Samanyolu gerçekten eskilerin tâsâvvur etmiş

Şesslz m gizil bir yıldız, Güneşi Ifk defa İm» evrene rtlsbetfe heeaplanabüfnif olan samanyoiu a$ı yıldızlar ırmağında takip ediyor.

 

Samanyolu gerçekten eskilerin tâsâvvur etmiş Oolduğu gibi bîr ırmağa Benzemekle birlikte, j^ki efsanelerin anlattığı giBî Venüs’ün göğsün- ^rf% dençtkmamaktadır. Aslında saatte iki milyon kilometraİen fazla yol alan bir yıldız akımından

*  ibarettir. Bu, büyük rakkamlara alışmış olan _t, astronomi için bile küçümsenemiyecek bir )/,■ hızdır. Uzmanlar vaktiyle Rusya üzerirtde casııs-

*    : luk uçuşu yaparın düşürülmüş olan U2 uçağının tipinde bir aract atmosferüstü tabakalara yolla- Ig-.^ dıkları zaman yukarıda belirdiğimiz garip olayı jgT^ keşfedeceklerini hiç beklemiyorlardı. Hele pulsar M adlı topaç gibi dönen nötron yıldızlarını inceler­ken güneş sistemimizddci gezegen (planet) lerin güneşin sessiz ve gizli arkadaşı yüzünden gitgide galaksimizin merkezine doğru sürüklenmekte olduğunubulacaklarını hiç düşünmemişlerdi.

Anlatımımıza Önce Berkeley laboratuvar- larında çalışan üç Amerikalı Mü İler; Smoöt ve Gorenştein’in ortaya çıkardığı birinci buluşla başlayalım: Bu uzmanlar örceleri bundan onbeş milyar yıl önçe meydana gelmiş olan ve evrenin başlangıcını teşkil eden patlamanın artığı sayılan, bugün bütün evrene yayılmış ışımayı inceliyorlar­dı. Patlama teorisine göre evren fevkalâde sıkıştırılmış bir ışık topunun patlamasiyle oluş­muştur. Başlangıçta çok yüksek olan evren ısısı madde uzayda yayıldıkça düşmeye başlamıştır. Geriye bugün fevkalâde yayınık, düşük ısıl^ ve bir kare çişimin ışımasına tekâbül eden mutlak sıfıra çok yakın 2,7 K değerinde bir ışıma kalmıştır. Bilindiği gibi, her cisim elektromanyetik radyas­yon şeklinde enerji yayınlar. Eğer ısısı yeterli dereceye yükselmişse bu yayınlar gözle görünür bir ışık şekline dönüşür. Kızılkor hâline getirilmiş demir veya yanmakta olan elektrik ampulü buna örnek go teri lebi I ir. Buna karşı ısı düştükçe yayın frekansı azalır ve kızıl ötesine geçer. Bunlar gözle görülmez, fakat ciltte hissolunur. Sıcak bir kalorifere ejipnizi değdirdiğimiz zaman bunu pekala hissedebiliriz. Isı daha da düştükçe ışıma frekansı da azalır ve radyo yayınları frekansına düşer. Isı ile ışıma arasındaki orantıyı arâştırabil- mek için fizikçiler, isminden de anlaşılacağı üzere, tamamen siyah “kara cisim” terimini ortaya atmışlardır. Kara cisim, teorik olarak bir

masa üzerine konduğu zaman simsiyah bir gece karanlığı görünümünü veren cisimdir. Tatbikatta en mükemmel is siyatu ile bile bu ideale erişmek güçtür. Ancak bu ideale içi tamamen siyahlatıl­mış, önüne çok küçük bir delik açılmi^ ve pratik olarak kara cisim addedilebilecek bir oyukla yaklaşabiliriz. Bunun ışınımını ise ısısının bir fonksiyonu olarak hesâplayabiliti?. Bir cismin ışıma yoğunluğu mutlak ısının dördüncü kuvveti ile orantılıdır.   ,,

Termodinamiğin bu temel kanunu bize her ışıma yoğunluğunda kari cismin buna tekâbül eden ısıstnı ölçmek imkâninı verir. Daha önce söylediğimiz gibi, bütün evrene dağılmış bulunan artık ışıma 2,7 K değerindedir. Bu ise mutlak sıfırın ancak üç derece üstünde bir ısıya karşılıktır. Bu sıcaklıkta bir ışıma kızıl Ötesinin çok altındadır ve radyo dalgaları alanın* girer. 1%5’te Penzias ve Wilson adında iki Amerikalı bir uzay haberleşme antenini ayarlarken tesadü­fen bu artık ışımayı buldular.

Daha sonra yapılan araştırmalarda bu ışıma­nın bütün evrene eşit ve eşdeğer olarak yayıldığı ortaya çıktı. Böyle bir ışımanın varlığını bulunu­şundan/ çok önce tahmin etmiş olan Profesör Peebles şu hususa işaret etmektedir: Bütün evren için eşdeğer olan böyle bir ışıma eskilerin “esîr” i- ne benzer bir ortam şeklinde evrenin genel hareketi yanında gök cisimlerinin özel hareketini ölçmemize imkân verebilir.

Aslında bütün hareketler izâfî (relatif) dir. Bir tren içinde yürüyen yolcu tren kendi hızına eşit bir hızla ters tarafa doğru hareket etmediği takdirde, yeryüzüne göre hareket hâiindedir. Aynı şekilde tren de Dünya’ya göre, Dünya ise ay’a göre hareket hâiindedir v.s.. Mutlak bir gözlem sistemi bulunması ve hız ile ivmelerin buna göre mutlak olarak tâyini problemi fizikçi­leri uzun müddet düşündürmüştür. Geçen yüz­yılda bazıları bunu “ether = esîr” kuramı ile gerçekleştirebileceklerini sanmışlardı, “ether”, onların tasavvuruna göre bütün uzayı kaplayan, ışığın yayılmasına elverişli bir soyut sıvı idi. Michelson yerin “ether” e göre hareketini tesbit etmek için yaptığı deneylerde hiç ummadığı bir sonuçla karşılaştı ve başarı elde edemedi. Daha

İİnÂÛû “îf!:ÎKİ

 

İP-flPBİI’H£-V

 

İpntr-IM*” “S?* ‘ UΠ                                            V                           *>„Kl * « „»Î-F* ‘i i*’ • 1’* ^                                                        çünkü ıMnii

♦* Ajvr’t*:          .’,

sonra Einstein “ether” kavramından hareketle böyle mutlak bir ölçü bulunamıyacağım kuram­sal olarak hesapladı. Ancak bütün evreni aynı şiddette aydınlatan bu 2,7 K değerindeki “artık ışıma” sayesinde fizikçiler bütün evren için ortak mutlak bir ölçü bulabilmişlerdir.

Dünyanın bu yaygınlık elektromagnetik or­tama göre hareketini bulmak için yapılan ölçüler atmosferin geçirgenliğindeki değişiklikler ve samanyolundan gelen radyo dalgaları dolayısiyle zorlaşıyordu. Bunu gidermek için çok yükseklere çıkmak gerekiyordu. Stratosfer balonları yoluyla yapılan ölçüler Princeton’da çalışan Amerikalı Corey ve YVilkinson’a daha güvenilir sonuçlar elde etmek imkânını verdi. Ancak çok sağlıklı sonuçlar sağlamak için Lockheed’in U2 tipi uçağının gözlemlerini ve 1977 sonlarını beklemek gerekiyordu. Aslında başlıca görevi yabancı topraklar üzerinde yüksek irtifade keşif uçuşu yapmak olan bu uçaklarla onbir bilimsel uçuş yapıldı. Bu uçuşların gayesi eğer tâbir câizse bütün evrenin 9 mm. dalga uzunluğunda filmini almak idi. Kullanılmış olan âlet milimetrik dalgaların resmini çeken bir kamera ile karşılaştı­rılabilir. Bu frekanslarda uzayın uzak bölümleri-

«i:*

•T-»-?!«., r.⁴1

nin genel bir manzarasını elde etmek için her uçuşta bölüm bölüm elde edilen resimleri birleştirmek gerekir. Bu biraz da televizyon resimleri elde etmedeki tarama tekniğine benzer. Böyle bir teçhizatı bir keşif uçağına yerleştirmek kolay bir iş değildi. Prensip itibariyle U2 uçağı yere bakan kameralarla donatılmıştır. Astronom­lar ise göğün resimlerini çekmek istiyorlardı. Bu ise uçağın üstünde bir delik açılmasını gerekti­riyordu. Ayrıca uçağın uçuş dengesinin mükem­mel olması ve yatay uçuş pozisyonundan yarım derece bile sapmaması lâzım geliyordu. Atmos­feri oluşturan gaz moleküllerinden yayınlanan zayıf ışımanın bile ölçümü bozmaması için bu gerekli idi. Her ne kadar yirmi kilometre yükseklikte uçan bir uçak artık atmosferin yüzde doksanını ardında bırakırsa da ışımanın en ideal şartlarda ölçülmesi ancak uçuştaki bu presizyon ile sağlanabilirdi. Yapılan ölçümler sonucunda araştırıcılar evrensel ışınımın hemen hemen her bölgede aynı olduğunu keşfettiler.

Ancak “hemen hemen aynı”, tamamen aynı demek değildir. Işıma şiddeti yâni parlaklığı Aslan Burcu tarafına doğru yavaş ve devamlı olarak artmakta, ancak tam karşısındaki Kova

_

 

mm ^                     k J‘A -s*                          ft.ilrMft ffc                         -i–—»- ; HMKT»                   BUJİ_ ylKSH»                  ;

t>6MKi’İıtr câû6ınütt km Ur ıM& te oUyHr,

iT^sr^jTraEnr’s*?”¹5? “ ““ ^“*?”fs■T”””” ¹

otiriıfryl» dolnylı plimle ftlçülohlflı flıı

– ——- ‘ ■- ■— .- ■ *- ………………………………………… ■-■— – M—» – «                        ■-

Burcu’na doğru gidildikçe azalarak en düşük değerine inmekte idi. Evrensel ışıma alaca karanlıktaki bir odanın durumuna benzetilebilir. Söyle bir odanın bütün bölümleri zayıf şekilde aydınlatılmıştır ama daha dikkatle bakılınca odanın daha aydınlık ve daha karanlık bölümleri göze çarpar. Berkeley’deki uzmanlar aslında bu farklılığın evrensel bir karakteristik olmadığını, evrensel ışımanın evrenin her bölümü için eşit olduğunu belirtmektedirler. Bunlara göre ışıma şiddetinin bir bölgeden diğerine değişik görün­mesi Dünya’nm bu bölge doğrultusunda hareke­tinden ileri gelmektedir. Dünya Güneş sistemine bağlı olduğundan, bu aydınlanma Dünya’nm Aslan Burcu’na doğru saniyede 400 kilometrelik bir hızla hareket ettiği anlamına gelir. Ancak Güneş’in de galaksiye nisbetle ters yönde özel bir hızı olduğundan galaksinin evrene göre hızını ölçmek için bunu da hesaba katmak gerekir. Yapılan hesap bu hızın saniyede 600 yani saatte aşağı yukarı 2.200.000 kilometre olduğunu gös­termiştir.

Evrensel ışımanın çekilen resimleri bizi Dünya’miz konusunda çelişkili bir sonuca götür­mektedir : Bir taraftan madde evreni uzayın uzak

“tiir’ MKkn&dtfi «kimli âbâMr.

bölgelerine kadar hiçbir pürüzü olmadan inanıl­maz bir düzenlilik içinde görünmektedir, bir taraftan da Güneş’in bulunduğu bölgede olağan­üstü bir hareketlilik göze çarpmaktadır. Bunun sebebini izah güçtür. Samanyolunun Başak Burcu tarafındaki bir kitlenin etrafında yürün- gede bulunması mümkündür. Ancak hiç alışıl­madık bir hızla hareket eden ve evreni kateden bir galaktik ırmakta sürüklenmekte olması da imkân dahilindedir. Burada samanyolunun diğer galaksilere göre olan izâfî hızının ölçümü için birçok teşebbüsler yapıldığını belirtmek gerekir. Daha önceleri yıldız kümelerinin bizden uzaklaş­ma hızını ışık tayfının kızıla kayması (Doppler olayı) ile hesaplamaya çalışıyorlardı. Bu usulle astronomlar evrenin genişlemesinden ileri gelen uzaklaşma hızının dışında başka özel hızların da varlığını saptamayı başarmışlardır. Bu araştırma­lar samanyolunun bölgesel grupun çekim mer­kezine göre hızının saniyede 100 kilometre ol­duğunu ortaya çıkarmıştır.

Bu grup da ait olduğu grup topluluğuna göre epey büyük bir hıza mâliktir. (Galaksiler gruplar şeklinde toplanırlar. Bu gruplar da üst grup dediğimiz grup toplulukları meydana getirirler)

r&P.

rik uçiijîar sayesinde s^n ölçümler bizim galaksimizin İjrt eyrene gère hızını ort^$$tkarmtŞtır. r “ ‘     *.             ¹ *

By deneyleri yaparken$|j&eleŸm üç fizikçisi aynı zamanda bütü^^ı^i%bjf èfesien üzerimle _;î dönüş hâlinde oklg> olmadığını araştırmışlardır. Elde edilen so^^sr ej^r böyle bir dönüş yarsa bunun ançaft lâlmfmaz derecede yavaş olması gerektiğiniçıkarmıştır. Bu hesaplara bakılırsa jfeten sem bir milyon yüzyılda ancak bir turun mifyarda birini tamamlamıştır. Bu ise pratik olarak dönmediği anlamına gelir. Zaten Einstein i* üzerinde büyük etki yaparı etütlerde bulunmuş fizikçi Ërnest Machböyle bir rotasyonun müm­kün olmadığını önceden hesaplamıştı. Evrensel ışıma birimi ile yapılan son hesaplar ona hak verir görünmektedir. Âncak bütün bunların dışında» deneyler fizikçileri çok şaşırtıcı bir sonuca götürmüştür : Evrenin fon ışıması tamamen eşdeğerdir. Aslan Burcu’na doğru görünen şiddet­lenme sadecebizim galaksimizin uzay içindeki hareketinden ileri gelen îzâfî bir olâyçta. Başka f bir de^mle, edindiğimiz hız b**e bir belirii yöne doğru ışımayı daha şiddetli göstermektedir. Aslında bu ışımanın şiddeti evrenin her bölge­sinde birdir.

Bu ışıma eğer gerçekten bir patlamadan ileri geliyorsa, böyle tamamen eşdeğer olarak yayıl­mış bulunması bizi bu pırlamanın pek şiddetli olmadığı sonucuna götürmektedir. O halde Ev­renimiz hayata öyle nitrogliserin lokumu gibi şiddetli bir patlama ile başlâmamış olsa gerektir. Yaşayışına daha çok birden sıkıştırılmış havaya bağlanan bir çocuk balonu gibi şişerek başlamış­tır. Şiddetli bir patlama hiçbir zaman düzenli olarak etrafa yayılmaz ve bütün yönlere doğru zaman zaman kısa parlamalarla kendini belli eder. Işımada bu parlamaların izini bulmak gerekirdi. Halbuki yapılan gözlemler böyle bir şey olmadığını göstermiştir. Bütün çağların en muazzam olayı olan bu patlamadan geriye iz olarak sadece eşit şekilde yayılmış bir fon ışıması kalmıştır. Berkeley’in fizikçilerine göre bu pat­lama fevkalâde nazik olmuştur ve Önceden inceden inceye planlanmışa benzemektedir.

Yapılan bu buluşlar “Büyük Patlama” naza- riyesini çürütmemekle birlikte, bizi bir çelişkiye de sürüklemektedir. Patlamadan çok âni geniş­lemeye benzeyen bir oluşumda bütün maddele­rin evrende eşit olarak yayılması gerekirdi. Halbuki galaksilerin büyük hızla hareket etmeleri bunun pek de böyle olmadığını göstermektedir.

O halde evren bütünü itibariyle düzgün, homo­jen fakat çok hareketlidir. Bu husus Mas­sachusetts Üniversitesinden Profesör Harrison’un ortaya çıkardığı bir başka olay ile de doğrulan­madadır:

galaksinin merkebine doğ- nl İitgÖe hızlanarak hareket itmektedir ve bu hızlanma Güneş’in gizli bir arkadaşı bir cüce yıldız veya kara ddjkten ileri gelmektedir. Bütün bımışlar “pulsak çok küÇük fakat fevkalâ­de yoğun olan ve baroskop hızı vi ıfczenliliği ile dönen uzay cisimlerinin incekynı^fesiyle baş­lamıştır. Astronomlar bunların nüklefcr reaksiyon­lar* besleyecek maddesi tütenmiş ve bu YŞjSfterı çekitfnesi çökmeye uğramış bir normal yıldızın son devresini teşkil eden natron yıldızları olduklarına inanmaktadırlar. Böyle bir yıldız içine doğru büzülür, çapı fevkalâdİ küçülür, ancak kütlesi aynı kalır. Bu yüzden yoğunluğu muazzamdır ve hareket enerjisini kaybetmeme!^ için fevkalâde büyük bir dönme hızı kazanmak zorundadır, Pulsarların çok büyük magnetik^ alanları vardır ve dönüş hızlarıyla orantılı radyo dalgaları yayınlarlar. Bu yayınların mekanizması hakkında şimdilik bildiğimiz yayınladıkları ener* jinin dönüş enerjileriyle ^orantılı olduğudur. Bu enerji yavaş yavaş azalmaktadır, bu da dönüşle- _r rindeki bir yavaşlamayı gösterir. Zaman geçtikçe pülsarlar da gitgide daha yavaş dönmektedirler ve bunun sonucu Her bir dönüş arasında geçen zaman periyodunun uzamasıdır. Ancak galaktik ekvatorda ve merkezden pek uzak olmayan bu çeşit beş garip yıldız vardır ki hiçbir yavaşlama göstermemektedirler, hatta bir tanesi hızlanmak­tadır. Bu problem üzerinde en büyük uzmanlar uğraşmış ve mâkul bütün hipotezleri tükettik­ten sonra bu garip duruma tatmin edici bir açıklamanın bulunmadığı sonucüna varmışlardır.

Güneşin arkadaşı bir kara delik mi!

Bu durumda Profesör Harrison’a göre bir tek izah çaresi kalmaktadır: Güneş’in planet (geze­ğen) sistemiyle birlikte bu beş pulsara doğru hareketinden ileri gelen hızlanmanın pulsardaki yavaşlamayı maskelediğini kabul etmek. Aslında anormallik olarak görünen bu husus bizim kendi hareketimizden ileri gelmektedir. O halde güneş sisteminin ağırlık merkezi galaksinin merkezine doğru hareket etmektedir, ancak bu hareket samanyolunun çekim alanından ileri gelen hareketin en az iki katıdır. Bu hızlanmanın yegâne açıklama şekli hayli garip geliyor, çünkü bizi Güneş’in yakınlığtna rağmen belki hiçbir zaman gözleyemiyeceğimiz bir başka yıldızın etrafında döndüğünü kabule zorlamaktadır. He­sap edilmiş olan hızlanma aşağı yukarı güneş kütlesine eşit olan ve 150 milyar kilometre yani Dünya ile Güneş arasındaki uzaklığın bin misli ötesinde bulunan bir yıldızın varlığına işaret etmektedir. Bu yıldızın dairesel bir yörüngesi olduğunu kabul edersek periyodunun 10000 yıl olması gerekir. O halde güneşin arkadaşı 6 milyar kilometre uzakta olan ve dönüşünü 24& yılda tamamlayan en uzak planet Pluton’un da