklarını -gösterdi. Eğer galaksilerin yoğunluğu, kritik bir değerin üzerinde ise, evren kapalı olacak ve sonunda büzülecekti.Belki de büyük bir çatırtıyla çökecekti..
Bu durum bir taş atmaya benzer. Eğer taşı yeterince hızlı, bir kritik hızın üzerinde bir hızla (dünyadaki toplam maddeyle bağlantılı) atarsanız, taş hiçbir zaman Dünya'ya geri dönmeyecektir. Krtik hızın altında atılan taş ise her zaman dünyaya geri döner-kapalı bir evren gibi. Astronomların bu gün sahip oldukları en iyi kanıtlar, galaktik madde için kritik yoğunluğun altında olduğumuzu ve evrenin açık olduğunu göstermektedir. Fakat daha fazla madde keşfedilirse, gerçek yoğunluk artacaktır ve o zaman, genişleyip sonra büzülecek olan kapalı bir evrene sahip olabiliriz.
Einstein'in Falsosu
Başlangıçta Einstein, Friedmann’ın hesaplarına inanmadı ve bir yanlışlık yapmış olacağını düşündü. Zamanın fizikçi ve astronomlarının çoğu gibi, Einstein evrenin statik olduğunu ve geçmişte sonsuzluktan gelecekte sonsuzluğa kadar var olduğunu düşünüyordu. Dinamik, evrimleşen bir evren deneyimlere ters ve nedensiz bir yenilik olarak görünüyordu. Einstein kapalı ve statik bir evren istediği için, statik bir çözüme izin veren bir “kozmolojik terim” ekleyerek kendi genel görecelik kuramı denklemini değiştirecek kadar ileri gitti. Einstein daha sonra bu değiştirme olayını “yaşamımın en büyük falsosu” diye nitelendirdi. Böylece, genel görecelik kuramının genişleyen ve hareketli bir evren gerektirdiğini keşfeden kişi, Einstein değil, Friedmann oldu. Onun dramatik kestirimi, Amerikalı astromon Edvin Huble(1889-1953)un büyük kozmolojik keşfinden yedi yıl önce olmuştu. Uzak galaksilerin detaylı çalışmasından Huble, evrenin muazzam bir patlama gibi genişlemekte olduğu sonucuna varmıştı, Evren evrim geçiriyordu!

Genel görelilik kuramı Einstein’ın en büyük başarısı idi; klasik, deterministik dünya görüşünün gününü dolduruşunu temsil ediyordu. Einstein, uzay, zaman ve madde fikirlerini modern biçimlerine getirerek Newton fiziğinin ötesine giderken, fiziğin çerçevesi tamamen deterministik idi. Newton evreninin büyük saati Einstein tarafından değiştirilmişti-çarklar ve bölümler farklıydı- fakat, Einstein saatin hareketinin hala sonsuz geçmiş ve gelecekte tamamen önceden belirli olduğu konusunda Newton ile anlaşıyordu.
Genel Görelilik Kuramı Nasıl Geliştirildi?
Genel görelilik kuramını bir tek kişinin yaratmış olduğuna inanmak zordur. Kuram uzay, zaman, enerji, madde ve geometriyi muazzam bir ufku ve anlamı olan uyumlu bir bütün halinde birleştirmektedir. Einstein, genel görelilik kuramını nasıl geliştirmiştir?
Einstein,Zürih’te iken ve Berlin’deki ilk yıllarında, fizikte pozitivizmin büyük savunucusu olan filozof fizikçi Ernst Mach ’ın entellektüel etkisi altında kalmıştı. Mach, kuramsal fizikçilerin, fizikte deneysel işlemlerle kesin, doğrudan bir anlam kazandırılamayan herhangi bir fikir kullanmamaları gerektiğini düşünüyordu. Deneysel dünyayla ilgisi olmayan fikirler, fiziksel kuram için yüzeysel olarak değerlendiriliyordu. Mach’ın yöntemi yeni fiziğin gelişiminde önder bir kuvvet oldu. Einstein bu yöntemin ustasıydı. Einstein’ın uzay ve zaman tanımlarını hatırlayın: uzay bir ölçü çubuğu ile ölçtüğümüz şeydir. Ölçme işine doğrudan başvuran bu tanımlar, uzay ve zaman kavramlarının yüzyıllardır taşımış oldukları tüm aşırı felsefi bagajı kesip attılar. Pozitivist, yalnızca, ölçme gibi doğrudan işlemler yoluyla bildiğimiz şeylerden söz etmekte ısrar eder. Fiziksel gerçeklik, kafalarımızdaki fantezilerle değil, fiili deneysel işlemlerle tanımlanır.
Ancak Einstein, Berlin’e yerleştikten sonra, katı pozitivist tutumdan uzaklaştı ve bu durum, kısmen, iş arkadaşı Planck’ın ikna edici tezlerinin sonucunda oldu. Aynı zamanda Einstein’in genel görelilik kuramı konusundaki başarısı ve ona ulaşmak için kullanmış olduğu düşünce yöntemi, onu katı pozitivist yöntemin sınırlılıkları konusunda ikna etti. Einstein bir pozitivist olarak kalmış olsaydı, genel görelilik kuramını keşfetmiş olup olmayacağı şüphelidir. Einstein daha sonra, kendisinin Berlin'de patent ofisinde çalıştığı günlerden arkadaşı olan filozof Maurice Solovine’e yazdığı bir mektupta, kendi yöntemini anlattı. Bu yöntem Einstein’ın önerme yöntemi olarak isimlendirilebilir...
Genişleyen Evren'in Gözlenmesi
Einstein, genel görelilik kuramını evrenin bütününe uyguladı. Sonlu ve sınırsız bir evren modeli kurdu ve bunun matematiksel yapısını geliştirdi.Amerikalı astronom Edwin Powell Hubble (1889-1953) 1920' li yıllarda evrenin yaşı, oluşumu ve dağılımı konusunda çalışmaları başlatan bilim adamı. Hubble, 1929' da yaptığı gözlemlerle uzak gökadalarının ışığının kırmızıya kaydığını, buradan kalkarak da bunların Dünya' dan uzaklaştığını ortaya koydu. Evren genişliyordu. Oysa Einstein' in evreni durağandı.Yandaki resimde en yakın galaksimiz olan Andromeda görülüyor, boyutları Samanyolu'na yakındır.
Kuram, büyük kütlelerin yakınından geçen ışık ışınlarının kütleçekim alanının etkisiyle eğileceğini, bu nedenle de uzak bir yıldızın ışığının Güneş' in kenarından geçerken yapacağı sapmanın hesaplanabileceğini öngörüyordu. Birinci Dünya Savaşı
ve kötü hava koşulları, ilk gözlemin yapılmasını engelledi. Kuramın ilk denel kanıtları iki İngiliz bilim adamından geldi: 29 Mayıs 1919' da Güney Afrika'da (Gine Körfezindeki bir adada) ve Brezilya'da gözlenen Güneş tutulmaları sırasında elde edildi.Sonuçlar tam Genel Görelilik Kuramını kanıtlayacakken, iki ayrı yerin sonuçları birbirine ters düşüyordu. Daha sonraları da gözlemler ve deneyler, onu doğrulamaya devam etti. 1922'de Güney Afrika ve Brezilya'dan alınan verilerin farklı souçlar vermesi üzerine Lick Gözlemevi'nin yöneticisi William W. Campbell, bir sonraki tutulmayı izlemek için Avustralya'ya gitti. Tutulma, yaklaşık beş dakika izlenebildiği için "Naif yıldızlarda kaydedilebilecek; böylece Güneş'e yakın gözlenebilir yıldızların sayısı artacaktı" diye açıklama yapıyor Osterbrook ve gözlem yapanlar ' etkiyi ölçmek için daha iyi bir şans' elde edecekler diyor. 12 Nisan 1923'te, Campbell, yıldızların görüntülerinin yerleşimleri iki durum için, yani tutulma ve gerçek gece durumundaki yıldızların farklılık gösterdiğini keşfetti."Einstein'in tahminleriyle karşılaştırıldığında Güneş kenarındaki yıldız ışıkları 1.75 saniyelik bir açıyla saptırılıyor olması, verilen görelilik kuramına yaklaşabildiğinin bir kanıtıdır" diyordu.
Garip ama, Campbell kendisini göreli bir evrende bulmak istemiyordu. "Tanrım umarım doğru değildir" diyordu. Einstein, tabii ki, göreliliği evrenin normu olarak görüyordu. Doğrusu kuramın doğruluğu kanıtlandığında "Ama ben zaten kuramın doğru olduğunu biliyordum"diyecekti öğrencisi Schneider'a. Schneider, Einstein'a eğer tutulmalar kuramı doğrulumasaydı ne olurdu diye sorduğunda Einstein " O zaman Tanrı'dan özür dileyerek, kuram doğru derdim" diyordu
Genel Görelilik ve Evren Modelleri
Sözü büyük ustalardan birine, Roger Penrose'a veriyorum:
“Sizlere Einstein’in kütleçekim kuramının temel yapıtaşlarını hatırlatmak istiyorum. Temel yapıtaşlarından birisi Galilei’nin eşdeğerlik ilkesi adıyla bilinir. Galilei Piza Kulesi’nin tepesinden biri büyük biri küçük iki taş bırakıyor. Bu deneyi gerçekten gerçekleştirmiş olsa da olmasa da, kendisi, hava direncinin yarattığı etkiyi görmezden gelmek koşuluyla, her iki taşın da yere aynı anda çarpması gerektiğini gayet iyi anlamıştı. Eğer bu taşlar beraberce aşağı doğru düşerlerken bir tanesinin üstüne oturup diğerini seyretme imkanınız olsaydı, onu önünüzde, havada asılı bir halde dururken görecektiniz. Uzay seyahatlerinin yapıldığı günümüzde buna benzer durumlara fazlasıyla alışığız.
Einstein’in kuramı bize yerçekimin ortadan kalktığını değil, yerçekimi kuvvetinin ortadan kalktığını söylemektedir. Geriye bir tek şey kalıyor, o da kütle çekiminin yarattığı gelgit etkisi.
Bu etkiye gel git etkisi denmesinin çok makul bir nedeni vardır. Eğer Yerküre’yi Ay’la, parçacıklardan oluşan küre biçimindeki kabuğu da okyanusların kapladığı Yerküre ile değiştirecek olursanız, o zaman, Ay’ın okyanusların yüzeyi üzerinde Yerküre’nin parçacıklardan oluşan küresel kabuğa uyguladığı etkiye benzer bir kütleçekim etkisi yarattığını görüyoruz. Ay’a yakın konumda bulunan deniz yüzeyi Ay’a doğru çekilirken, Yerküre’nin arka yüzünde kalan denizler adeta uzağa doğru itilirler. Deniz yüzeyinin Yerküre’nin her iki tarafında bel vermesinden ve denizde her gün iki kez oluan yükselmeden bu etki sorumludur...
Einstein’in Genel Görelilik Kuramını keşfinin öyküsü kıssadan hisse önemli bir ders içermektedir. Bir bütün halinde ilk formülleştirildiği tarih 1915'tir. Herhangibir gözlemsel ihtiyaç sonucunda değil, birtakım estetik geometrik ve fiziksel kaygıların güdüsüyle geliştirilmişti. Temel yapıtaşlarını, farklı kütlelere sahip taş parçalarının aşağı bırakılması nedeniyle örneklenen Galilei’nin eşdeğerlik ilkesi ve uzay-zaman eğriliğini tanımlamada doğal bir yol olan Öklit-dışı geometrilerin kendine esas aldığı fikirler oluşturmaktaydı. 1915'lerde yapılan gözlemsel çalışmaların bu konuyla pek bir ilgisi yoktu.

Genel Göreliliğin Öngörüleri ve test Edilmeleri
Genel görelilik son biçimi ile formülleştirildiğinde, kuramın kilit noktasında gözleme dayalı üç adet sınamaya yer verdiği görüldü.
Birincisi:Merkür gezegeninin yörüngesinin günberi noktası yer değiştirmekte ve diğer gezegenlerin etkileri hesaba katılsa dahi, Newtoncu kütleçekim etkileşimleri ile açıklanamayan bir dönüş hareketi yapmaktadır. Genel Görelilik , bu kaymayı olağanüstü bir şekilde öngörmekte ve açıklamaktadır.
İkincisi: Işık ışınlarının izledikleri yollar, Güneş'e yaklaştıkça Güneş'e doğru eğrilir(bükülür). Bu da 1919'daki Güneş tutulmasını gözlemlemek amacıyla Arthur Eddington’un başkanlığında gerçekleştirilen ünlü yolculuğun gerçekleştirilme sebebidir. Eddington, yaptığı gözlemler sonunda Einstein’in öngörüsünü destekleyen sonuçlar elde etmiştir.
Üçüncüsü: Kuram,bir kütle çekim etkisi altında saatlerin daha yavaş işleyeceğini öngörmekteydi. Yani yere yakın konumda bulunan bir saat, bir kulenin tepesinde bulunan bir saate göre daha yavaş çalışmalıydı. Bu etkinin de deneysel olarak ölçümü yapılmıştır. Oysa bütün bunlar o kadar da etkiliyici testler/sınamalar sayılmaz. Çünkü söz konusu bu etkiler her zaman hem çok küçüktür, hem de aynı sonuçlar pekala başka kuramlar tarafından da öngörülebilirdi.
Şimdilerde ise durum artık dramatik ölçüde değişmiştir. Yaptıkları son derece olağanüstü bir dizi gözlemden dolayı Hulse ve Taylor 1993 yılında Nobel Ödülü’nü aldılar...
Bir de Genel Görelilik’e özgü olan ve Newtoncu kütleçekim kuramında hiç mi hiç bulunmayan bir başka özellik vardır. Buna göre, birbiri etrafında dönme hareketi yapan cisimler, kütleçekim dalgaları halında enerji yayar. Bunlar ışık dalgalarını andırsalar da,aslında elektromanyetik alan içinde değil, uzay-zaman içinde oluşan dalgalanmalardır. Bu dalgalar, sistemden sürekli olarak enerji çeker. Enerjinin çekilme hızı, Einstein’in kuramına başvurularak kesin olarak hesaplanabilir. İkili nötron yıldızı sistemindeki enerji kaybının bu yolla hesaplanan hızı, yapılan gözlemlerle tastamam uyuşuyor. Bu durum, son yirmi yılı aşkın süredir yapılan gözlemlerce, bu nötron yıldızlarının yörünge periyotlarında ortaya çıkan hızlanmaya ilişkin ölçüm sonuçlarında görülmektedir. Sözkonusu sinyallere ilişkin zamanlama öyle şaşmaz bir doğrulukla saptanmaktadır ki, son yirmli yılı aşkın bir süre boyunca kuramın bilinen doğruluk derecesinin on üzeri ondörtte bir dolaylarında olduğu ortaya çıkmaktadır. Bu, Genel görelilik’i bilim tarihi boyunca en duyarlı biçimde sınanan kuram olma konumuna getirmektedir.
Bu öyküde kıssadan hisse bir ders var. Einstein’ı,ömrünün sekiz yılını ya da belki daha fazlasını harcayarak Genel Kuramı geliştirmeye motive eden etkenler, gözlem ve deney sonuçları değildi. İnsanlar zaman zaman şu sözleri dile getirmektedirler:" Aslında, fizikçiler elde ettikleri deney sonuçları çerçevesinde biçimsel bir düzen arayışı içerisine girerler ve birgün gelir bu sonuçlarla uyuşabilecek zarafette bir kurama ulaşırlar. Bu, fizik ile matematiğin birbirleriyle neden bu kadar iyi geçindiklerini açıklamaya yeterli olsa gerek”. Oysa sözünü ettiğimiz durumda işler hiç de bu şekilde yürümedi. Kuram, özgün biçimiyle hiçcbir motive edici gözlem bulugusuna dayanmadan geliştirildi ve ortaya matemtaiksel açıdan çok zarif ve fiziksel açıdan da son derece iyi motiflenmiş bir kuram çıktı. Buradaki ana fikir şudur: matematiksel yapı zaten Doğa’nın kendisinde mevcuttur ve kuram asılnda uzayda ait olduğu yerde durmaktadır;bu, herhangi birinin Doğa’ya zorla dayattığı bir şey değildir. Bu, bu bölümde esas alınan ana noktalardan bir tanesidir. Einstein, zaten yerli yerinde duran bir şeyi açık seçik hale getirmiş oldu. Üstelik, keşfettiği fizik öylesine bir fizik değil, Doğa’da en temelden sahip olduğumuz bir şey:uzayın ve zamanın doğası.
Genel Görelilikte, fizik dünyanın sergilediği davranışların temelerini gerçekten de olağanüstü kesin derecede kesin bir biçimde belirleyen bir yapıyla karşıkarşıya bulunmaktayız. Gerçi Doğa’nın ne yönde davrandığına dikkat etmenin önemi açıkça ortada ise de,dünyamızır sözü edilen temel özellikleri çoğunlukla bu yolla keşfedilmemektedir. yalnız bu aşamada bütün diğer nedenler açısından cazip görünen,gelgelelim gerçeklerle uyuşmayan kuramlar yumurtlamamaya dikkat edilmelidir. Oysa burada elemizde,gerçeklerle fevkalede şaşmaz bir biçimde uyuşan bir kuram bulunmaktadır. Kuramın içerdiği doğruluk derecesi,nawtoncu kuramın erişebildiği basamak sayısının iki katıdır. Bir başka deyişle,Newtoncu kuramın duyarlılığı on milyonda birlik bir doğruluk derecesinde iken,Genel Göelilik için bu oranın on üzeri ondörtte bir olduğu bilinmektedir. Bir kuramdan ötekine sağlanan iyileşme, newton’un kendi kuramının içerdiği doğruluk derecesinde 17. yy’dan bugüne dek geçen zamani çinde görülen artış mertebesindedir. Newton, kendi kuramının binde birlik bir duyarlılıkla doğru olduğunu bilmekteydi; şimdi ise bu duyarlılığın on milyonda bir olduğu bilinmektedir.
Standart Evren Modelleri
Hiç kuşkusuz,Einstein’in Genel Göreliliği de sadece bir kuram olmaktan öteye gitmiyor. Peki ya gerçek dünyanın yapısı?.. Bizlere bahşedilen biricik evreni bir bütün olarak değerlendireceğim. Einstein’in kuramından doğan üç tür standart model vardır. Bunlar aynı parametre ile, k parametresiyle belli edilirler. Bir de zaman zaman evrenbilim tartışmalarına konu olan ve evrenbilim sabiti olarak tanınan bir başka parametre daha vardır. Einstein, evrenbilim sabitini Genel görelilik kapsamındaki eşitliklerine dahil etmesini,kendi kendine işlediği en büyük gaf olarak değerlendirdiğinden, burada ona tekrar yer vermek zorunda kalırsak, bir daha kurtulmamız mümkün olmayacaktır.
Üç tür evren modeli var:
1. Öklit uzayı şubelerinden oluşan ve genişleyen bir evren modeli.
2. Küresel uzay şubelerinden oluşan genişleyen ve hemen ardından büzülen bir evren modeli
3. Lobachevski uzay şubelerinden oluşan ve genişleyen bir evren modeli.
Bu modellerin hepsi de Evrenin başlangıçta bir tekillik halinde,yani başlangıcı belirleyen bir Büyük Patlama anında bulunduğunu öngörmektedir.
İkinci modelde önce olabilecek en yüksek büyüklüğe kadar genişlemekte, ardından da Büyük çatırtı ile çökmektedir. Üçüncü modelde ise evren genişlemesini sonsuza dek sürdürür.
Kısacası birinci ve üçüncü modelde sınırsız bir şekilde genişleme sürerken, ikincide Büyük çatırtıya doğru çökmektedir.
Üçüncü modeli biraz daha ayrıntsıyla inlcelemek niyetindeyim. Üç durum içinde belki de en çetin ceviz olanı budur. Bilhassa bu durumla ilgilenmemin iki nedeni var İlki, eğer gözlemlerinizi buludukları anda görünen değereleri üzerinden gerçekleştiriyorsanız, bu model en tercihe şayan olanıdır. Genel Görelilik’e göre uzayın eğriliği Evren’de bulunan madde miktarı tarafından belirlenhmektedir. Mevcut olan miktar iseEvren’in geometrisini kapalı bir hale getirmeye yeterli gözükmemektedir. yalnız belki de hiç haberdar olmadığımız bol miktarda karanlık ya da saklı madde mevcuttur. Bu durumda Evren,öbür maddelerden birinin öngördüğü gibi olabilir. Ama şayet bir yerlerde mevcut olan fazlalık madde miktarı yeterli düzeyde değilse (s: 45) o zaman galaksilerin optik görüntüleri umduğumuzdan daha fazla bir şey barındırmalıdır ki, Evren üçüncü modelde olabilsin. İkinci nedeni ise bunun benim en sevdiğim model olmasıdır! Bu modelde evren neye benzer? Uzay şubeleri hipebolik geometri veya Lobachevski geometrisi denilen geometrilere sahipler...
Öklitçi geometri, matematik ve fizik arasında mevut olan ilişkiye dair fevkalade bir örnek sunmaktadır. Bu geometri matematiğin bir parçasıdır;ancak esik Yunanllar onun,dünyanın içinde bulunduğu durumun da bir betimlemesi olduğu kanısındaydılar. Nitekim dünyanın içinde bulunduğu durumunu,gerçekten de olağanüstü derecede doğu bir betimlemesi olarak kendisini göstermektedir. Lakin son derecede doğru bir betimleme değil;çünkü einstein’ın kuramı bize uzay-zamanın çeşitli yollarla azıcık bükülmeye uğradığını anlatmaktadır. ama olsun,yine de bu, dünyanın olağanüstü derecede doğru bir betimlemesidir. İnsanlar bir zamanlar başka çeşit geometrilerin olup olmadığını merak edip durmaktaydılar.Özellikle de Öklit’in beşinci aksiyomu olara bilenn drum kafalarını kurcalamaktaydı Bu, şucümleyle ifade edilebilir: Bir düzlem üzerinde bir doğru ve bu doğrunun dışında da bir nokta bulunuyorsa, bu naktadan geçep de bu doğruya parale olan tek bir doğruvardır İnsanlar bu aksiyomun,Öklitçi gemotrinin daha apaçık aksiyonlarına dayanılarak ispatlanabileceğini düşünmekteydiler. zalmanla bunun mümkün olmadığı görüldü ve böylelikle Öklitçei olmayan geometri görüşü doğdu.
Öklitçi olmayan geometrilerde bir üçgenin iç açılarının toplamı 180 derece değildir. İşlerin daha karışık bir hal alacağını insana sezdiren örneklerden birisi de budur; çünkü Öklitçe geometride, bir öçgenin iç açılarının toplamı 180 derecedir. Buna karşın Öklitçi olmayan geometride,bir üçgenin iç açılarının toplamını 180'e çıkardığınzda,farkın üçgenin alanıyla orantılı olduğunu bulursunuz.. Ötklitçi geometride bir üçgenin alanı,açılar ve uzunluklar cinsinden yazmanız gereken karmaşık bir ifadedir. Öklitçi olmayan lobachevski geometrisinden ise bir üçgenin alanı,Lambert’e borçlu olduğumuz muhteşem derecede basit bir formül sayebsihnde hesaplanır. İşin asılna bakılırsa,lamber formülünü nasıl olup da Öklitçi olmayan geometrinin doğşundan önce bulduğunu doğrusu pek de anlayamamışımdır!
Burada reel sayılarla ilgili olan bir başka önemli nokta daha var. bu sayılar, Öklitçi geometri açısından son derece temel sayılardır.
Asıl olarak milattan önce dördüncü yüzyılda Eudoxus tarafoından ortaya atılmış olan bu sayıları günümüzde de kullanmaktayız. Bütün fiziğimizi bize tanımlayan sayılar bu sayılardır İleride göreceğimiz gibikarmaşık sayılara da ihtiyacımız olmakla birlikte, bunlar reel sayılar üzerine oturtulmuşlardır...(s:50)
Hiperbolik geometrinin de kendisine özgü bir zerafeti vardır. Şayet evren de bu biçimde inşa edildiyse,bu, en azından benim gibi bir hayranı için, muhteşem bir şey olur. Bu yöndeki kanaatlerimi güçlendiren başka birtakım nedenler daha bulunduğunu da hemen belirteyim.Diğer pek çok kimse buna benzer açık, hiperbolik evrenlerden hoşlanmamaktadır. tercuhlireni çoğunlukla kapalı evrenlerden yana yapmaktadır. çünkü bunlar cazip ve rahattı. Peki tamam,asılnad bu evrenler gene de epeyce büyüktürler. Bir hayli başkası ise, diğer bir seçenek olan düz yapıdaki-Öklitçi geometirideki- evren modellerini yeğelemektedir(s:53) çünkü Evren’in ilk evrelerine dair ortaya atılan genişleyen evren kuramı adı verilen kuram, Evren’in geometrisinin düz bir yapıda olması gerektiğini iler sürmüktedir. Bu kuramlarla aynı fikirde olmadığımı belirtmek isterim.
Evren hakkında ortaya atılan bu üç standart tip model Friedman modelleri olarak bilinir ve simetrik, hem de fazlasıyla simetrik olmalarıyla tanınırlar. Başlangıç evrelerinde hepsi de genişşleyen modellerdir. Bunun yanısıra Evren’in, ömürün her ayşamasında ve her noktasında daima mükemmel derecede düzgün biçimli olduğu kabul edilir. Bu varsayım, Friedman modellerinin yapısına sık sıkıya tutturlmuştur ve evrenbilim ilkesi adıyla bilinir. Nerede olursanız olun,Friedman evreni bütün yönlerde aynı gözükür. Şu işe bakın ki kendi Evrenimiz de çarpıcı ölçüde böjyle bir modeli andırmaktadır. Eğer Einstein’in denklemleri doğru ise; nitekim bu kuramın, yahpılan gözlemlerle olağanüstü seviyede bir uyum içinde olduğunu daha önce göstermeye çalışmıştım; o takdirde Friedman modellerini ciddiye almamız kaçınılmaz bir hal alıyor demektir.
Büyük Patlama
Bu modellerin hepsinin de ortak özelliği, işlerin daha ta en başından ters gittiği şu Büyük patlama adı verilen münasebetsiz duruma yer vermeleridir. Sonsuz yoğunlukta,sonsuz sıcaktlıkta bir Evren: Kuramın bir yerlerinde fena halde ters giden bir şeyler olduğu kesin. Yine de her şeye rağmen,bu olabildiğince sıcak ve yoğun olan safhanın gerçekleştiğini kabul edecek olursanız,Evren’in asıl özelliklerinin bu gün ne düzeyde olması gerektiği konusunda tahminlerde bulunabilirsiniz.

COBE, evreni gözlemeye devam ediyor.
Bu tahminlerden bir tanesi, baktığımız her yönde kara cisim ışımasından meydana gelen düzgün biçimli bir arkaalanın olması gerektiğidir. Penzias ve Wilson tarafından 1965 yılında aynen bu tip bir ışıma keşfedilmiştir.Bu ışıma, daha önceki bir zamanda evrene egemen olan ve evrenin genişlemesi sonucu şimdi 3 kelvine kadar soğumuş bulunan sıcak elektromanyetik siyah cisim ışımasından artakalanlardır.Evrensel Mikrodalga Arkaalan Işıması adıyla bilinen bu ışımanın tayfını saptamak üzere COBE (Evrensel Arkaalan Araştırıcısı) uydusu yardımıyla gerçekleştirilen son gözlemler, yapılan tahminlerle mevcut kara-cisim tayfının oldukça yüksek bir isabet tuttrduğunu göstermiştir.
Bu ışımanın varlığı,bütün evrenbilimciler tarafından Evren’imizin sıcak ve yoğun bir safhadan geçtiğinin bir kanıtı olarak yorumlanmkatadır. Buna göre b ışıma bize Evren’in ilk verilerinin doğası hakkında bir şeyler anlatmaktadır. Bize her şeyi anlatmasa da Büyük patlama diye bir şeyin meydana geldiğini söylemektedir. Bir başka deyişle Evren, Friedman modellerini andırıyor olmalıdır.

COBE uydusu tarafından gerçekleştirilen hayli önemli başka bir keşif daha vardır. Her ne kadar arkaalan ışıması dikkat çekici ölçüde düzgün biçimliyse de ve gösterdiği özellikler güzel bir şekilde matematiğe dökülüyorsa da Evren aslında pek de öyle mükemmellik düzeyinde bir düzgün biçimlilik arzetmiyor. Işımanın gökyüzüne dağılımında ufak ama gerçeği yansıtan bir takım düzensizlikler göze çarpmaktadır. Aslında bu ufak düzensizliklerin Evren’in ilk evrelerinde de varolmaları gerektiğini düşünebiliriz. Çünkü ne de olsa Evren’i gözlemlemek amacıyla buradayız ve her halde altı üstü düzgün bir lekeden ibaret değiliz. ..
Kapalı Evren’de düzensizlikler baş gösterecek ve yıldızlar,galaksiler ve bunlara benzer diğer gözlenebilir gerçek yapılar ortaya çıkacaktır. Ardından da,yıldızların çökmesi ve bütün kütlenin galaksilerin merkezinde toplanması gibi kimi sebepler dolasıyla karadelikler oluşacaktır. Bu kadradeleklerin hepsinin de birer tekillik merkezi vardı;aynen geride kalan Büyük Patlama’da olduğu gibi. Gelgelelim iş bu kadarla kalmıyor. Oluşturduğumuz betimlemeye göre başlangıçtaki Büyük Patlama zarif, simetrik ve düzgünbiçimli bir duruma karşılık gelmektedir. Oysa ki kapalı modelin uç noktası korkunç bir karmaşanın ta kendisidir. Bütün kadradelikler sonunda birleşmekte ve inanılmaz bir karışıklığın ardından, bitiş noktasında bir Büyük çatırtı’ya neden olmaktadır. Karadelkler açık bir evren modelinde de ortaya çıkarlar başlangıçta yine bir tekillik bulunduğu gibi, ortaya çıkan karadeliklerin merkezlerinde de yeni yeni tekillikler oluşmaktadır.
Standart Friedman modellerinin bu yönlerini,başlangıçta görebildiğimiz durumla uzak bir gelecekte karşılaşmayı umduğumuz durum arasında ne büyük farklar olduğunu göstermek amacıyla vurgulamaktayım. Bu problem fiziğin temel bir yasasıyla, termodinamiğin İkinci Yasası ile yakından ilgilidir.
Termodinemiğin İkinci Yasası
Bu yasayı, basit gündelik koşullar içinde anlamamız mümkündür. Masanan tam kıyısına nazikçe yerleştirilmiş bir kadeh şarabı gözünüzün önüne getirin. Kadeh, her an masadan aşağı devrilip parçalanabilir ve içindeki bütün şarap halıya dökülebilir. Newton’cu fizik kapsamında, aynı sürecin tersinden işleyemeyeceğini söyleyen hiçbir kural yoktur( Çünkü mekaniğin yasaları her zaman tersinir yasalardır.) Gelgelelim böylesi bir durumla şimdiye dek karşılaşan olmamıştır. Kadeh parçalarının kendilerini yeniden biraraya topladıklarını ve halıya döklülen şarabın süzülerek yeniden kadehin içine dolduğunu asla göremezsiniz. Halbuki en ayrıntılı fizik yasaları kapsamında bile bu yönlerden biri aynen diğeri kadar akla yatkındır. Ortaya çıkan bu ayrılığı kavrayabilmek için, sistemin entropisinin zamana bağlı olarak arttığını bize bildiren Termodinamiğin İkinci Yasası ’na gerek duymaktayız. Entropi adıyla anılan nicelik (s: 58) kadeh masının üzerinde dururken yerdeki parçalanmış haline kıyasla daha düşüktür. Termodinamiğin İkinci Yasası uyarınca sistemin entropisi artmıştır. Kabaca bir tanım yapacak olursak,entropinin aşağı yukarı sistemin düzensizliğinin bir ölçüsü olduğunu söyleyebiliriz. Bu kavramı daha kesin biçimde ifade edebilmemiz için faz uzayı kavramını işin içine sokmamız gerekiyor.

Faz Uzayı
Faz uzayı, boyut sayısı çok yüksek olan bir uzaydır ve bu çok boyutlu uzayda her bir nokta, araştırmaya konu olan sistemi meydana getiren parçacıkların o noktadaki konumlarını ve momentumlarını tanımlamaya yarar.Parçacıkların bu muazzam faz uzayı içinde birarada bunulmakta ve hareket etmektedir. Faz uzayı içinde bir nokta seçelim. Parçacıklardan oluşan sistem, zaman ilerledikçe kendi gelişimini sürdürürken, seçtiğimiz nokta da faz uzayında başka başka yönlere doğru kımıldamaktadır. Buna bağlı olarak da entropi sürekli artmaktadır.
Entropi ile esas olarak anlatılmak iseten şey, sistemin hallerini “kalburdan geçirerek” yani hangisi hangisidir bilemediklerinizi bir araya toplayarak gruplamanız gerektiğidir. Faz uzayının diyelim ki bu bölgesinde olanlarını bir yerde toplamalı,topladığınız bölgenin hacmini hesaplamalı, bulduğunuz hacmin logaritmasını almalı ve burada bulduğunuz sonucu da Boltzman sabiti diye bilinen sabitle çarpmalısınz. Böylelikle hesepladığınız şey entropidir. termodinamiğin İkinci Yasas’nı bize söylediği şey ise entropinin artmakta olduğudur. Aslında size söylediği şey bir bakıma oldukça gülünçtür.Çünkü şunun şurasında söylediği tek şey, sistem hareketine ufak tefek bir kutucuktan yola çıkarak başlayacak olursa, gelişmek üzere serbest bırakıldığı anda, gitgide daha büyük kutucuklara doğru yol alacağıdır. Lakin bunun böyle olacağı besbellidir. Zira eğer probleme dikkatle bakacak olursanız, büyük baloncukların, kendilerine komşu küçük baloncuklardan bariz derecede daha büyük oludğunu görebilirsiniz. Yani büyük baloncuklardan birisini içine bir kez adımınızı attınız mı, tekrar daha küçük bir baloncuğun içine geçmek için hemen hemen hiçbir şansınız kalmayacaktır. Artık olan olmuştur. Sistem bir öncekinden gitgide daha büyük kutucuklara yönelmeyi sürdürerek faz uzayında dolanıp duracaktır. İşte İkinci yasa’nın bize söyledikleri bundan ibaret. Yoksa değil mi?
Gerçekte bu, açıklamaya çalışılan şeyin sadece yarısıdır. Bundan başka bize, sistemin şu anki durumunu biliyorsak, gelecekte erişebileceği en olası durumunun bilebileceğimiz de bildirilmektedir. Ne var ki aynı akıl yürütmeyi ters yönde kullanmaya çalıştığımızda,tamamen yanlış bir yanıt elde etmekteyiz. Kadehin masanın kıyısında durmakta olduğunu varsayalım.Şu soruyu sorabiliriz: “Bu kadehin o konuma gelirken izlediği en olası yol acaba hangisidir?” Eğer az önce verdiğimiz akıl yürütmeyi bu kez ters yönde kullanacak olursanız, izlenen en olası yol hakkında şu kanıya varırsınız: Sistem, halının üzerindeki darmadağınık bir halden başladı,kendini toparlayıp halıdan ayrıldı ve bir bütün halinde masanın üzerine çıktı. Bunun doğru bir açıklama olmayacağı besbellidir. Doğru açıklama, onu oraya birisinini getirip koymuş olduğudur. Bu sebep ise başka bir sebepten doğmuştur. Bu böyle sürer gider. Uslamlama zinciri, geçmişte kalan gitgide daha düşük entropi halleri boyunca gerilere doğru uzanır. Entropinin geçmişe doğru artması gerektiğini ileri sürebilirsiniz. Bu ileri sürüşünüz, gözlemlerle taban tabana zıttır. Onun için entropi geçmişe gittikçe daha düşük değerlere uzanmaktadır.(s:61)
Geleceğe yöneldikçe, entropinin neden artışa geçtiği, gitgide genişleyen kutucuklara doğru sürüp gideh bir hreket tarzıyla kolayca açıklanabilmektedir. Geçmişe doru neden azalmkat oluduğ ise büsbütün farklı bir sorundur. Geçmişte onu düşük seviyede tutan bir şeyler olmuş olmalıdır. Geçmişe doğru yöneldikçe entropi düşer, düşer, düşer ve en sonunda Büyük Patlama’ya ulaşırız.
Büyük patlama sırasında çok ama çok özel bir şeyler olmuş olmalıdır. Ancak bunun tam olarak ne olduğu tartışmaya açık bir konudur. Bundan önce aynı fikirde olmadığımı belirttiğim,ama pek çok inasanın üzerinde ısrarla durdukları popüler bir kuram genişleyen evren kuramıdır. Bu kuramın ileri sürdüğü fikre göre,Evren’in büyük ölçekte bu derecede düzgün biçimli olmasının sebebini, gelşmesini en erken evrelerinde aramak gereklidir. Evren’de, henüz doğmunun 10 üzeri -36.ncı saniyesinde iken, tam anlamıyla muazzam bir genişlemenin meydana geldiği sanılmaktadır.
10 üzeri -33 cm (evrenin ilk dönemi... 10 üzeri 60 kat genişleyerek ... 10 üzeri 27 cm (evreni yaklaşık büyüklüğü)
Ve Evren bu ilk evrelerinde nasıl görünürse görünsün, 10 üzeri 60 gibi dev bir oranda genişlediği takdirde göze düz bir yapıda görüneceği yönünde bir kanı vardır. Söz konusu kimselerin düz yapıdaki bir Evren’den hoşlanmalarının bir nedeni budur.
Oysa göründüğü kadarıyla, bu akıl yürütme kendinden bekleneni verememektedir. rastgele tayin edilen böylesi başlangıç koşullarında, olsa olsa dehşet bir karmaşa hüküm sürecektir. Böyle bir karmaşayı da hangi oranda genişletirseniz genişletin, karşılık aynen sürüp gidecektir. Hatta genişledikçe daha da berbat bir hal alacaktır.(R.Penrose)

A Brief History of the Universe
The history of the Universe divides roughly into three regimes which reflect the status of our current understanding: Standard cosmology
Particle cosmology
Quantum cosmology

The standard cosmology is the most reliably elucidated epoch spanning the epoch from about one hundredth of a second after the Big Bang through to the present day. The standard model for the evolution of the Universe in this epoch have faced many stringent observational tests.
Particle cosmology builds a picture of the universe prior to this at temperature regimes which still lie within known physics. For example, high energy particle acclerators at CERN and Fermilab allow us to test physical models for processes which would occur only 0.00000000001 seconds after the Big Bang. This area of cosmology is more speculative, as it involves at least some extrapolation, and often faces intractable calculational difficulties. Many cosmologists argue that reasonable extrapolations can be made to times as early as a grand unification phase transition.
Quantum cosmology considers questions about the origin of the Universe itself. This endeavours to describe quantum processes at the earliest times that we can conceive of a classical space-time, that is, the Planck epoch at 0.0000000000000000000000000000000000000000001 seconds. Given that we as yet do not have a fully self-consistent theory of quantum gravity, this area of cosmology is more speculative.
Chronology of the Universe
The following diagram illustrates the main events occurring in the history of our Universe. The vertical time axis is not linear in order to show early events on a reasonable scale. The temperature rises as we go backwards in time towards the Big Bang and physical processes happen more rapidly. Many of the transitions and events may be unfamiliar to newcomers; we shall explain these in subsequent pages.