Enerjinin Kökeni, Ve Maddeye Dönüşü İle İlgili Bir Kuram..

[haci 0]

Enerjinin kökeni Alan Guth'a ait genişleme kuramı ile ilgili zarif bir kuramdır. Bu kuram Big Bang'le ilgili bazı sorunlara çözüm getirdiği için tutunmuştur. Bu forumda daha önce Big Bang’in bir yalancı zerrenin false vacuum olarak genişlemesi sonucu ortaya çıkan bir genişleme olduğunu Big Bang’in fiziği başlığı altında tartışmıştık. Konuyu tartışmaya önce o iletinin kısa bir özetini yaparak başlamak istiyorum.
Alan Guth'un genişleme kuramı enerjinin nasıl olup da maddeye dönüştüğüne değinmez. Bu konu tümüyle meçhuldür.
Ben yazının devamında bu konuda kendime ait spakülatif bir kurama değineceğim. Bakalım nasıl karşilayacaksınız..

BİG BANG VE GENİŞLEME KURAMLARI...

Evrenin ortaya çıkabilmesi için bir şeyin aniden genişlemesi gerekmektedir. Bu herşey olabilir. Ayrıca hiçbirşey de olabilir.
Yani fizik bir yapısı olmayabilir. Evreni oluşturacak potansiyele sahip saf enerji de olabilir. 
 
Evrenin başlangıcının false vacuum denen bir yalancı zerreden kaynak aldığı ileri sürülmüştür.
Bu herhangi bir vaküm değildir.
Öyle bir şeydir ki, içindeki yüksek enerji yoğunluğu hızla düşürülemez.

False vacuum teriminde kullanılan false kelimesinin teknik karşılığı geçicidir.
Vacuum ise mümkün olabildiği kadar küçük enerji yoğunluğu olarak anlaşılmalıdır.

False vacuum’un en büyük özelliği, hızla genişlemekte olan evrenin başlangıç döneminde enerji yoğunluğunun azaltılamamasıdır.
Enerjinin azaltılması uzun zaman alan bir süreçtir. En azından Big Bang’in ilk anlarındaki koşullar bu azalma için uygun değildir.
False vacuum’un ilginç özelliklerini içindeki basınç sağlamaktadır. Bu basınç hem çok büyüktür, hem de negatiftir.

Einstein’ın genel görelik kuramına göre basınçlar, örneğin enerji yoğunluğu, etraflarında çekici-itici güç oluşturacaklardır.
Pozitif basınç çekici güce, false vacuum’daki negatif basınç ise ilk anlarında evreni genişletecek ve sonra yerini çekici güce terkedecek olan, itici güce neden olacaktır.

Genişleme kuramlarından birine göre, içeriğinde hiç bir şey olmayan, bir protondan 100 milyar kere küçük ilk evren (virtual particle), aniden false vacuum durumuna girmiş ve genişlemiştir. False vacuum’un nedeni Heisenberg’in belirsizlik ilkesidir. Normalde bu yalancı zerrenin ömrü 10^-21 saniyedir. Yalancı zerre borç aldığı yarım fotondaki değere sahip enerjiyi bu sürenin sonunda doğaya geri iade edecektir. Bu süre içinde ise onu istediği gibi kullanabilecektir. Ortada kullanılacak önemli bir enerji yoktur. Big Bang öncesi dönemde yokluk içinde varlık bu şekilde ortaya çıkmaktadır. Bu hiçbirşeylikte vuku bulan olağan bir etkinliktir.

Heisenberg’in belirsizlik ilkesine göre false vacuum niteliğine sahip bir yalancı zerre ortaya çıkabilir. Ve evrenin başlangıcında çıkmıştır.
Bu false vacuum, ortaya çıkışının 10^-37 ile 10^-34 saniyeleri arasında, henüz bütün ömrünü tamamlayıp yok olmadan, genişlemiştir.
Bu genişleme sonunda ulaşılan genişlik yalnız bir (1) sm dir. Bu süre sonunda false vacuum çözünecek ve içeriğindeki enerji açığa çıkacaktır.

False vacuum genişlerken büyük negatif basınçtan dolayı, yoğunluğu düşemeyen enerjinin etrafında itici güç oluşmuş ve evreni müthiş bir hızla genişletmiştir. False vacuum çürüyüp, enerji açığa çıkınca aniden ortaya çıkan pozitif basınç ise, etrafta çekici gücün ortaya çıkmasına neden olmuştur.

Enerji ne kadar fazla ise, çekici güç de o kadar fazladır. Enerji geometrik olarak çoğalmış ve çoğalma faktörü 10^75 veya daha da fazla bir düzeyde gerçekleşmiştir. Buna uygun olmak ve bunu kompanze etmek üzere çekim gücü de giderek artan negatif bir değer kazanmaya başlamıştır.
Enerji tutumu yasaları evrenin ne kadar genişleyeceği konusunda bir sınır koymazlar. Çünkü negatif çekim gücünün bir sınırı yoktur.
Bir güç gerektiği kadar negatif olabilir. Bu yüzden pozitif enerjiye karşı bir denge olarak ortaya çıkan negatif enerji, çekim gücünde gerektiği kadar birikecektir.

Bu genişleme sırasında fizik yasalarına uyulmuş ve enerji karşılığı ile birlikte ortaya çıkmıştır.
İhlal edilen bir fizik yasası yoktur.

False vacuum bir anomalidir belki ama, fizik yasalarının ihlal edildiği bir istisna değildir.
Bu anomalide enerji karşilığı ile birlikte ortaya çıkmaya zorlandığı için, toplam enerji sıfırdır.
Çekim gücü negatiftir ve evrende mevcut bütün madde ve enerjinin toplamına eşittir.

Evrende madde ve enerji vardır ama, fazlası yoktur.
Madde ve enerjinin çekim gücü ile birlikte toplamı sıfırdır.
Bu ilginç fenomende bunlar heterojen bir şekilde dağılmışlardır.
Artık birbirlerini nötralize etmeleri söz konusu olamaz.
 

Enerji Maddeye Nasıl Dönüşmüştür?

Genişleme sırasında karşıtı ile birlikte ilk ortaya çıkan ilk atomaltı öğelerin yalnız bir tür olduğunu kabul edelim. Bu mantıklı bir çıkarımdır.
Bu genişlemenin ısısının son derece büyük olduğunu unutmayalım.
Genişleme başlar başlamaz bu yüksek ısı hızla düşecektir. Bu bir doğa yasasıdır.
Isı en yüksek düzeyde iken bütün enerji aynı anda maddeye dönüşemeyecektir.
Çünkü yüksek enerji yoğunluğunu hızla düşürmek mümkün değildir.
Enerjinin maddeye dönüşmesi demek bu enerji yoğunluğunun da düşmesi demektir.
Soğuma sırasında bir kısım enerji maddeye dönüşecektir.
Ancak soğuma devam edecek ve bu arada bir diğer elementer atomaltı öğeler sentez edileceklerdir.
İlk sıcaklığın derecesine bağlı olarak ısı düşerken basamak basamak çesitli elementer parçacıklar sentez edileceklerdir.

Onlar bugün bildiğimiz kadarıyla çesitli quark’lar, nötrinolar ve elektronlar, ya da onların öncüleridir.
Bütün evrenin ortaya çıkması için gerekli atomaltı öğeler bir saniyenin küsürü içinde sentez edilmişlerdir.
Ama yaklaşık 300 bin yıl bir araya gelerek ilk atom olan hidrojeni oluşturamayacaklardır. Çünkü sıcaklık son derece yüksektir.
Bu sıcaklık 3000 santigrad derecenin altına düşünce ilk atom oluşacak ve radyasyon özgürlüğüne kavuşacaktır.

Bu paradigmayı biraz daha anlaşiıır şekilde şöyle açıklayabilirim.

Bilindiği üzere suyun üç fazı vardır.
Isı durumuna göre onlar buz, sıvı ve gaz olarak bilinirler.
Aynı su molekülleri düşük ısıda buz olarak varlıklarını sürdürürlerken, sıcaklık yükselince önce sıvıya sonra da buhara dönüşmektedirler.
Her fazdaki su moleküllerinin davranışları da çok farklıdır.
Çok farklı davranan bu moleküller için faz değişimine uğramış oldukları söylenir.
Değişikliğe uğrayan ve değişen aynı moleküldür.

Benzer bir analoji ile Big Bang sırasında oluşan ilk ve ilkel maddenin ki doğasının ne olduğu bilinmemektedir-ısı düşmesi sonucunda çesitli fazlardan geçerek çok farklı davranabilen maddelere dönüşmüş olduğunu düşünebilirsiniz.

Soğumakta olan evrende basamak basamak çesitli maddeler oluşmuş ve bu arada bosonlar, quark’lar ve leptonlar sentez edilmişlerdir.
Onlar aynı maddeyi çesitli fazlarda simgeleyen atomaltı parçacıklardan başka bir şey değillerdir.

Sıcaklığın en yüksek olduğu ilk anda ortaya çıkan elementer parçacıklar diğerlerinden farklı olacaklardır.
Daha sonra sıcaklığın derecesine bağlı olarak ortaya çıkanlarla ilk ortaya çıkanlar arasındaki fark daha düşük ısılarda sentez edilmekten başka bir şey değildir.

Aynı enerji farklı bir ortamda farklı bir atomaltı zerreye dönüşmüştür.

Kuramı kurgulamaya devam edelim:

Enerjinin yoğunlaşması sırasında madde, karşıtı ile birlikte ortaya çıkmış ve bu ikisi birbirlerini nötralize etmişlerdir.
Bu nötralizasyon sırasında ortaya elektromanyetik radyasyon çıkmıştır. Big Bang sırasında her bir milyar bir maddeye karşı, bir milyar antimadde çıkmış ve bu ikisi birbirlerini nötralize etmiştir.
Çok az fazlası olan madde evrenin hakim öğesi olmuştur.
Bu yüzden bütün madde varlığını sürdürmeye devam ederken, karşıtı olan anti-madde yok olup gitmiştir.

Bu kuramın çesitli varyasyonları olabilir..

[bilgix 0]

hacı evreni oluşturan saf enerji için, yokluğun sonsuz boyunca birikmesi sonucu potansiyelin artık dinamik olarak aktifleşecek seviyede birikmesi diyebilir miyiz ? (spekülasyon olarak.)

[bilgix 0]

Burdan anlaşılan saf  enerji ve ısının ilişkisi 

[haci 0]

On ‎10‎/‎25‎/‎2016 at 13:50, bilgix yazdı:

hacı evreni oluşturan saf enerji için, yokluğun sonsuz boyunca birikmesi sonucu potansiyelin artık dinamik olarak aktifleşecek seviyede birikmesi diyebilir miyiz ? (spekülasyon olarak.)

Spekülasyon olacaksa herşey diyebilirsin.

[bilgix 0]

On 05.12.2016 at 16:38, haci said:

Spekülasyon olacaksa herşey diyebilirsin.

evrendeki her şey sıcaklığın ve basıncın tetiklediği grinin tonları yani hacı ?