Haftanın Fotoğrafı – Güneş’ten Kopan İplikçik

Bu hafta haberlere fazla yansımadı belki ama Güneş’i gözleyen Stereo-B uydusu tarafından alınan yukarıdaki görüntü gerçekten çok etkileyici; Güneş’in yüzeyinden manyetik alan etkisiyle yükselmiş bir iplikçiği(filament) gösteriyor. Uzunluğu Güneş’in yarıçapına yakın, bir milyon km’ye varan bu devasa yapı, yüzeydeki gazlardan nispeten soğuk gaz bulutlarından oluşuyor. Bu gibi yapıların çoğunun kararsız olduğu ve bir süre sonra da Güneş’ten koptuğu biliniyor.

 

Daha detaylı fotoğraflara SDO’nun sitesinden ve Dünya’nın çeşitli yerlerinden amatör fotoğrafçıların görüntülerine de Spaceweather’dan ulaşabilirsiniz.

Büyük Patlamanın Öncesi

GökGünce'de yazdığım ve şu ana kadar en çok tıklanan iki yazı "Büyük Patlama'dan Önce Ne Vardı?" ve "Büyük Patlama.. Fakat Patlayan Neydi?". Yazmaya ara verdiğim zamanlarda bile bu yazıların günlük tıklanma sayısı ortalama 7-8'i buluyor ve çoğu da Google'daki aramalardan siteye yönleniyor. Belli ki bu konu birçok kişinin kafasını karıştırıyor, tıpkı önde gelen birçok kozmoloji uzmanın olduğu gibi. Son günlerde, Oxford Üniversite'sinden ünlü teorik fizikçi Roger Penrose'un, beraberinde Vahe Gurzadyn ile birlikte yayınladıkları "Büyük patlamanın öncesine dair bir kanıt" niteliği taşıdığı iddia edilen makale ortalığı baya bir hareketlendirdi. Evrenin ilk görüntüsü olarak niteleyebileceğimiz kozmik mikrodalga fon ışınımı haritasında, etrafındaki bölgelerden sıcaklığı daha düşük, eş merkezli çemberler keşfettiklerini iddia eden ikili, bu bulgunun büyük patlama öncesindeki dönemden karadeliklerin çarpışmaları sonucu etrafa yayılan kütle çekim dalgalarının işareti olduğunu söylüyor.

Penrose'un işaret ettiği kozmik mikrodalga fon ışınımındaki eş merkezli çembersel bölgeler. Bu bölgelerin ortak özelliği beklenmedik bir şekilde etrafındaki noktalardan daha düşük sıcaklıkta olması.

Bahsi geçen kozmik mikrodalga fon ışınımı hakkında eski yazılarımdan birinde şöyle söz etmiştim:

Evrenin daha ilk saniyelerinde kuantum dalgalanmalarından temel parçacıklar olan quarklar oluşmaya başlamış ve quarklar da proton ve nötronları oluşturmuştu. Bu oluşum sırasında hem protonlar hem de bunların karşı madde çifti olan anti protonlar oluşmuştu ve ilk saniyelerde oluşan bu proton-anti proton ve elektron-anti elektron çiftlerinin karşlıklı yok olması sonucu (şanslıyız ki proton ve elektronlar bu savaşı kazanmıştır) evren ışıma ile doldu. Evrenin o yoğun döneminde bu ışınlar hareket ederken her cm'de bir elektrona çarpıyorlardı ve yol alamıyorlardı. Bu yüzden ilk 380 000 yıl boyunca evren ışığın dışarıya çıkamadığı opak bir görünümdeydi. Ancak evren yavaşlayarak da olsa genişlemeye devam ediyordu, bu da evrenin gittikçe soğumasına neden oluyordu. Patlamadan 380 000 yıl sonra erişilen sıcaklık elektronların atom çekirdeklerine tutunabilmelerine artık müsaitti ve ışınların önündeki perde böylece kalkmış oldu. Bunun sonucunda evrenin geçmişine dair bir çok bilgi edinebildiğimiz Kozmik Mikrodalga Fon Işınımı (CMB) evrenin her yönüne yayılmaya başladı. Bu ışınım şu anda bile gökyüzünde her noktadan ve sürekli olarak üzerimize yağıyor.

Kozmik mikrodalga fon ışınımı (CMB) - Evrenin ilk görüntüsü. Görüntüdeki renk farklılıkları birbirinden derecenin on binde biri kadar sıcaklık -dolayısıyla yoğunluk- farkı gösteren noktaları işaret ediyor. Burada görülen yoğun bölgelerin ilerde büyüyerek galaksi kümeleri gibi dev yapıları oluşturduğu düşünülüyor.

Penrose'un CMB'de kantını bulduğunu iddia ettiği Büyük Patlama öncesi evreni Conformal Cyclic Cosmology teorisi olarak biliniyor. Okuduğum ve anlayabildiğim kadarıyla, evren Büyük Patlama ve sonrasında hızla genişleyerek milyarlarca yılda tekrar büyük patlama sırasındaki düzgün ve homojen yapıya benzer bir durum arasında döngüsel olarak ilerliyor. Her döngü kendinden önceki zamanların bir nevi imzasını taşıyor, yani evrenin o anki durumu bir önceki hali tarafından belirleniyor. Büyük patlama öncesindeki evrendeki karadeliklerin birleşmeleri sonucu ortaya çıkan kütleçekim dalgaları da bugünkü evrenimizde gözleyebildiğimiz kozmik mikrodalga fon ışınımında kendisini gösteriyor... Penrose'un bu konuda yazdığı son kitabı, "Cycles of Time" için mayısa kadar beklememiz gerekecek, elime geçtikten sonra daha detaylı bir şekilde burada incelemeyi düşünüyorum.

Roger Penrose - günümüzün en önde gelen teorik fizikçilerinden

Makaleye geri dönersek, Penrose'un iddiası birçok kozmoloji uzmanı tarafından dikkate değer bulunsa da şüpheci bir şekilde karşılandı. Makalenin yayınlanmasının üzerinden birkaç hafta geçmedi ki kozmik mikrodalga verileri üzerine çalışan birçok uzman, Penrose'un analizindeki eksikleri gösteren makaleleri arXiv'e gönderdiler. Söz konusu makalelerde araştırmacılar, Penrose'un işaret ettiği bölgelerin özel bir durum ifade edemeyecek kadar rastlantısal dağıldığını söylüyorlar. Yani Penrose'un vardığı sonuç istatistiksel olarak göz önüne alınmaya değer değil. Tabii konu bununla hemen kapanmıyor, Penrose yaptıkları analizdeki istatistiksel problemlerin farkında olduğunu fakat ortaya koyduğu sonuçların iddaların aksine dikkate değer olduğunu söylediği bir makaleyi de cevap olarak geçtiğimiz gün arXiv'e gönderdi.

Tartışma hala devam ediyor. Penrose'a katılanlar da var, onu şiddetle eleştirenler de.. Fakat bu olayın tekrar gündeme getirdiği konuya şöyle geriye çekilip uzaktan bakmakta yarar var... Bundan yüz yıl önce değişmeyen, durağan bir evrende yaşadığımızı sanarken Einstein'ın alan denklemleri ve Hubble'ın uzaklaşan galaksi gözlemleriyle genişleyen ve bundan yola çıkarak da bir başlangıcı olan bir evrene sahip olduğumuzu düşünür olduk. Bu fikrin kabul görmesi hiç de kolay olmadı aslında ama 80'lerde ortaya koyulan "Inflation" teorisi ile büyük patlama sonrası hızlı genişlemenin teorik altyapısı da halledilince herşey yoluna girdiği düşünüldü.. Standart modelin birçok gözlemi açıklama gücüne rağmen bir taraftan da kuşkucuların "Büyük Patlama"nın kendisi ve öncesine dair sordukları sorulara cevap veremediği ortadaydı. Bu sorular hep akıllarda olsa da mevcut konsensüsle çatışmamak adına fazla dile getirilmiyordu. Fakat 90 sonrası kozmolojideki çeşitli gözlemsel ilerlemeler ışığında teorik çalışmalar da artınca "rahatsız edici" sorular da gündem oluşturmaya başladı.

Kozmolojide bu konudaki bütün görüşleri harika bir şekilde inceleyen bir belgesel yayınladı bu sene BBC tarafından : "What Happened Before the Big Bang" adında... Bu blogda da geçmişte de paylaştığım Neil Turok ve Paul Steinhardt'ın Çevrimsel Evren Modelleri, Andrei Linde'nin Çoklu Evren Modeli'nin yanı sıra yeni yeni ortaya atılan Perimeter Teorik Fizik Enstitusu'nden Param Singh'in kuantum kütleçekimi temelli "Büyük Patlama - Büyük Sıçrama" teorisi, gene aynı enstitüden Simon Singh'in karadelik içinde oluşan Büyük Patlama teorisinden Penrose'un Döngüsel evrenine kadar birçok teoriden bahsediliyor belgeselde. Hepsinin ortadaki problemlere bakış açıları ve öne sürdükleri çözümler var; bir kısmı deneysel ve gözlemsel verilerle uyuştuğunu iddia ediyor; bir kısmı da gözlemsel olarak test edilmeyi bekliyor. Bütün bu teorileri test etmek adına birçok ülke tarafından milyon dolarlık projeler hayata geçirilmiş durumda, LIGO, LISA, LOFAR, Planck bunların önde gelenleri...

Çok değil, bence beş-on yıl içinde sorulan bu temel sorulara tatmin edici cevaplar alınacak ve eminim bu cevaplar beraberinde birçok soruyu da getirecek, bir taraftan da birçok teori tarihin tozlu sayfalarına gömülecek... Fakat güzel olan şey, atılan her adım ve sorulan her soruyla evrene dair anlayışımızda bir adım daha ileri gidiyor olacağız. Sorular sormak ve cevaplarını aramak için bu motivasyon yeter artar bile...

Antik Yunan'dan Astronomi Bilgisayarı

Bu dönem aldığım "Humanity" dersinde yaklaşık bir aydır antik Yunan kültürünü ve bu kültürü sembolize eden edebi ve felsefi metinleri inceliyoruz. Sokrates'in Savunması'ndan Platon'un Devlet'ine, Homeros'un Oddyssey destanından Sophocles'in trajedilerine uzanan ve her biri hayranlık uyandıran bu eserler, kendilerini yaratan medeniyet hakkında da çok şey söylüyorlar. Felsefi ve edebi anlamda günümüz batı dünyasının temel taşlarını iki bin yıl önce ortaya koyan Antik Yunan medeniyeti, aynı zamanda modern bilimsel düşüncenin de ilk adımlarını atmıştı. (Yunanlar öncesinde ve aynı dönemlerde Babilliler'in de büyük katkısını es geçmemek gerek) Aristoteles'in Dünya merkezli evren modeli ve bu model üzerine düzeltmelerle Ptolemy'nin ortaya koyduğu model, yapılan astronomi gözlemleriyle belirli bir hassasiyete kadar uyuşuyordu. Antik Yunan'daki astronomi düşünüldüğünde evren modelleri üzerinden ilerleyen "düşünce egzersizlerinden" bahsedilse de öyle görünüyor ki bir taraftan da hesaplamalar üzerine kurulu, mekanik evren görüşünü temel alan pratik çalışmalar da var. Bu yazıyı yazmama ilham veren de yaklaşık 100 yıl önce Yunanistan açıklarında keşfedilen ve tarihi 2000 yıl öncesine dayanan "teknolojik" bir astronomi kalıntısı : Antikythera Mekanizması.

Yunanistan'da bir arkeoloji müzesinde saklanan Antikythera Mekanizmasının ele geçirilen en büyük parçası ( Telif Hakkı : The Antikythera Mechanicsm Research Project)

Sünger avcıları tarafından raslantı sonucu keşfedilen bir batıktan çıkarılan kalıntı, arkeologlar tarafından yıllardır detaylı bir şekilde inceleniyor. Mekanizmanın üzerindeki yazılar ve birbirine bağlı dişliler düzeneğin doğası hakkında parça parça bilgiler veriyor, araştırmacılar da bunları bir araya getirip düzeneğin hem çalışma mekanizmasını hem de kullanım amacını bulmaya çalışıyorlar. Onlarca yıldır ortaya birçok teori atılmışsa da, bundan 4 yıl önce X-ışını görüntüleme tekniklerinden de yararlanarak ortaya çıkan bilgilere göre mekanizmanın ay tutulması ve güneş tutulması tarihlerini hesaplayan, bunların yanında belirli gezegen ve yıldızların gökyüzünde belirli konumlardan geçme dönemlerini belirleyen bir mekanizma olduğu kesinlik kazandı.

Nature'da yayınlanan, mekanizmanın üzerindeki göstergeleri açıklayan bir diyagram - Detaylı incelemek için tıklayınız. ( Telif Hakkı : Nature )

Üzerindeki birbirine bağlı onlarca dişli sistemi ve belirli aralıklara bölünmüş göstergeleriyle aslında karşımızda duran antik bir "mekanik bilgisayar" diyebiliriz. Sistemi biraz incelediğinizde akla hemen yüz yıl öncesinin mekanik hesap makinaları ve savaş sırasında kullanılan şifre kırıcı bilgisayarlar gelebilir. Tabii tek bir farkla, bahsettiğimiz mekanizmanın tarihi milattan önce bir ya da ikinci yüzyıla ait. Tutulmaları hesaplama tekniği ise zamanında düzeneği geliştirenlerin ne kadar detaylı gözlem ve hesaplama yöntemlerine sahip olduklarını gösteriyor. Ay ve Güneş tutulmalarının gözlendikten sonra üzerinden geçen 223 aylık periyodun(1 ay : iki dolunay arasındaki süre) ardından tekrar gözlenebileceği bilgisi ile kuruluyor sistem. Bu geçen periyodun ardından Ay-Güneş-Dünya üçlüsünün aynı konumlarda olacağı ve tutulmaların Ay'ın sadece belirli evrelerinde görünüyor olması böyle bir hesaplamayı mümkün kılıyor. Bu hesaplamayı mekaniğe dökmek ise zamanın dehasını ortaya koyuyor.

Mekanizma hakkında edinilen bilgiler ışığında araştırmacılar bir de Lego parçalarıyla düzeneğin çalışma prensibine bire bir uyan bir model oluşturmuşlar. Oluşturulan modelin tanıtımı için de aşağıdaki harika videoyu hazırlamışlar. İzlerken "vay canına" demekten kendimi alamadım, bir de siz deneyin:

The Antikythera Mechanism in Lego on Vimeo.

Üzerinde yaşadığımız topraklarda, iki bin yıl öncesinde insanlığın medeniyet tarihinin düşünce ve söylem konusunda en üst örneklerinden birinin yaşamış olduğu gerçeği hayranlık uyandırıyorsa da, aynı medeniyetin teknik açıdan da bizim daha şunun şurasında bir-iki yüz yıl önceki konumumuzda olmaları bende merak ve bir o kadar da dehşet uyandırıyor. Siz ne düşünüyorsunuz?

Antikythera Mekanizması ile ilgili detaylı bilgi edinmek için:

• Nature'da geçen ay yayınlanan "Ancient Astronomy : Mechanical Inspiration" makalesi
• Nature'da 2006'da yayınlanan detaylı araştırma makalesi : In Search of Lost Time
• Scientific American'da 2009'da çıkan harika bir makale : "Decoding an Ancient Computer" ( SciAm'ın 2009 Aralık Sayısı için bağlantı )
• Antikythera Mekanizması Araştırma Projesi