Atomun oluşumu serüveni: Evrenin Genişlemesi ve Big Bang Gerçeği

20. yy. ile birlikte astronomi alanında çok büyük gelişmeler yaşanmaya başlandı. İlk olarak 1922 yılında Rus fizikçi Alexandre Friedmann evrenin durağan bir yapıya sahip olmadığını keşfetti. Einstein'in genel görecelik kuramından yola çıkan Friedmann, en ufak bir etkileşimin evrenin genişlemesine veya büzüşmesine yol açacağını hesapladı. Belçika'nın en ünlü gök bilimcilerinden Georges Lemaitre ise bu hesabın önemini fark eden ilk kişi oldu. Onun bu hesaplamalardan yaptığı çıkarım, evrenin bir başlangıcı olduğu ve bu başlangıçtan itibaren sürekli genişlediğiydi. Lemaitre'in söylediği çok önemli bir şey daha vardı: Ona göre bu başlangıç anındaki patlamadan arta kalan bir radyasyon olmalıydı ve bu saptanabilirdi. Lemaitre ilk başlarda bilimsel çevrelerde çok büyük destek bulmayan bu açıklamalarının doğruluğundan emindi. Zaten evrenin genişlediğine dair başka kanıtlar da birer birer ortaya çıkıyordu. Bu sıralarda Edwin Hubble isimli Amerikalı astronom kullandığı dev teleskopla gökyüzünü incelerken yıldızların, uzaklıklarına bağlı olarak kızıl renge doğru kayan bir ışık yaydıklarını saptadı. Hubble, California Mount Wilson gözlem evinde yaptığı bu buluşuyla sabit durum teorisini ortaya atan ve yıllardır savunan tüm bilim adamlarına da meydan okuyor, mevcut evren anlayışını temelden sarsıyordu. 
Hubble'ın bu tespiti, gözlemin yapıldığı noktaya doğru hareket eden ışıkların tayfının mor yöne doğru, gözlemin yapıldığı noktadan uzaklaşan ışıkların tayfının da kızıl yöne doğru kaydığı fiziksel gerçeğine dayanıyordu. Yani California Mount Wilson gözlem evinden izlenen gök cisimleri dünyamızdan uzaklaşmaktaydılar. Bu gözlemlerin devamı yıldız ve galaksilerin sadece bizden değil, birbirlerinden de uzaklaştıklarını ortaya koyuyordu. Tüm bu gök cisimlerinin birbirlerinden uzaklaşmaları evrenin genişlemekte olduğunu bir kez daha kanıtlıyordu. Bu gelişmelerle ilgili ilginç bir saptamayı David Filkin'in "Stephen Hawking's Universe" isimli kitabından aktaralım:
"… Lemaitre iki yıla kalmadan ummaya cesaret edemediği bir haber aldı. Hubble galaksilerden gelen ışığın kızıla doğru kaydıklarını gözlemlemişti ve Doppler etkisine göre bu evrenin genişlediği demekti. Artık yalnızca bir zaman sorunuydu. Einstein zaten Hubble'ın çalışmalarıyla ilgileniyordu ve Mount Wilson Gözlem evinde kendisini ziyaret etmek niyetindeydi. Lemaitre de aynı sıralarda California Teknoloji Enstitüsü'nde bir konferans vermeyi ayarladı ve Einstein ile Hubble'ı birlikte bir köşeye sıkıştırmayı başardı. Kendisinin "ilk atom" kuramını adım adım anlatarak tüm evrenin "dünü olmayan bir günde" yaratıldığını söyledi. Gereken bütün matematik hesaplarını yapmıştı. Lemaitre sözünü bitirdiğinde kulaklarına inanamadı. Einstein ayağa kalkmış ve o anda duyduklarının "o güne kadar dinlediği en güzel ve en tatmin edici yorum" olduğunu bildirmiş" ve "kozmolojik sabiti yaratmanın yaşamının en büyük hatası olduğunu" itiraf etmişti.


İşte dünyanın gelmiş geçmiş en önemli bilim adamı sayılan Einstein'ı ayağa fırlatan bu gerçek evrenin bir başlangıcı olduğu gerçeğiydi. 
Evrenin genişlemesiyle ilgili yapılan gözlemler arttıkça yeni iddialar da birbirini izliyordu. Bu gerçekten yola çıkan bilimadamları, Lemaitre'in de söylediği gibi, zamanda geriye doğru gittiklerinde sürekli küçülen, küçülen ve sonunda bir nokta kadar kalan bir evren modeliyle karşı karşıya kaldılar. Matematiksel hesaplamalar, evrenin tüm maddesini içinde barındıran bu "tek nokta"nın, korkunç çekim gücü nedeniyle "sıfır hacme" sahip olacağını gösterdi. Evren, sıfır hacme sahip bu noktanın patlamasıyla ortaya çıkmıştı ve bu patlamaya "Big Bang" (Büyük Patlama) adı verildi. 
Big Bang'in gösterdiği önemli bir gerçek vardı: Sıfır hacim "yokluk" anlamına geldiğine göre, evren "yok" iken "var" hale gelmişti. Bu ise, evrenin bir başlangıcı olduğu anlamına geliyor ve böylece materyalizmin "evren sonsuzdan beri vardır" varsayımını geçersiz kılıyordu.

 

 

Delilleriyle Büyük Patlama


Evrenin büyük bir patlama sonrasında oluşmaya başladığı gerçeğinin kesinlik kazanması üzerine astrofizikçiler araştırmalarını hızlandırdılar. George Gamov'a göre evrenin bu patlama ile oluşması durumunda, patlamadan arta kalan ve evrenin her yanına eşit şekilde dağılmış bulunan bir radyasyonun olması gerekiyordu. 
Bu varsayımı takip eden yıllarda tüm bilimsel buluşlar bütünüyle Big Bang'i doğrular şekilde birbirini izledi. 1965 yılında Arno Penzias ve Robert Wilson adlı iki araştırmacı bu dalgaları bir rastlantı sonucunda keşfettiler. "Kozmik Fon Radyasyonu" adı verilen bu radyasyon, uzaydaki belli bir kaynaktan yayılan herhangi bir radyasyondan farklıydı. Olağanüstü bir eş yönlülük sergiliyordu. Başka bir ifade ile yerel kökenli değildi, yani belirli bir kaynağı yoktu, evrenin tümüne dağılmış bir radyasyondu. Böylece uzun süredir evrenin her yerinden eşit ölçüde ısı dalgası şeklinde tesbit edilen bu radyasyonun, Big Bang'in ilk dönemlerinden kalma olduğu ortaya çıktı. Üstelik bu rakam bilim adamlarının önceden öngördükleri rakama çok yakındı. Penzias ve Wilson, Big Bang'in bu ispatını deneysel olarak ilk gösteren kişiler oldukları için Nobel Ödülü kazandılar.
George Smoot ve NASA'daki ekibinin, Penzias ve Wilson'ın ölçümlerini doğrulaması uzaya gönderilen COBE uydusu sayesinde, yalnızca sekiz dakika sürdü. Uyduda bulunan hassas tarayıcıların elde ettikleri sonuçlar Big Bang için yeni bir zaferi de beraberinde getiriyordu. Tarayıcılar Big Bang'in ilk anlarındaki sıcak ve yoğun ortamın kalıntılarının gerçekliğini doğruluyorlardı. COBE Big Bang'in doğruluğunu delilleriyle onaylamıştı ve bilim çevreleri bu açık gerçeği kabul etmek durumundaydılar. 


Bir başka delil ise uzaydaki hidrojen ve helyum gazlarının miktarının hesaplanmasıyla ortaya çıktı. Buna göre evrendeki hidrojen-helyum gazlarının oranı, Big Bang'den arta kalan hidrojen-helyum oranının teorik olarak hesaplanan miktarıyla büyük bir benzerlik gösteriyordu. 


Bu delillerin ortaya çıkması, Big Bang'in bilim dünyasında kesin kabul görmesiyle sonuçlandı. Ünlü bilim dergisi Scientific American, 1994 yılının Ekim ayı sayısında "Big Bang modeli yüzyılımızın kabul görmüş tek modeli" diyordu. 


Uzun yıllar boyunca "sonsuz evren" fikrini savunan isimlerden de itiraflar birer birer geliyordu. Fred Hoyle ile birlikte uzun yıllar sabit durum teorisini savunan Dennis Sciama, Big Bang gerçeği karşısında düştükleri içler acısı durumu şöyle anlatır:
Sabit durum teorisini savunanlarla, onu test eden ve bence onu çürütmeyi uman gözlemciler arasında, bir dönem çok sert çekişme vardı. Bu dönemde ben de bir rol üstlenmiştim. Çünkü gerçekliğine inandığım için değil, gerçek olmasını istediğim için 'sabit durum' teorisini savunuyordum. Teorinin geçersizliğini savunan kanıtlar ortaya çıkmaya başladıkça Fred Hoyle bu kanıtları karşılamada lider rol üstlenmişti. Ben de yanında yer almış, bu düşmanca kanıtlara nasıl cevap verilebileceği konusunda fikir yürütüyordum. Ama kanıtlar biriktikçe artık oyunun bittiği ve sabit durum teorisinin bir kenara bırakılması gerçeği ortaya çıkıyordu.