Sessiz ve gizli bir yıldız Güneşi

amanyolu ger^ten eşeler in tasavvur etmiş olduğu gibi bi# ırmağa Şenz&nekle birlikte, «ski efsanelerin anlattığı gibi Venüs’ün göğşlffı* 4 den çıkmamaktadır. Aslında saatte İki milyon kilometr^len-fazla yol alan bir yıldız akımından ibarettir. Bu, büyük rakkamlara alışmış olan astronomi için bile kt^ümsenemiyeeek bir hızdır. Uzman 1ar vaktiyle Rusya üzeriridecasus- luk uçuşu yaparın düşürülmüş olan U2 uçağının tipinde bir aracf atnıosfeıtistü tabakalara yolla­dıkları zaman yukâHd* belleğimiz garip olayı ^ keşfedeceğini hiç feekleinfy^lardı. Helepulsar adlı topaç gibi dönen nötron yıldızlarını inceler­ken güneş sistemim iidökr gezegen (planet) lerin güneşin sessiz ve gizli arkadaşı yüzünden gitgide galaksimizin merkezine doğru sürüklenmekte olduğunu bulacaklarını hiç düşünmemişlerdi.

Anlatımımıza önce Berkeley laboratuvar- larında çalışan üç Amerikalı Müller, Smöot ve Gorenstein’in ortaya çıkardığı birinci buluşla başlayalım: Bu uzmanlar örceleri bundan onbeş milyar yıl önce 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. Kızılkpr hâline getirilmiş demir veya yanmakta olan elektrik ampulü buna örnek gösterilebilir. Buna k^rşı ısı düştükçe yayın frekansı azalır ve kızıl ötesine geçer. Bunlar gözle görülmez, fakat ciltte hissolunur. Sıcak bir kalorifere elimizi değdirdiğimiz zaman bunu pekala hissedebiliriz. Isı daha da düştükçe ışıma frekansı da azalır ve radyo yayınları frekansına düşer. Isı ile ışıma arasındaki orantıyı araştırabil- mek için fizikçiler, isminden de anlaşılacağı üzere, tamamen siyah “kara cisim” terimini ortaya atmışlardır. Kara cisim, teorik olarak bir

masa üzterine konduğu zaman simsiyah bir gece karanlığı görünümünü veren cisimdir. Tatbikatta en mükemmel issiyafcı ile bilebuıdealeeı^şmek güçtür. Ancak bû ideâle iç i tamamen^Jyafriftttl- rrtış, önüne çok küçük bir delik açılıfıit Ve p«$k dlarak kara cisim addedilebilecek bir oyukla yaklaşabiliriz. Bunun ışınımını jse ısısının bir fonksiyonu olarak hesaplayabil#^. Bir cismin ışıma yoğunluğu mutlak ısının dördüncü kuvveti ile orantılıdır.                        ;.y*’

Termodinamiğin butemel kanunu bize her ışıma yoğunluğunda karf cismin buna tekâbül eden ısısını ölçmek imkânını 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 çök altındadır ve radyo dalgaları alanına girer. 1965’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 trerj kendi hızına eşit bir hızla ters tarafa doğru hareket etmediği takdirde, yeryüzüne göre hareket hâlindedir. Aynı şekilde tren de Dünya’ya göre, Dünya ise ay’a göre hareket halindedir 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 gore hareketini tesbit etmek için yaptığı deneylerde hiç ummadığı bir sonuçla karşılaştı ve başarı elde edemedi. Daha
mn<‘

.î|^ K~ ‘ fS.sf ‘

sonra Einstein “ether” kavramından hareketle böyle mutlak bir ölçü bulunamıyacağını 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 radyö dalgaları dolayısiyle zorlaşıyordu. Bunu gidermek için çok yükseklere çıkmak gerekiyordu. Stratosfer balonları yoluyla yapılan ölçüler Princeton’da çalışan Amerikalı Corey ve VVilkinsön’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 plan bu uçaklarla önbir bilimsel uçuş yapıldı. Bu uçuşların gayesi eğer tâbir câizse bütün evrenin 9 mm. dalgâ uzunluğunda filmini almak idi. Kullanılmış olan âlet milimetrik dalgaların resmini çeken bir kamera ile karşılaştı­rılabilir. Bu frekanslarda uzayın uzak bölümlerı-

~ ** -‘ ‘%** fy^-vy bkmm*4^

mm* v*r*m tMrtnvmmmMı,

isi

‘ T&frîö’ f».thsv                                                    i

nin genel bir manzarasını elde etmek için her uçuşta bölüm bölürri 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.

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

 

Burcu’na doğru gidildikçe azalarak en düşük değerine inmekte idi. Evrensel ışıma alaca karanlıktaki bir odanın durumuna benzetilebilir. Böyle 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’nın bu bölge doğrultusunda hareke­tinden ileri gelmektedir. Dünya Güneş sistemine bağlı olduğundan, bu aydınlanma Dünya’nın Aslan Burcu’na doğru saniyede 400 kilometrelik bir hızla hareket ettiği anlamına gelir. Ancak Güneş’in de galaksiye nisbetleters 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’mız konusunda çelişkili bir sonuca götür­mektedir : Bir taraftan madde evreni uzayın uzak bölgelerine kadar hiçbir pürüzü olmadan inanıl­maz bir düzerililik 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 gçrekir. Daha önceleri yıldız kümelerinin bizden uzaklaş­ma hızını ışık tayfının kızıla kayması (Doppler olayı) ile hesaplamaya çalışıyorlardı. Bu usulle astronom İar. evren in 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 getiride*)

 

Görüldüğü ^v$*bi, şimdiye İcadar yapıtmış olan ^ ölçümler b^gfflaksin in ötekin# izafetle hareke»

* tinedâirdi, halbuki stratosferik uçuşlar sayesinde yapılan bu son ölçümler bizim galaksimizin jbütün evrene göre hızını ortaya çıkarmıştır.

Bm deneyleri yaparken 8%jfkeley1n üç fizikçisi aynı zamanda bütün evrenlıf bir eksien üzerinde , dönüş hâlinde cğap olmadığını araştırmışlardır. Elete edilen somalar eğer böyle bir dönüş yarsa bunun ancaJİ inanılmaz derecede yavaş olması gerektiğim ortaya çıkarmıştır.. Bu hesaplara bakılırsa İvren son bir milyon yüzyılda ancak bir turun milyarda birini tamamlamıştır. Bu ise pratik _t olarak dönmediği anlamına gelir Zaten Einstein üzerindebüyük etki yajpan etötlerde butunmuş fizikçi Ernest Machböyle bir rotasyonun müm- kürt olmadığını öftçedçn hesaplamıştı. Evrensel ışıma birimi ile yapılan son hesaplar öna hak verir görünmektedir. Ancak bütün bunların dışında» deneyler fizikçileri çok şaşfrtıcı b# götifrmüştpr: Evrenin fojr Çıması tamamen eşdeğerdir. Asları Burcu’nâ dct^ru görünen şiddet­lenme sad&cfcjbizim gala&imtein uzay içindeki hareketindir ileri gelen izâfî %ir olaydır. ‘Başka bir defimle, edindiğimiz hız bi^e bir belirti yöne. doğru ışımayı daha şiddetli göstermektedir. Aslında bu ışımanın şiddeti evrenin her bölge­sinde birdir.

Bu ışıma eğer gerçekten bir patlamadan ileri geliyorsa, böyle tamamşn eşdeğer olarak yayıl­mış bulunması bizi bu puflamanın pek şiddetli olmadığı sonucuna götürmektedir O. halde Ev­renimiz hayata öyle nitrogliserin lokumu gibi şiddetli bir patlama ile baştâmamış olsa gerektir. Yaşayışına daha çok birden sıkıştırılmış havaya bağlanan bir çocuk balonu gibi şişerek başlamış­tır Şiddetti 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 olarâk sadece eşit şekilde yayılmış bir fon ışıması kalmıştır. Berkeleyln 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 Mas- sachusetts Üniversitesinden Profesör Harrison’un ortaya çıkardığı bir başka olay ite de doğrulan- maktadır:

Güneş sistemimiz galaksinin merkeseine doğ­ru gitgide hızlanarak hareket etmektedir ve bu hızlanma Güneşin gizil bir arkadaşı bir cüce yık(ız veya kara deljkten ileri gelmektedir. Bütün fcjufûşlar “pulsak <i^en çok küjfük fakat fevkalâ­de yoğun olan ve baroskop hızı vtiftizenliliği ile dönen uzay cisimlerinin ¡ncelenıitiesiyle baş­lamıştır. Astronomlar bunların nükleer reaksiyon­ları besleyecek maddesi tükenmiş ve bu y|£çien çekifmesr çökmeye uğramış bir normal yıldızın son devresini teşkil eden nptron yıldızları olduklarına inanmaktadırlar. Böyle bir yıldız içine doğru büzülür, çapı fevkalâdi küçülür, ancak kütlesi aynı kalır. Bu yüzden yoğunluğu muazzamdır ve hareket enerjisini kaybetmeme^ için fevkalâde büyük bir d$nme hızı kazanmak zorundadır. Pulsarların çok büyük nriagnetik 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-. rindeki bir yavaşlamayı gösterir. Zaman geçtikçe pulsarlar da gitgide daha yavaş dönmektedirler ve bunun sonııç&tter bir dönüş arasında geçen zaman periyodunun uzamasıdır. Ancak galaktik ekvatorda ve merkezden pek uzak olmayan bu çeşit beş garip yıldız vardır ki hiçbir yavaştama göstermemektedirler, hatta bir tanesi hızlanmak­tadır. Bu problem üzerinde en büyük uzmanlar uğraşmış ve mâkul bütün hipotezterı tükettik­ten sonra bu garip duruma tatmin edici bir açıklamanın bulunmadığı sonucuna varmışlardır.

Güneşin arkadaşı bir kara delik mi!

Bu durumda Profesör Harrison’a göre bir tek izah çaresi kalmaktadır: Güneşin 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 Güneşin yakınlığına rağmen belki hiçbir zaman gözteyemiyeceğimiz bir başka yıldızın etrafında döndüğünü kabule zorlamaktadır. He­sap edilmiş tîlan hızlanma aşağı yukarı güneş kütlesine eşiti 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 hâlde güneşin arkadaşı 6 milyar kilometre uzakta olan¹ ve dönüşünü 24& yılda tamamlayan en uzak planet Pluton’un da