Kozmik Mikrodalga Fon Işınımı

1922 yılında bir Rus meteorolog ve matematikçisi olan Alexander Friedmann , etkileri yüzyıl boyunca yankılanan bir keşif yaptı.Albert Einstein'ın görmezlikten geldiği ve başlangıçta kabul etmeyi reddettiği bir şeyi fark etmişti:evren genişliyor olabilirdi.Einstein , kozmoloji ilkesini uygulayarak kendi geliştirdiği genel görelilik teorisindeki evrensel kütle çekimi denklemlerini basitleştirmiş ve görünüşte durağan olan bir evren modeli elde etmiştir.Hatta evrenin kendi kütle çekimiyle kendi üzerine çökmesini engellemek için kozmik itme adını verdiği bir kuvvet bile icat etmişti.Friedmann Einstein'ın basit bir matematiksel bir hata yaptığını, bu nedenle de Einstein denklemlerini evrenin genişlemesine olanak sağlayan ve yeni bir kuvvete gereksinim duymayan çözümlerini gözden kaçırdığını fark etti.Einstein da sonradan, kozmik itme gibi bir kuvvetin varlığını öngörmenin yaptığı en büyük hatalardan biri olduğunu itiraf etmiştir.

Friedmann dan bağımsız olarak çalışan Belçikalı kozmoloji uzmanı Georges Lemaitre de 1927 yılında evrenin genişlediğini yeniden keşfetti ve bir adımda ileri gitti Lemaitre,galaksilerin gösterdiği kırmızıya kaymanın evrenin genişlemekte olduğunun kanıtları olduğunu iddia etti.Lemaitre'nin kırmızıya kaymanın galaksilerin uzaklığıyla orantılı olması gerektiği yolundaki sezgisi kırmızıya kayma olayına fiziksel bir anlam vermekle birlikte durağan evren modeline fazlaca konsantre olmuş bulunan zamanın meşhur kozmoloji uzmanlarınca pek kabul görmezdi.1929 yılında Edwin Hubble'ın galaksilerin uzaklıklarının gözlemsel destek olarak kullanarak ampirik bir biçimde uzaklık-kırmızıya kayma yasasını nasıl ortaya koyduğunu gördük.İlginçtir,Hubble da kırmızıya kaymanın uzaklıkla lineer bir biçimde artmasının evrenin genişlemesinin kanıtı olduğunu hiçbir zaman kabul etmiş görünmedi.Sonraki kozmoloji uzmanları mise hemen hemen tam bir fikir birliği içinde Hubble Yasasının genişleyen bir evren modeli geliştirmede temel olarak ele aldılar.

Genişleyen evren teorisi,birçokları için kabul etmesi çok güç bir teori olmuştur.Bu teori,evrenin sınırlı bir zaman kadar önce son derece yoğun bir durumdan kaynaklandığını ima ediyordu.1950 yılında bir radyo programında durağan evren modelinin savunucularından Fred Hoyle,Rakip olarak gördüğü genişleyen evren teorisinden alaycı bir biçimde büyük patlama yani " Big Bang " olarak söz etti.Büyük Patlama teorisi,tüm gözlenen evrenin geçmişte,günümüzden on ila yirmi yıl kadar önce olağanüstü yoğunluktaki bir durumdan ortaya çıktığını ileri sürer.Büyük Patlama teorisinin en büyük kanıtı geçmişten,evrenin başlangıcından kalan ışınım alanı olmuştur.


KEŞİF

1964 yılında iki genç radyoastronom olan Arno Penzias ve Robert Wilson şaşırtıcı bir radyo parazit kaynağı keşfettiler.İki bilimadamı New Jersey'deki Bell labarotuvarlarından haberleşme uydularından sinyal almak üzere tasarlanmış çok duyarlı bir radyoteleskop üzerine çalışıyorlardı.Radyoteleskop yerötesi kaynaklı bir radyo paraziti saptadı.Bu parazit yalnızca güneşin ve Samanyolu'nun konumlarından bağımsız olmakla kalmıyor,her yönden eşit olarak geliyordu.Yani bu parazit bilimsel bir deyişle izotropikti.Parazit aletin kendisinden kaynaklanmıyordu.Penzias ve Wilson teleskobu böyle bir parazitin kaynağı olabilecek kuş pisliği gibi kirlerden çok dikkatli bir biçimde temizlediler.Ölçümleri sonucu bir parazitin elektromanyetik tayfın mikrodalga bölümüne giren 7 cm dalgaboylu bir ışınım olduğu ortaya çıktı.Bu ışınım kolayca saptanabiliyordu.Herhangi bir kanala ayarlanmamış televizyon ekranlarındaki parazitin yaklaşık yüzde biri aynı yerötesi ışınımdan kaynaklanmaktadır.

Çok geçmeden bu mikrodalga ışınımının evrenin en uzak bölgelerinden kaynaklandığı ortaya çıktı.Işınımın çok büyük ölçüde izotropik olması onun-örneğin Güneş sistemindeki toz gibi-yakın bölgelerden değil,çok uzaklardan kaynaklandığının kanıtıdır.Hemen hemen aynı zamanlarda Princeton Üniversitesi'nde çalışmalarını yoğunlaştıran bir grup kozmoloji uzmanı,büyük patlamadan kalmış olmasını bekledikleri kozmik mikrodalga ışınımını araştırmaktaydılar.Robert Dicke ve arkadaşları evrendeki,Güneş ve diğer yıldızlardaki helyumun çoğunluğunun,evrenin başlangıç dönemlerinde termonükleer füzyon yoluyla ortaya çıkmış olması gerektiğini iddia ediyorlardı.Bunun olabilmesi için başlangıç dönemlerinde evrenin son derece sıcak olması gerekiyordu.Bu durumda evren,sıcak elektron ve protonların yaydığı yüksek enerjili fotonlarla dolu olacaktı.Evren genişledikçe bu ışınım soğuyacak ve günümüzde de elektromanyetik tayfın mikrodalga bölgesinde gözlenebilmesi gerekecekti Princeton astronomları 20 yıl önce benzer bir düşünce biçiminin George Gamow tarafından ve benzer öngörülere yol açtığından habersizdiler.Gamow'un eski öğrencileri olan Ralph Alpher ve Robert Herman 1949 yılında bu antik ışınım nedeniyle günümüzde evrenin sıcaklığının 5 Kelvin olması gerektiğini hesaplamışlardı.Bununla birlikte mikrodalga ışınımının deneysel olarak araştırılmasını önermemişlerdi.1963 yılında iki Rus bilimadamı Andrei Doroskhevich ve Igor Novikov mikrodalga ölçümlerinin kozmik fon ışınımına herhangi bir sınır getirip getirmediğini öğrenmek için Bell Labarotuvarı teknik bültenlerine başvurdular.1961 yılından kalma Ed Ohm'un bir araştırmasına rastlayınca altın bulmuş gibi sevindiler.Ohm,bu araştırmalarda Bell Labarotuvarlaının 6 metre çapındaki anteniyle gökyüzünü tararken 3 Kelvin civarındaki sıcaklıklarda ışınımda bir fazlalık saptadığını belirtiyordu.Ne yazık ki Ohm,aletlerden kaynaklanan gürültüyü bu parazitten ayıramamıştı.

Böylece Princeton araştırmacıları boş yere fazla çalışıp çabalamaktan kurtulmuş oldular.Kozmik mikrodalga tayfını ikinci bir dalgaboyunda ölçmeyi başardıkları zamanda Bell Labarotuvarlarının keşfini sonuçlandırmış oldular.Işınımın da çoğunlukla karacisim ışınım şeklinde olması gerektiği sonucuna vardılar.

Kaynak : fizik - Kozmik mikrodalga fon nm