Evrenin tüm tarihindeki en önemli saniye

Kozmoloji köşe yazarı, evrenimizin var olduğu 13,8 milyar yıl boyunca bazı anların diğerlerine göre öne çıktığını, en heyecan verici ve etkili an için en başlangıca dönmemiz gerektiğini söylüyor. Leah Vinç

Evrenin ilk saniyesi şüphesiz tarihin en olaylı anıydı. Evren küçük başladı. Aslında, çoğu kozmologun yaptığı gibi büyük patlama kozmolojisini kabul ederseniz, sonsuz derecede küçüktür. Ancak evren ilk saniyesinde sonsuz derecede küçük, sonsuz derecede yoğun bir nokta olmaktan çıkıp, ışık yıllarını kapsayan karmaşık bir evrene dönüştü.

Her şey enflasyonla başladı. Evrenin neden hemen üstel olarak genişlemeye başladığından tam olarak emin değiliz, ancak yaklaşık her 10 yılda bir³⁷saniyenin binde biri kadar uzaydaki herhangi iki nokta arasındaki mesafe iki katına çıktı. Bu, kozmosun büyüklüğü bir milyar milyar milyar milyar milyar kez çoğalıncaya kadar devam etti. Yani en az 10 kat arttı²⁶ Bu, Dünya’daki tüm sahillerdeki kum tanelerinin sayısının 100.000 katından fazladır. Bilinen evrendeki toplam yıldız sayısının 1000 katından fazladır.

Enflasyon döneminde evren, daha sonra bildiğimiz en büyük yapılar haline gelecek olan tuğlaları döşedi. Her şey yayıldıkça, başlangıçta son derece küçük olan homojensizlikler de büyüdü ve uzay-zamanın yeni genişliğine yayıldı. Bu küçük dalgalanmalar, kuantum mekaniğinin doğuştan gelen rastgeleliği nedeniyle kaçınılmazdır ve genç evrenimiz boyunca dalgalar oluşturdukça, tüm alanı dolduran cızırtılı sıcak plazmanın yoğunluğunda ince farklar yarattılar.

Şişme döneminin tam olarak ne kadar sürdüğü ve evrenin sonunda evrenin tam olarak ne büyüklükte olduğu tartışılıyor; bir kozmologa sorun, muhtemelen onu bir meyveyle karşılaştıracaklardır, ancak bunun yaban mersini mi, greyfurt mu yoksa kavun mu olduğu bir sürpriz olacaktır ve bunların hepsi eşit derecede geçerli tahminlerdir. Ancak herkes bunun bir saniyenin çok küçük bir kesri kadar sürdüğünü ve şaşırtıcı derecede hızlı genişlemesine rağmen o noktada tüm evrenin bir kum tanesi büyüklüğünden birkaç metre genişliğe kadar bir yerde olacağı konusunda hemfikirdir. Bu noktada, tüm evren aslında sıcak, opak bir plazma topuydu; ilk birkaç parçacık ve antiparçacık ham enerjiyle karışmıştı.

Bu sıcak top genişledikçe soğumaya başladı ve işler giderek karmaşıklaştı. Parçacıklar birbirleriyle birleşmeye başlayacak kadar ısı kaybettiler ve aralarında bugün maddenin çoğunu oluşturan proton ve nötronların da bulunduğu ilk hadronları oluşturdular. Bunlar aynı zamanda oluşan ilk baryonlardı; baryogenez adı verilen bu olaydan önce, atom altı baryonları oluşturan atom altı kuarklar gibi yalnızca temel parçacıklar vardı. Henüz bilinmeyen bir nedenden ötürü, antimaddeden daha fazla madde vardı, dolayısıyla antimaddenin çoğu maddeyle çarpıştı ve madde varlığını sürdürürken yok oldu.

Parçacıklar evrimleştikçe, küçük evrenimiz, kozmologların “faz geçişleri” dediği bir dizi süreçten geçti; bu süreçte tüm kozmostaki tüm maddelerin durumu bir anda değişti. Bu, tüm evrende bu tür bir eşzamanlılığın var olduğu son seferdi. Oradan yollar ayrıldı. Dört kuvvet (yerçekimi, güçlü kuvvet, zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvet) büyük patlamada birleşmişti, ancak saniyenin ilk milyarda biri kadar bir sürede gerçekleşen bir dizi faz geçişiyle birbirlerinden ayrıldılar ve bugün olduğu gibi birbirlerinden farklı davranmaya başladılar.

Bu aşama geçişleri bir dizi değişikliğin habercisiydi. Evren opak olmaktan çıktı ve radyasyon serbestçe akarak evreni aydınlattı. Yeni doğan madde parçacıkları, kendisi de diğer alanlardan yeni ayrılan Higgs alanıyla etkileşime girerek kütle kazandı. Bu andan önce, yani büyük patlamadan saniyenin trilyonda biri kadar sonra, hepsi kütlesizdi. Genişliği bir ışık yılından daha küçük olan evren, içinde yaşadığımız evren olarak tanınmaya başlıyordu.

Aynı zamanda, diğer her şeyin ortaya çıkmasıyla başlayan kuantum dalgalanmaları sayesinde, hantallaşmaya da başlamıştı. Sebep oldukları hafif kümelenmenin şimdiye kadar meydana gelen en önemli şeylerden biri olduğu ortaya çıktı; uzayın daha yoğun alanlarının sonunda yıldızlara dönüşmesine, yıldızların da galaksileri ve kümeleri oluşturarak evrenin büyük ölçekli yapısını oluşturmasına olanak tanıdı – ancak bu saniyeler değil, çok uzun zaman aldı.

Büyük patlamadan yaklaşık bir saniye sonra kozmik evrimin çılgınlığı yavaşlamaya başladı. Tüm evrenin çapı, güneş ile en yakın yıldız komşumuz Alpha Centauri arasındaki mevcut mesafeden hala çok daha azdı, dolayısıyla her şey bugüne kıyasla hala olağanüstü derecede sıcak ve yoğundu, ancak daha sonraki evreni şekillendiren parçacıkların ve kuvvetlerin çoğu, onları şimdi gördüğümüz biçimleri zaten almıştı.

Atom çekirdekleri ancak birkaç dakika sonra ortaya çıktı ve yüzbinlerce yıl boyunca nötr atomlara dönüşmek için ihtiyaç duydukları elektronları tutmaya başlamadılar. Bundan en az on milyonlarca yıl sonrasına kadar yıldızlar ve galaksiler oluşmaya başlamadı. Ancak temeller atıldı ve tüm bu temel atma, tuğlaların pişirilmesi ve betonun dökülmesi yalnızca bir saniye sürdü. Spesifik ayrıntılar hala biraz bulanık çünkü o zamandan bu yana çok fazla saniye geçti ve kozmologlar o zaman ile şimdi arasında ortaya çıkan her şeyi inceleyerek bu karışıklığı çözmeye çalışıyorlar.

Ama her şey o bir saniyede nasıl sonuç verdiyse, hepsi bu kadardı: Evreni hiçlik denizindeki bir noktadan her şeyin ortaya çıkacağı kozmolojik ilkel çorbaya itmek sadece bir saniye.