Büyük patlamadan kara deliklere
Kitap Satın Al - Stephen Hawking'in Kısa Zaman Tarihi
Kitabın konusu kısa bir zaman tarihi nedir?
Hem bilimsel teorinin tarihine hem de dünya hakkındaki mevcut bilgilerimizi şekillendiren kavramlara bir göz atarak, kısa bir zaman tarihi (1988), bilim tarihiyle ilgilenen herkes için mutlaka görülmesi gereken bir şeydir. Bu kitapta Hawking, hem evrenin tarihinin hem de onu destekleyen karmaşık fiziğin özlü bir özetini sunar, hepsi bu kavramlara ilk kez maruz kalan okuyucular bile anlayabilir.
Kitabı kısa bir zaman tarihi okuyan kim?
- Kozmosun kökenini merak eden, kuantum fiziğinin ne olduğunu merak eden ve kara deliklerin nasıl çalıştığı ile ilgilenen herkes
Stephen Hawking'in geçmişi nedir?
Teorik Fizik ve Kozmolojide Doktora, Stephen Hawking (1942-2018), teorik bir fizikçi, kozmolog ve en iyi Hawking radyasyonu ve Penrose-Hawking Teoremleri ile ilgili çalışmalarıyla tanınan yazardı. 1979 ve 2009 yılları arasında Hawking, Cambridge Üniversitesi'nde Lucasian Matematik Profesörlüğü'nü düzenledi ve burada cumhurbaşkanlığı Madalyası aldı. Aynı zamanda Kraliyet Sanat Derneği'nin fahri bir üyesiydi ve Papalık Bilimler Akademisi'nin ömür boyu bir üyesiydi.
Benim için tam olarak ne var? Evrenin gizemlerini keşfedin.
Geceleri yıldızlarla dolu gökyüzünü görmek, gezegendeki en görsel olarak çarpıcı ve düşündürücü manzaralardan biridir. Bir dakikanızı ayırmamıza ve evrenin en derin gizemlerinden bazılarını düşünmemize yalvaran evrenin parıldayan bir şey var. Kısa bir zaman tarihi, kozmosu yöneten ilkeleri ortaya çıkararak bu gizemlerin aydınlatılmasına katkıda bulunacaktır. Anlaşılabilir terimlerle yazıldığı için, kozmosun neden var olduğunu, nasıl geldiğini ve geleceğin neye benzeyeceğini anlamada bilimsel olarak eğimli olmayanlara bile yardımcı olacaktır. Ayrıca, her şeyi (veya neredeyse her şeyi) onlara doğru çeken bir tür vakum olan kara delikler gibi garip fenomenler hakkında bilgi edineceksiniz. Daha da önemlisi, zamanın gizemlerini öğreneceksiniz, çünkü bu notlar "Zaman ne kadar hızlı geçiyor?" "İlerlediğini nasıl biliyoruz?"
Kesinlikle, bu edebiyat parçalarını dinledikten sonra gece gökyüzüne bir daha asla bakmayacaksınız.
Geçmişte gördüklerinize dayalı teoriler geliştirmek, geleceği tahmin etmenize yardımcı olabilir.
Olasılık, yerçekimi teorisini veya görelilik teorisini duymuş olmanızdır. Ancak, fikirler ve kavramlar hakkında konuştuğumuzda gerçekte ne demek istediğimizi düşünmek için biraz zaman ayırdınız mı? Basitçe söylemek gerekirse, bir teori, büyük veri gruplarını en temel anlamda doğru bir şekilde açıklayan bir modeldir. Deneylerde yapılanlar gibi bilimsel gözlemler, daha sonra olayların nasıl ve neden meydana geldiğine dair hipotezler oluşturmak için bilgileri kullanan bilim adamları tarafından toplanır ve analiz edilir. Örnekler arasında ağaçlardan düşen elmalardan gezegenlerin hareketine kadar çeşitli olayları inceledikten sonra Isaac Newton tarafından kurulan yerçekimi fikri yer alıyor. Araştırmacı tarafından toplanan kanıtlar kullanılarak bir yerçekimi teorisi geliştirilmiştir. Teoriler iki önemli avantaj sunuyor: her şeyden önce, bilim adamlarının gelecekteki olayların seyri hakkında kesin tahminler yapmalarına izin veriyorlar.
Örneğin, Newton'un yerçekimi teorisi bilim adamlarının gezegenler gibi nesnelerin gelecekteki hareketlerini tahmin etmelerini sağladı. Örneğin, Mars'ın altı ay içinde nerede olacağını bilmek istiyorsanız, konumu kesin doğrulukla tahmin etmek için yerçekimi teorisini kullanabilirsiniz. İkincisi, teoriler her zaman imkansızdır, yani söz konusu teoriyle çelişen yeni kanıtlar keşfedilirse revize edilebilirler. Örneğin, insanlar dünyanın evrenin merkezi olduğunu ve diğer her şeyin etrafında dolaştığını düşünürlerdi. Jüpiter'in aylarının gezegenin yörüngesinde olduğu keşfinin bir sonucu olarak Galileo, her şeyin gerçekten yeryüzünde dönmediğini gösterebildi. Sonuç olarak, bir teorinin formülasyonu sırasında ne kadar sağlam görünse de, gelecekteki tek bir gözlem onu her zaman yanlış hale getirebilir. Sonuç olarak, fikirlerin asla doğru olduğu kanıtlanamaz ve bilim sürekli değişen bir süreçtir.
Isaac Newton sayesinde 1600'lerde işlerin nasıl hareket ettiğini düşünme şeklimizdeki bir değişiklik.
Isaac Newton'dan önce, bir nesnenin doğal durumunun tam bir durgunluk olduğuna inanılıyordu. Bu, öğeye etki eden bir dış kuvvet olmasaydı, tamamen hareketsiz kalacağını ima eder. Newton, 1600'lerde, bu uzun zamandır bu kavramın yanlış olduğunu kesin olarak gösterdi. Yerinde yeni bir hipotez sunuldu, kozmostan, statik olmaktan ziyade her şeyin gerçekten her zaman hareket halindeyken sunuldu. Newton, kozmostan gezegenlerin ve yıldızların birbirleriyle olan ilişkilerinde sürekli hareket ettiklerini bulmasının bir sonucu olarak bu sonuca geldi. Örnekler, dünyanın güneşin etrafında sürekli döndüğü ve tüm güneş sisteminin galaksinin etrafında döndüğü gerçeğidir. Sonuç olarak, hiçbir şey gerçekten hareketsiz değildir. Newton, evrendeki her şeyin hareketini açıklamak için üç hareket yasası tasarladı:
Newton'un hareket yasalarının birincisine göre, tüm nesneler başka bir güç tarafından harekete geçilmezlerse düz bir yolda seyahat etmeye devam edecektir. Bu, Galileo tarafından, amacını göstermek için bir tepeden aşağı topladığı bir deneyde gösterildi. Yerçekimi dışında başka bir güç olmadığı için düz bir yolda yuvarlandılar. Özellikle, Newton'un İkinci Yasası, bir nesnenin, üzerinde uygulayan kuvvetle orantılı bir oranda hızlanacağını söylüyor. Aşağıdaki örneği düşünün: Daha güçlü bir motora sahip bir araç, daha az güçlü bir motora sahip bir araçtan daha hızlı hızlanacaktır. Bu kural aynı zamanda bir bedenin kütlesi ne kadar büyük olursa, bir kuvvetin hareketi üzerinde o kadar az etkisi olduğunu ve bunun tersini de söylüyor. İki araç aynı motora sahipse, daha büyük bir aracın hızlanması daha hafif bir araçtan daha uzun sürecektir.
Yerçekimi Newton'un üçüncü yasası tarafından tanımlanır. Evrendeki tüm bedenlerin, çekilen nesnelerin kütlesi ile orantılı bir güçle birbirlerine çekildiğini iddia eder. Bu, bir öğenin kütlesini ikiye katlarsanız, üzerinde hareket eden kuvvetin iki kat daha güçlü olacağı anlamına gelir. Bir öğenin kütlesini ikiye katlarsanız ve diğerinin kütlesini tiz yaparsanız, kuvvet altı kat daha güçlü olacaktır.
Işık hızının sabit olması, bir şeyin hızını başkasının hızına göre ölçmenin her zaman mümkün olmadığını gösterir.
Newton'un teorisinin mutlak dinlenmeyle nasıl ortadan kalktığını ve bir nesnenin hareketinin başka bir şeyin hareketine göre olduğu fikriyle değiştirdikten sonra, bugün hala nasıl kullanımda olduğunu görebiliriz. Bununla birlikte, teori ayrıca bir öğenin göreceli hızının önemli olduğunu göstermiştir. Aşağıdaki senaryoyu düşünün: Saatte 100 mil hızla seyahat eden ve bir kitap okuyan bir trene oturtunuz. Ne kadar çabuk seyahat ettiğinizi merak ediyorum. Trenin geçmesini izleyen bir tanığa göre, saatte 100 mil hızla seyahat ediyorsunuz. Ancak, şimdi okuduğunuz kitapla ilgili olarak, hızınız saatte 0 mil. Sonuç olarak, hızınız başka bir öğeye göre ölçülür. Bununla birlikte, Newton'un teorisinde önemli bir kusur keşfedildi: ışık hızı.
Işığın hızı sabittir, göreceli değildir ve ölçülemez. Saniyede 186.000 mil sabit bir hızda hareket ediyor. Başka ne olursa olsun, ışıktan daha hızlı bir şekilde hareket ediyorsa, ışık hızı ne olursa olsun sabit kalacaktır. Örneğin, saatte 100 mil hızla seyahat eden bir tren bir ışık demetine yaklaşırsa, formüle göre ışık hızı saniyede 186.000 mil olacaktır. Bununla birlikte, bu tren kırmızı bir sinyalde tam bir durağa gelse bile, ışık demeti yine de saniyede 186.000 mil hızla seyahat edecekti. Kimin ışığa baktığı ya da ne kadar hızlı hareket ettikleri fark yaratmaz; Işığın hızı her zaman sabit kalacaktır. Newton'un hipotezi, bu bulgunun bir sonucu olarak tehlikeye girer. Bir şey hareket ettiğinde, nesnenin hızı gözlemcinin durumundan nasıl bağımsız kalabilir? Neyse ki, çözüm, Albert Einstein'ın genel görelilik teorisini önerdiği yirminci yüzyılın başlarında bulundu.
Görelilik teorisine göre, zamanın kendisi sabit bir miktar değildir.
Işık hızının sabit kalması, hızın mutlaka göreceli olmadığını gösterdiği için Newton'un teorisi için bir sorundu. Sonuç olarak, bilim adamları ışık hızını dikkate alan güncellenmiş bir modele ihtiyaç duyarlar. Albert Einstein tarafından yaratılan görelilik teorisi, böyle bir teorinin bir örneğidir. Görelilik teorisine göre, bilim kuralları, hareket etmekte özgür olan tüm gözlemcilere eşit olarak uygulanır. Bu, birinin hangi tempoyu seyahat ettiği önemli değil, her zaman aynı ışık hızını yaşayacakları anlamına gelir. Bu ilk bakışta oldukça basit görünse de, temel önerilerinden biri birçok insanın kavraması gerçekten son derece zordur: zamanın göreceli olduğu fikri en zor olanlardan biridir.
Çeşitli hızlarda seyahat eden gözlemciler tarafından görüldüğünde ışığın hızda değişmemesi nedeniyle, birbirine göre farklı hızlarda seyahat eden tanıklar, aynı olay için farklı zamanları tahmin edecektir. Aşağıdaki senaryoyu düşünün: biri ışığa doğru hareket eden, diğeri ışığın ters yönünde daha hızlı seyahat eden iki tanığa bir ışık parlaması gönderilir. Her iki izleyici de çok farklı hızlarda ve zıt yönlerde hareket etmelerine rağmen aynı ışık hızını yaşayacaklardı. Bu, her ikisinin de Flash olayını sanki diğerinden farklı bir anda gördükleri anlamına gelir, bu da inanılmaz. Bunun nedeni, zamanın bir şeyin hareket ettiği hıza bölünmesi mesafesiyle tanımlanmasıdır. Işığın hızı her iki izleyici için de aynı olsa da, mesafedeki fark nedeniyle, bu durumda her gözlemciye zamandır.
Her iki tanık da ışığın nabzının üretildiği anı kaydetmek için saatlerle donatılmış olsaydı, aynı olay için iki farklı zamanlamayı onaylayabilirlerdi. Peki kim doğru? Gözlemcilerin görüşlerinin hiçbirinde; Zaman göreceli ve bakış açılarının her biri için benzersizdir!
Parçacıkların kesin ölçümlerini elde etmek imkansız olduğundan, bilim adamları tahmin yapmak için kuantum durumu olarak bilinen bir konsepte güvenirler.
Evrendeki her şey elektron ve foton gibi parçacıklardan oluşur. Bilim adamları, kozmos ve sakinleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için onları ölçmeye ve hızlarını analiz etmeye çalışıyorlar. Parçacıkları incelemeye çalıştığınızda, alışılmadık bir şekilde davrandıklarını göreceksiniz. Garip bir şekilde, bir parçacığın konumunu ne kadar kesin olarak ölçmeye çalışırsanız, hızı o kadar belirsiz hale gelir; Tersine, hızını ne kadar kesin olarak ölçmeye çalışırsanız, konumu o kadar az kesin hale gelir. Belirsizlik ilkesi, başlangıçta 1920'lerde tanımlanan bu fenomenlere verilen isimdir. Belirsizlik ilkesinin bir sonucu, bilim adamlarının parçacıklara bakmanın başka yöntemlerini bulmak zorunda kaldıkları ve bunun yerine bir parçacığın kuantum durumuna bakmaya başlamalarına neden olmalarıydı. Bir parçacığın kuantum durumu, parçacığın birkaç olası potansiyel konum ve hızının bir kombinasyonudur.
Bilim adamları bir parçacığın kesin konumunu veya hızını belirleyemedikleri için, parçacıkların işgal edebileceği sayısız olası yer ve hızları dikkate almalıdır. Araştırmacılar, bir parçacığın olabileceği her yeri izler ve daha sonra parçacık dolaşırken aralarından en olası olanı seçerler. Bilim adamları parçacıkları, bunu belirlemelerine yardımcı olmak için dalgalar gibi davranıyorlar. Bir parçacık aynı anda çeşitli yerlerin bolluğunda olabileceğinden, görünüşlerinde sürekli, salınan dalgaların bir dizisi olarak görünürler. Titreşimli bir ipliğin görüntüsünü düşünün. Dize titreştiğinde, bir dizi zirveye ve oluklara yayılır ve daldırılır. Bir parçacık benzer bir şekilde hareket eder, ancak potansiyel yolu, hepsi aynı anda meydana gelen bir dizi örtüşen dalgadan oluşur.
Parçacıkları bu şekilde gözlemlemek, bilim insanlarına bir parçacığın nerede bulunabileceğini belirlemelerine yardımcı olur. En olası parçacık konumları, sayısız dalgaların ve zirvelerin birbirleriyle çakıştığı yerlerdir, en az olası parçacık konumları yapmadıkları yerlerdir. Buna parazit olarak adlandırılır ve partikül dalgasının rotası boyunca gitmesi muhtemel yerlerin ve hızların büyük olasılıkla ortaya çıkar.
Yerçekimi, uzay-zaman dokusunu iradelerine büken büyük şeylerin sonucudur.
Etrafınıza baktığınızda, dünyayı üç boyutta görüyorsunuz, bu da her öğeyi yüksekliği, genişliği ve derinlik ölçümleriyle karakterize edebileceğiniz anlamına geliyor. Gerçek şu ki, dördüncü bir boyut var, ancak göremediğimiz zaman: diğer üç boyutla birleştirildiğinde uzay-zaman olarak bilinen bir fenomen oluşturuyor. Bilim adamları, kozmos boyunca gerçekleşen olayları açıklamak için bu dört boyutlu uzay-zaman modelini kullanıyorlar. Zaman ve mekan bağlamında, bir olay belirli bir zamanda gerçekleşen herhangi bir şeydir. Sonuç olarak, bir olayın yerini üç boyutlu koordinatlarla birlikte belirlerken, bilim adamları oluşum süresini temsil etmek için dördüncü bir koordinat içerir. Bir olayın yerini belirlemek için, bilim adamları zamanın dikkate almaları gerekir, çünkü görelilik teorisi zamanın göreceli olduğunu söyler. Bu nedenle, belirli bir olayın doğasını tanımlamada önemli bir unsurdur.
Mekan ve zaman kombinasyonu, sonuç olarak önemli ölçüde gelişen yerçekimi anlayışımız üzerinde dikkate değer bir etkiye sahip olmuştur. Yerçekimi, yukarıda açıklandığı gibi uzay-zaman sürekliliğini büken büyük nesnelerin sonucudur. Güneşimiz gibi büyük bir kütle, eğriler olduğunda, uzay-zaman değiştirme etkisine sahiptir. Aşağıdaki senaryoyu düşünün: Uzay-zaman kavramını yayılan ve havada tutulan bir battaniye olarak düşünün. Battaniyenin ortasına bir eşya koyarsanız, battaniye eğri ve nesne battaniyenin ortasına biraz batacak. Bu, muazzam şeylerin uzay-zaman dokusu üzerindeki etkisidir.
Diğer şeyler daha sonra uzay-zamandaki bu eğrileri uzayda hareket ederken takip edecektir. Bunun nedeni, bir öğenin her zaman evrendeki daha büyük bir nesne etrafında dairesel bir yörünge olan iki konum arasındaki en kısa yolu seçmesidir. Battaniyeye bir göz atarsanız, bir şey görürsünüz. Battaniyeye turuncu gibi büyük bir eşya koymak ve daha sonra daha küçük bir nesneyi geçmeye çalışmak, turuncu tarafından geride bırakılan depresyonun ardından mermere neden olacaktır. Yerçekimi aynı şekilde çalışır!
Büyük bir kütleye sahip bir yıldızın ölümü durumunda, yıldız kara delik olarak bilinen bir tekilliğe çöker.
Isı ve ışık üretmek için yıldızların tüm yaşamları boyunca muazzam miktarlarda enerjiye ihtiyacı vardır. Ancak, bu enerji süresiz olarak dayanmaz; Sonuçta, kendini tüketir ve yıldızın ölmesine neden olur. Bir yıldıza öldükten sonra ne olur, yıldızın boyutuna göre belirlenir. Büyük bir yıldız enerji rezervlerini tükettiğinde, olağanüstü bir şey meydana gelir: bir kara deliğin oluşumu. Büyük yıldızların çoğunluğunun yerçekimi alanı çok güçlü olduğundan, bir kara delik oluşabilir. Yıldızın hala hayatta olduğu sürece çökmesini önlemek için enerjisini kullanması mümkündür. Enerji bittikten sonra, yıldız artık yerçekimine meydan okuyamıyor ve parçalanan gövdesi sonunda kendi başına çöküyor. Her şey, evrende başka hiçbir yerde olmayan sonsuz yoğun, küresel bir nokta olan tekil birliğe içe doğru çekiliyor. Bu tekillik kara delik olarak adlandırılır.
Uzay-zaman, bir kara deliğin yerçekiminin bir sonucu olarak, ışığın bile yolu boyunca büküldüğü kadar keskin bir şekilde bükülür. Bir kara delik sadece çevresindeki her şeyi çekmekle kalmaz, aynı zamanda etrafındaki belirli bir sınırı geçen her şeyi tekrar kaçmasını önler: dönüşü olmayan bu nokta, olay ufku olarak bilinir ve hatta ışık değil, hiçbir şey, Evrendeki her şeyden daha hızlı, üzerinden kaçabilir. Bir kara deliğin etkinliği ufku, hiçbir şeyin tekrar kaçamayacağı nokta olarak tanımlanır. Bu ilginç bir soru ortaya koyuyor: Bir kara delik ışığı ve olay ufkunu geçen her şeyi emdiğinden, evrendeki gerçekten orada olup olmadıklarını nasıl söyleyebiliriz? Gökbilimciler, kozmos üzerindeki yerçekimi etkisini ve yörüngede olan yıldızlarla etkileşimleriyle yayılan X-ışınlarını gözlemleyerek kara delikler için avlanırlar.
Örneğin, gökbilimciler, onlar hakkında daha fazla bilgi edinmek için kara delikler olabilecek veya olmayabilecek karanlık ve büyük nesneleri çevreleyen yıldızları ararlar. Ayrıca, bir kara deliğe sürüklendiği ve parçalandığı için sıklıkla madde tarafından üretilen X-ışınları ve diğer dalgaları arıyorlar. Galaksimizin çekirdeğinde daha da gizemli bir radyo ve kızılötesi radyasyon kaynağı keşfedildi; Bu kaynağın süper kütleli bir kara delik olduğu düşünülmektedir.
Kara delikler radyasyon üretir, bu da buharlaşmalarına neden olabilir ve sonuçta ölümlerine neden olur.
Bir kara deliğin yerçekimi cazibesi o kadar güçlü ki, ışık bile kaçamaz. Başka hiçbir şeyin de kaçamayacağı anlamına geliyor. Ancak yanılacaksın. Nitekim, termodinamiğin ikinci kuralını ihlal etmekten kaçınmak için kara delikler bir şeyler yaymalıdır. Termodinamiğin evrensel ikinci kuralında, entropinin veya daha büyük bozukluğa yönelik eğilimin her zaman yükseldiği belirtilmiştir. Entropi yükseldiğinde, sıcaklık da artmalıdır. Bunun iyi bir örneği, bir yangın peterinin yangına yerleştirildikten sonra kırmızı-sıcak yakması ve ısı şeklinde radyasyon yaymasıdır. Termodinamiğin ikinci kuralına göre, kara delikler kozmostan düzensiz enerjiyi emdiğinden, kara deliğin entropisi bunun bir sonucu olarak yükselmelidir. Ve entropideki artışın bir sonucu olarak, kara delikler ısının kaçmasına izin vermeye zorlanmalıdır.
Hiçbir şey bir kara deliğin olay ufkundan kaçamazsa da, etkinlik ufkunun yakınındaki sanal parçacık ve antipartikül çiftleri bunu yapabilir, çünkü termodinamiğin ikinci yasası olay ufkunun yakınında korunur. Gözlemlenemeyen ancak etkileri ölçülebilen parçacıklara sanal parçacıklar denir. Çiftin üyelerinden biri pozitif enerjiye sahipken, diğeri negatif yüklü enerjiye sahiptir. Bir kara delikte yerçekimi çekiminin gücü nedeniyle, kara deliğe negatif bir parçacık emilebilir ve bunu yaparken parçacık partnerine potansiyel olarak kozmosa kaçmak ve ısı olarak serbest bırakılmak için yeterli enerji sağlayabilir. Kara deliğin bu şekilde radyasyon yayması ve termodinamiğin ikinci yasasına uymasına izin vermesi mümkündür.
Serbest bırakılan pozitif radyasyon miktarı, kara delik tarafından kara deliğe çekilen negatif radyasyon miktarı ile dengelenir. Negatif parçacıkların bu içe doğru akışı, sonuçta buharlaşana ve kalıplara kadar kara deliğin kütlesini azaltma potansiyeline sahiptir. Ve eğer kara deliğin kütlesi yeterince minimum bir değere indirgenirse, büyük olasılıkla milyonlarca H-bombasına eşdeğer büyük bir son patlamada sona erecektir.
Emin olamamıza rağmen, zamanın sadece ilerlemeye devam edeceğine dair önemli göstergeler var.
Evrenin küçülmeye başladığı ve zamanın geriye doğru akmaya başladığı olasılığını düşünün. Orada olmak nasıl olurdu? Saatlerin geriye gidecek ve tarihin yolunun tersine çevrileceği olasılığı vardır. Bununla birlikte, bilim adamları olasılığı tamamen reddetmemiş olsa da, üç önemli gösterge zamanın sadece ilerlediğini göstermektedir. Termodinamik zaman oku, zamanın geçmişte bir noktadan gelecekte başka bir noktaya geçtiğinin ilk göstergesidir. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, entropi - kapalı bir sistemin bozukluğu - her kapalı sistemde zaman ilerledikçe büyüme eğilimindedir. Bu, bozukluğun büyüme eğiliminin, zamanın geçişini ölçmek için kullanılabileceği anlamına gelir.
Yanlışlıkla bir masadan düşen ve kırılan bir fincan durumunda, sipariş bozuldu ve entropi yükseldi. Parçalanmış bir bardak asla kendiliğinden yeniden bir araya gelmeyeceğinden ve emrini geliştirmeyeceğinden, zamanın sadece ilerlediği sonucuna varabiliriz. Parçalanmış kap ve termodinamik zaman oku, bellek tarafından kontrol edilen ve zamanın psikolojik okuyla temsil edilen ikinci ileri sürenin ikinci göstergesinin elementleridir. Kupanın kırıldıktan sonra masanın üzerinde olduğunu hatırlayabildiğinizde, parçalanmadan önce hala masada iken gelecekteki konumunu yerde "hatırlayamayacaksınız". Üçüncü endikasyon, kozmolojik zaman oku, kozmosun genişlemesini ifade eder ve zamanın termodinamik oku deneyimimize ve onun bilgimizin büyümesine karşılık gelir. Bunun nedeni, kozmos genişledikçe entropinin yükselmesidir.
Zaman içinde belirli bir noktaya ulaştıktan sonra, kozmostan kaos evrenin küçülmesine neden olabilir, böylece zamanın kozmik okundaki zamanın yönünü tersine çevirebilir. Bununla birlikte, akıllı yaratıklar sadece kaosun arttığı bir ortamda yaşayabileceğinden bunun farkında olmazdık. Bunun nedeni, insanların yiyeceklerimizi kullanılabilir enerji biçimine dönüştürmek için entropi sürecine bağlı olmasıdır. Bu nedenle, kozmik zaman okunu hayatta olduğumuz sürece ileriye doğru hareket ettirmeye devam edeceğiz.
Kozmosta yerçekimine ek olarak üç temel güç vardır. Bunlar: cazibe, cazibe ve cazibe.
Evrende faaliyet gösteren belirli güçler var mı? İnsanların çoğunluğu sadece bu kuvvetlerden birine aşina olacaktır: yerçekimi, şeyleri birbirine çeken ve dünyanın yerçekiminin bizi yüzeyine çektiği şekilde hissedilen güçtür. İnsanların çoğunluğu ise, en küçük parçacıklar üzerinde çalışan üç güç daha olduğunun farkında değildir. Bir mıknatıs bir buzdolabına yapıştığında veya cep telefonunuzu şarj ettiğinizde, bu kuvvetlerin ilki olan elektromanyetik kuvvet yaşarsınız. Elektronlar ve kuarklar da dahil olmak üzere tüm yüklü parçacıkların yanı sıra elektrik yükleri üzerinde etkisi vardır.
Mıknatıslar, diğer mıknatısları çekebilecek veya itebilecek kuzey ve güney kutuplarına sahiptir. Pozitif yüklü parçacıklar negatif parçacıkları çeker ve diğer pozitif parçacıkları uzaklaştırır ve bunun tersi. Elektromanyetik kuvvet bir mıknatısın kuzey ve güney kutupları ile temsil edilir. Bu kuvvet yerçekiminden çok daha güçlüdür ve atomik seviyede yerçekiminden çok daha fazla etkiye sahiptir. Örneğin, elektromanyetik kuvvet bir elektronun bir atomun çekirdeğinin etrafında dairesel bir hareketle daire çizmesine neden olur. İkinci tür nükleer güç, maddeyi oluşturan ve radyoaktivite üretiminden sorumlu olan tüm parçacıklar üzerinde çalışan zayıf nükleer kuvvettir. Bu kuvvet "zayıf" olarak adlandırılır, çünkü onu taşıyan parçacıklar sadece kısa bir mesafe üzerinde kuvvet uygulayabilir, dolayısıyla adı kazanabilir. Daha yüksek enerjide zayıf nükleer kuvvetin artan yoğunluğu nedeniyle, sonunda elektromanyetik kuvvetinkini aşar.
Protonları ve nötronları bir atomun çekirdeğinde ve protonların ve nötronların içinde bulunan daha küçük kuarklarda tutan üçüncü tür nükleer kuvvettir. Güçlü nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve zayıf nükleer kuvvetin aksine, parçacığın enerjisi arttıkça zayıflar. Büyük birleşme enerjisi olarak adlandırılan çok yüksek enerji döneminde, elektromanyetik kuvvet güçlenir ve zayıf nükleer kuvvet zayıflarken, güçlü nükleer kuvvet zayıflar. O anda, üç kuvvet de eşit güç elde eder ve tek bir kuvvetin çeşitli yönlerini oluşturmak için bir araya gelir: bazı teorilere göre, evrenin oluşumunda rol oynamış olabilecek bir güç.
Bilim adamlarının evrenin Big Patlama ile başladığını düşünmelerine rağmen, bunun nasıl gerçekleştiğine dair kesin koşulların belirsizleri.
Bilim adamlarının büyük çoğunluğu, zamanın büyük patlama ile başladığını düşünüyor - evren sonsuz yoğun bir durumdan bugün hala genişleyen hızla genişleyen bir varlığa geçtiğinde .... Evrenin böyle büyük bir genişlemesi meydana gelmiş olabilir, bilim adamları büyük patlamanın nasıl gerçekleştiğinden hala emin değiller. Evrenin kökeninin sıcak büyük patlama modeli, evrenin kökeninin en genel olarak kabul edilen hipotezidir. Bu hipoteze göre, kozmos sıfır boyutuyla başladı ve sonsuza dek sıcak ve yoğunlaştı. Büyük Patlama sırasında genişledi ve büyüdükçe, ısı evren boyunca dağıldıkça evrenin sıcaklığı düştü. Bugün evrende var olan bileşenlerin çoğu, kozmik genişlemenin ilk birkaç saatinde oluşturulmuştur.
Yerçekimi nedeniyle, evren genişlemeye devam ederken, genişleyen maddenin daha yoğun alanları dönmeye başladı ve galaksilerin oluşumuna neden oldu. Bu yeni oluşan galaksilerin içinde sıkıştırılmış hidrojen ve helyum gaz bulutları, evrenin genişlemesine neden oldu. Çatışan atomları nükleer füzyon olaylarını tetikledi, bu da yıldız oluşumuna neden oldu. Sonraki yıllarda, bu yıldızlar öldüğü ve patladıkça, kozmosa daha fazla unsur atan büyük yıldız patlamalarını tetiklediler. Sonuç olarak, Big Bang tarafından sağlanan hammaddelerden yeni yıldızlar ve gezegenler oluşturuldu. Bunun büyük patlamanın yaygın olarak tanınan modeli ve zamanın başlangıcı olmasına rağmen, tek kişi bu değil.
Enflasyonist model, dikkate alınması gereken başka bir seçenektir. Bu senaryoda, erken kozmosun enerjisinin o kadar büyük olduğu için güçlü nükleer kuvvetin, zayıf nükleer kuvvetin ve elektromanyetik kuvvetin güçlü yönlerinin yoğunluğu eşit olduğu önerilmektedir. Bununla birlikte, Cosmos boyutu büyüdükçe, üç kuvvet göreceli yoğunluklarında önemli ölçüde değişmeye başladı. Kuvvetlerin ayrılması sonucunda muazzam miktarda enerji salındı. Anti-lavitasyonel bir etki, kozmosu hızlı ve sürekli artan bir hızda genişlemeye zorlayacaktı.
Genel görelilik ve kuantum fiziği fizikçiler tarafından uzlaştırılamamıştır.
İki ana fikrin geliştirilmesi, bilim adamlarının kozmosu daha iyi anlama ve açıklama arayışından kaynaklandı. Fizikte temel bir kavram, evrendeki çok büyük bir fenomenle ilgili olan genel göreliliktir: yerçekimi. Bilimin en büyüleyici dallarından biri, evrendeki insan tarafından bilinen en küçük şeyleri ele alan kuantum fiziğidir: atomlardan daha küçük atom altı parçacıklar. Her iki teori de değerli bilgiler sunarken, her iki teorinin doğru olmasına rağmen, kuantum fiziği denklemleri ve genel görelilik tarafından tahmin edilen ve görülenler arasında önemli tutarsızlıklar vardır. Bu, şu anda, hepsini her şeyin tek kapsamlı bir birleşik teorisinde birleştirmenin bir yolu olmadığını ima ediyor.
Kuantum fiziğinde kullanılan denklemlerin çoğu görünüşte imkansız sonsuz değerlerle sonuçlandığı için iki teoriyi birleştirmenin bir problemi vardır, bu da iki teoriyi birleştirmeyi zorlaştırır. Uzay-zaman denklemlerinin, uzay-zaman eğrisinin sonsuz olduğunu ve gözlemlerle yanlış olduğu gösterilen gerçeğini düşünün. Bilim adamları tarafından bu sonsuzlukları iptal etmek için denkleme başka sonsuzluklar ekleme girişimleri yapılmaktadır. Bunun, bilim adamlarının geleceği tahmin edebilecekleri doğruluğu sınırlaması talihsiz bir durumdur. Sonuç olarak, tahmin oluşumlarını tahmin etmek için kuantum fiziği denklemlerini kullanmak yerine, olayların kendilerini dahil etmenin ve bunları uygun hale getirmek için denklemleri değiştirmenin gerekir! İkinci bir konuda, kuantum teorisi, kozmodaki tüm boş alanın, gerçeklikle tutarsız olan sanal parçacık ve antipartikül çiftlerinden oluştuğunu önermektedir.
Bu sanal eşleşmelerin varlığı ise genel görelilik teorisi için problemler yaratır. Bunun nedeni, kozmosun sınırsız miktarda boş alana sahip olması ve bu nedenle bu eşleşmelerin enerjisinin sonsuz miktarda enerjiye sahip olması gerekecektir. Einstein'ın ünlü E = MC2 denklemi, bir öğenin kütlesinin enerjisine eşit olduğunu ima ettiği için bu zahmetlidir, bu da yanlış bir varsayımdır. Sonuç olarak, bu sanal parçacıkların sınırsız enerjisi, aynı şekilde sonsuz bir kitleye sahip olacaklarını ima edecektir. Sınırsız kütle olsaydı, tüm evren güneşin güçlü yerçekimi cazibesi altında çökerek tek bir kara deliğin oluşmasına neden olur.
Sonunda özet
Birçok insan fizik tarafından kapatılır, çünkü onu uzun denklemlerin ve karmaşık fikirlerin erişilemez bir alanı olarak görürler. Bu, şu notlar tarafından aktarılan birincil mesajdır: bu belirli bir dereceye kadar doğrudur, ancak tamamen değil. Bununla birlikte, fiziğin karmaşıklığı, uzman olmayanlarımızı evrenin nasıl ve neden işlediğini anlamaktan caydırmamalıdır. Dünyamızın gizemlerini ve içindeki yerimizi kavrama arayışımızda bize yardımcı olmak için birçok kural ve düzenleme vardır. Çoğumuz için anlaşılabilir kurallar ve kurallar. Ve onların önemini kavradıktan sonra, dünyayı farklı bir şekilde görmeye başlayabiliriz.
Kitap Satın Al - Stephen Hawking'in Kısa Zaman Tarihi
Tarafından yazılmıştır BrookPad Stephen Hawking'in kısa bir zaman tarihine dayanan takım