Big Bengde Var Olmak 5 Şiiri - Bayram Kaya

Gerilere gittiğimizde, evrenin öyle sıcak olduğu döneme geliriz ki, işte bu ortamda, fotonların birbiri ile çarpışması ile saf enerjiden sadece maddesel parçalar üretilirdi. Böylelikle yaratılan parçacıklar, evrenin ilk bir kaç dakikasında iki çok önemli etkiyi ortaya koyacaktır.

Bu sıcaklıklar, ilk önce çeşitli çekirdek parçacıklarının tepkimesinin hızlarını belirleyecektir. İkinci olaraktan da evrenin genişleme hızını belirlemede etkili olacaktır. Bunun için parçacık yaratacak evrenin bu durumdaki sıcaklığını bilmek hayli önemlidir.

İki ışık kuantumu, yani foton çarpıştığında, yok olurlar; Yani tüm enerji ve momentumlarını, iki Ya da daha fazla sayıda parçacık yaratılmasına harcarlar. Bunlar bugünkü laboratuar ortamında gözlenebilmektedirler.

Çarpışan fotonların, momentum enerjilerinin yok olması demek, yeni parçacıklara dönüşmesi demektir. Özdeğin durgun enerji, yani madde enerjisi olan E=mc2 (ışığın hızının karesi) ilişkisi sağlar. Çekirdek tepkimelerinde salınan enerji bu durgun enerjidir.

Çarpışan iki fotonun parçacık yaratabilmesi için, yeni oluşacak m kütleli parçacıkların, durgun enerjileri, iki foton enerjisine eşit olmalıdır. Çarpışan iki fotonun enerjileri toplamı: oluşan m kütleli parçacığın durgun madde kütlesine; 1-ya eşit olmalıdır. 2- Ya da bundan büyük olmalıdır.

Çarpışan M kütleli bir fotonun enerjisi oluşan parçacığın mc2 enerjisinden daha fazla ise, fazla olan enerji, yaratılan madde parçacıklarının hızına aktarılır. İki fotonun enerji toplamı; oluşan m kütleli durgun enerjiden az olursa, çarpışan iki foton yok olur. Yeni M kütlesini yaratacak enerji yok demektir.

Açıkçası çarpışan iki foton un her birinin enerjisi, yeni oluşturacakları elektron veya pozitronun her birinin, durgun kütle mc2 enerjisini aşmalıdırlar.

Foton karakteristik enerjisi; ışınım sıcaklığı ile Boltzmann sabitinin çarpımına bağlıdır. Boltzmnn sabiti 1 Kelvin derecesi başına 0,00008617 değeridir. 3000 K'de; 3000K x 0,00008617 =0,26 yaklaşık elektron volttur.
Bir elektron volt; 1elektronun 1voltluk elektrik potansiyel gerilimini geçerken kazandığı hızdır.

Evren 3000 K derecede iken yani ışığa geçirgen iken, foton karakteristik enerjisi 0,26 elektron volt idi. İşte bu 3000K derecedeki foton karakteristik enerjisi basıncı, parçacıkların atom çekirdeğini yapacak olan birleşmesini önleyecek basınç güçten, yoksun olurlar.

Çok küçük mesafelerde etkin olan fotonun ışınım gücü, artık madde çekim gücünü bastıramaz olduğu belirimdir. Güçlü etkileşimin gücü, ışınımın gücünü bastırmıştır. Artık yeni evre, ışınım basıncının proton ve nötronları atomun çekirdeğine bağlanmasını önleyemezdir.

Bu şu demek 3000K derecenin biraz üstü ışınım sıcaklığında foton enerjisi atomların oluşup birleşmesini önlüyordu. İki foton kafa kafaya çarpıştığında bir elektron (-) ve bir pozitron () çifti oluşur. İki fotonun toplam enerjisi yaratılan elektronun Ya da pozitronun durgun(E=mc2) enerjisinden fazla olmalıdır. Bu durgun enerji sınırı 0,511003 milyon elektron volttur.

Durgun enerji sınırını 0,511003 e.v / 0,00008617 Boltzmann sabitine böldüğümüzde fotonların sahip olduğu bu enerji düzeylerinin, eşik sıcaklığı bulunur ki, elektronlar 6 000 000 000K derece sıcaklıklarda ve üzerinde özgürce var olabilirler. Güneşin kalbi bile 15 milyon derece sıcaklıktadır.

Doğada her parçacık için, aynı kütle ve sipinli ama elektrik yükü farklı karşıt parçacık söyleriz Ha keza ve – yüklü müyonlar; yine ve – yüklü kuarklar gibi, karşıt yüklü aynı sipin ve aynı kütleli parçacıklar pek çoktur. Bunların her birinin belli bir eşik sıcaklıkta var oluşları vardır.

Bu parçacıklar fotonların çarpışmasından elde edilirler. Fotonlar, yüksüz ve kütlesiz olmalarına rağmen, bunlarda, karşıt parçacıkla çiftlermiş gibi düşünülürler.

Kendi eşik sıcaklıklarının üzerindeki sıcaklıkta, bu parçacıklardan ne kadar vardır? Erken evrenin yüksek sıcaklık ve yoğunluğunda, parçacık sayıları bize ısısal denge koşulunu verir. Yani ne kadar parçacık yaratılıyorsa o kadarısın da, yok olmalıdırlar. Ve karşıt parçacıklar aynı oluşum hızı ile yok olarak, iki karşıt fotona dönüşme hızları da, eşitti. Aynı hızla var ve yok oluyorlardı.

Isıl denge koşulu, eşik sıcaklığın altına düştüğünde oluşan parçacık sayısı, yaklaşık foton sayısı başına eşittir. Eşik sıcaklık üzerindeki sıcaklıklarda, parçacıklar foton gibi davranırlar. Parçacık enerjileri, kütlelerinden fazladır, kütleleri ihmal dahi edilebilirdir.

Verilen bir anda evrenin sıcaklığı, her bir parçacık için eşik sıcaklıkları farklı olabilen, zaman dilimlerini ve bunların ışıma ışınımlarını yansıttığını düşünebiliriz. Karşıtları ile birlikte parçacıkların, ısısal dengede, fotonlarla ortak davrandığı böylesine yüksek sıcaklar, şimdiki evrenin Hiçbir yerinde yoktur. Patlayan bir yıldız kalbi ancak belki bu değerlere yaklaşabilir.

Foton ve elektron gibi parçacıklar: 1- ayrı iki spin (dönme) durumunda bulunurlar. İkinci olaraktan da, elektron gibi parçacıklardan, iki tanesinin aynı duruma yerleşmeleri mümkün olmaz. Buna Pauli dışlama ilkesi denir.

Aynı kuantum düzeyinde iki aynı elektron parçacığın bulunmaması ilkesine leptonlar, baryonlar gibi parçacıklar uyarken; sadece foton ve mezonlar uymazlar. Atomdaki elektronların hepsinin aynı düşük enerji düzeyine düşmelerini bu, Pauli dışlama ilkesi gereği engellenirler.

Evrenin genişleme hızını kütle çekim alanı ile evren içeriğinin dışarı doğru olan momentumu arasındaki denge belirler. Erken evrende kütle çekim alanının kaynağını, foton ve elektron çifti gibi parçacıkların toplam enerji yoğunluğu sağlıyordu.

Evrenin başlangıçtaki ilk birkaç dakikasında, parçacık ve karşıt parçacık sayısı; eğer eşit olsaydı, sıcaklık bir milyar derecenin altına düştüğünde; parçacıklar karşıt parçacıklarla birlikte yok olurdu. Yani biz olamazdık ve evren, sadece bir ışımadan ibaret olurdu. Bu somutluktandır ki ilk birkaç dakikada madde, karşıt maddeden azcık da olsa daha fazla idi.

Parçacık ve karşı parçacıkların beliriş ve yok olması süreçleri ardında şimdiki evrenin somut maddesini oldurabilmek için, karşı pozitrondan biraz daha fazla elektron ve karşı protondan daha fazla proton ve anti nötrondan da daha fazla, nötron var olmalıydı.

Evrenin ısıl denge durumları, evrenin içeriği hakkında emin konuşmamızın ipuçlarını veriyor.

1-Parçacık çarpışmaları, sistemi ısısal denge durumuna getirirler. Bu denge durumlarında ortam, değeri hiç değişmeyen bazı nicelikleri verir.

Değişmeyen niceliklerden birisi, toplam ortam enerjisinin değişmemesidir. Çarpışan parçacıklar diğerine enerji aktarırlar, ama çarpışmaya katılan bütün parçacıkların toplam enerjisi değişmez. Bu yasa, korunan niceliklerin yasası değerleri, bir kez belirtilince artık sistemin tüm özellikleri tek anlamlı olarak bellidir.

Örneğin, oda sıcaklığında, bir bardak su içinde, sürekli ve ardışık süreçler yaşanır. Bir molekül su; hidrojen iyonu ile hidroksil iyonuna ayrılır veya bu ayrılan iyonlar tekrardan birleşerek, yine su molekülünü oluşturur. Yani her süreçte yok olan su molekülüne karşılık, hidrojen (H) ve hidroksil (-OH) iyonları ortaya çıkarlar. Ya da yok olan hidrojen ve hidroksil iyonlarına karşılık, bir su molekülü eşlik eder. İyonlar birlikte var olur ve birlikte yok olurlar. Burada yok oluş başka bir somut nesneye dönüşmedir. Böylece korunan nicelikler süreci yaşanır. Tıpkı fotonun, var olma ve yok olması süreçleri gibi.

Erken evren koşularındaki 20-30 milyar derecelik süredurumlarda tepkimeler korkunç hızdadırlar. Saf enerjiden parçacık ve karşı parçacık yaratılıp, derhal tekrardan yok edilirdiler. Bu koşullarda korunan nicelikler Hiçbir zaman özel türden madde parçacıkların sayısı olamazlardı.

Bu koşulda, olası tüm her şartlarda, uyulan, korunan nicelikler yasasıdır. Ki buda toplam enerji değişmezdir. Bu korunan nicelikler daima bir küçük sayının korunuşuna indirgenir. Erken evreni bunların yoğunlukları belirler. Bunlarda üç tanedir.

1-Bu korunan niceliklerden birincisi, elektrik yükleridir. Elektrik yükleri asla değişmez.

2-Baryon sayıları da, değişmez. Baryonlar, proton, nötron gibi nükleer parçacıklarla, hiperon denen daha ağır kararsız parçacıkları içerir. Dolaysı ile proton nötron ve hiperon gibi parçacıklara 1'lik bir baryon sayısı verilir. Bunların karşı parçacıklarına da, -1'lik baryon sayısı verilir.

3-Lepton sayısı da eşittir. Leptonlar sınıfı eksi yüklü hafif parçacıklar olan elektron ve müyon ile elektrik yükü olmayan, sıfır kütleli nötrino ve bunların karşıt parçacıkların olan karşı nötrinolardan oluşurlar.

Bu korunan nicelikler bize, çok büyük sayıda tepkimelerin meydana gelmeyeceğini söylerler. Yani bir nötrinonun; bir protona, bir elektrona ve birden fazla karşı nötrinolara bozunması yasaktır.

Sürecek

a href='http://www.ozgurlukicin.com' target='_blank'img border='0' alt='Pardus... Özgürlük İçin...' title='Pardus... Özgürlük İçin...' src='http://www.pardus.org.tr/banner/bts01.png'/a