Kozmik Zaman Kapsülleri Evrenin Kökenini Gösteriyor
Carl Sagan’ın California Jet İtki Laboratuarı yöneticisi olduğu dönemde insanlık Pioneer 1-2 ve Voyager 1-2 yıldızlararası sondalarıyla uzaya zaman kapsülleri gönderdi. Bu sondalar insan resimleri, sesler ve geometri çizimleri içeriyordu. Oysa evren kendi zaman kapsüllerini üretiyor. Nitekim kadim küresel yıldız kümeleri, moleküler Bucky küreleri ve milyarlarca yıllık kuyrukluyıldızlar gibi eski oluşumlar var. Bunları analiz etmeseydik evrenin milyarlarca yıl önce nasıl oluştuğunu öğrenemeyecektik. Kozmik zaman kapsülleri ile evrenin geçmişini nasıl okuyoruz?
Zaman kapsülleri ve bucky küreleri
Öncelikle zaman kapsülleri dev gezegenler olmak zorunda değil. Evrenin nasıl oluştuğunu en çok mikroskobik kristaller, mineraller ve moleküller gösteriyor. Örneğin Bucky küreleri olarak bilinen Buckminsterfullerene molekülleri metrenin yalnızca milyarda biri genişliğindedir. Buna rağmen Bucky küreleri 60 karbon atomunun birleşerek futbol topuna benzeyen bir kafes oluşturmasını sağlar.
Nasıl ki kuş kafesleri var, Bucky küreleri de atomlar ve molekülleri hapseden kafeslerdir. Şimdi bu kürelere gaz atomlarının hapsolduğunu ve kürelerin de 4 milyar yaşında olduğunu düşünelim. Bunlar zaman kapsülleri olur! Mesela Dünya’nın 4 milyar yıl önce nasıl bir atmosferi olduğunu gösterebilirler. Nitekim Bucky kürelerinin yaşamın kökeni olan bazı organik moleküller ve hatta bizzat karbon atomlarının Dünya’ya sağ salim ulaşmasını sağladığını biliyoruz. Bunlar doğal mikroskobik uzay gemisi sayır!
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Helyum gazı ve zaman kapsülleri
Bilim insanları 1996 yılında Dünya’ya düşen meteor taşlarında buldukları Bucky kürelerini inceliyordu. Bunların meteorla mı geldiğini, yoksa çarpıma esnasında yeryüzünde mi oluştuğunu öğrenmek istiyordu. Böylece molekülleri ısıtarak yumurta gibi kırdılar ve içindeki gazları açığa çıkardılar. Ne buldular dersiniz? Yeryüzündekine hiç benzemeyen helyum gazı buldular. Nasıl derseniz: Helyum Dünya’da iki türlü bulunur. Nispeten bol olan helyum 4 ve nadir olup da gelecekte temiz nükleer füzyon yakıtı olarak kullanılacak helyum 3. İkisi arasındaki fark ise içerdiği nötron sayısıdır.
Dünya’da helyum 4 boldur; çünkü yerkabuğundaki radyoaktif elementler bozunurken bol helyum açığa çıkarır (alfa radyasyonu). Uzayda ise helyum 4 daha çok büyük patlamadan kalan helyum 4’tür. Bunun nedeni uzay boşluğunda gezegenlerde olduğu gibi ağır radyoaktif element içeren madde konsantrasyonu olmamasıdır. Sonuçta yerbilimciler Bucky kürelerinden çıkan helyum 4 oranının Dünya’dan az olduğunu gördüler. Demek ki bunlar meteor taşıyla uzaydan geliyordu. Şimdi diyeceksiniz ki bunun zaman kapsülleri için ne önemi var hocam?
O kadar önemli ki! Meteor taşındaki helyum 4 Dünya’dan azdı ama Güneş Sistemi ortalamasının da altındaydı! Öyleyse milyarca yıl yaşındaki meteor taşı başka bir yıldızın çevresinden geliyordu. Siz de başka yıldızlardan gelen kuyrukluyıldızlara ilişkin yazımı şimdi okuyabilirsiniz.
Güneş Sistemi’nin geçmişi
Meteor taşı Samanyolu’nda 4-5 milyar yıl önce oluşan bir yıldız sisteminin ham maddesi olan gaz ve toz bulutundan izler taşıyordu. Önümüzdeki 100 yılda böyle uzak yıldız sistemlerine gidip detaylı analiz yapamayız. Zaman kapsülü Bucky küreleri işte bizi bu dertten kurtarıyor. Evreni öğrenmek için evrenden yardım alıyoruz. 😊 Peki başka zaman kapsülleri var mı? Elbette. Neredeyse meteor taşı gibi ayağımıza gelen asteroitler var:
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Asteroitlerle zaman kapsülleri
Asteroitler iyi zaman kapsülleridir; çünkü gezegenler gibi başkalaşım geçirmezler. Yüksek sıcak ve basınca maruz kalmaz, dolayısıyla içerdikleri uçucu elementlerle mineralleri kaybetmezler. Asteroitler güneş sistemlerinin orijinal kimyasal bileşimini içerir. Bunu bilirseniz bugünkü yıldızlara bakarak güneş sistemlerinin nasıl oluştuğunu da bilirsiniz. Osiris Rex’te anlattığım gibi bilim insanları Yer Yakın Asteroitler (NEO) ve asteroit kuşağına bakarak bu tür zaman kapsülleri arıyor.
Dünya, Güneş Sistemi’nin nasıl oluştuğunu göstermeye uygun değildir. Dünyamızın atmosferi, hava olayları ve her şeyden önce eski kayaları yeraltına batıran kıtaların kayması var. Dünya’da 200 milyon yıldan eski bir krater bulmak bile zordur. Kaldı ki biz Dünya’da yaşamıyoruz. Orijinal Dünya yok oldu ve bunun yerine Dünya 2.0’da yaşıyoruz. 😊 Bu nedenle Dünya en eskiye ait pek az iz taşıyor. Öte yandan asteroitler 4,5 milyar yıl önceki sistemi gösteriyor ama bir sorun var: Güneş.
Güneşimiz sağ olsun uzayı molekülleri parçalayan morötesi ışın bombardımanına tutuyor. Güneş rüzgarı estiriyor ve yüksek sıcaklığıyla 4,5 milyar yıllık gazları buharlaştırıyor. Bu nedenle asteroit kuşağı Güneş Sistemi’nin kökeni için nitelikli zaman kapsülleri taşımıyor. En kaliteli zaman kapsülleri Neptün’ün ötesindeki Kuiper Kuşağı’nda dönen kuyrukluyıldızlardan geliyor. Bunlar fırın sıcaklığına maruz kalmadığı için orijinal kimyasını koruyan cisimlerdir ama yine bir sıkıntı çıkıyor:
Kuyrukluyıldızlar buzlu uzay kayalarıdır ama Güneş’e yaklaşırken ısınır ve buz katmanları buharlaşır. Öyle ki kuyrukluyıldızlar uçucu elementleri birkaç yüz milyon yılda kaybederek çıplak kayalara dönüşür. Zaman kapsülü özelliğini kaybeder ama evren işte: Buharlaşmayan kuyrukluyıldızlar da var. 😮 Bunlar adını “kuyruksuz” veya kısa kuyruklu Manks kedisinden alan Manx kuyrukluyıldızlarıdır.
Peki bu ne demek?
Bunların kuyruksuz olmasının tek sebebi Güneş’ten uzak durmasıdır. Manx kuyrukluyıldızları Dünya ile aynı ham maddeden oluşur. Daha doğrusu orijinal Dünya yok olmadan önceki Dünya ile aynı malzemenden oluşur ve içerdiği kimyasalları dış güneş sisteminde yıldızımızdan uzak durarak aynen korur. Bugüne dek dış güneş sistemine Plüton’a giden Yeni Ufuklar sondası hariç kuyrukluyıldızları araştıracak bir araç göndermedik. Ne zaman ki Kuiper Kuşağı’nı detaylı inceleyeceğiz, işte o zaman Güneş Sistemi’nin nasıl oluştuğunu çok daha iyi anlayacağız. Peki ya küresel yıldız kümeleri?
İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?
Yıldızlar en iyi zaman kapsülleri
Bunun birkaç sebebi var. 1) Galaksiler genellikle tek tek yıldızları seçemeyeceğimiz kadar uzaktır. Bu yüzden galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamak zordur. 2) Bütün galaksiler en eski küresel yıldız kümelerinin birleşmesiyle oluşur. Evrendeki ilk yıldızlar küresel kümeler halinde oluştu ve bunların birleşmesiyle galaksiler ortaya çıktı. Dolayısıyla galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamanın yolu küresel yıldız kümelerine bakmaktır. 4) Üstelik bunun gizli bir avantajı var:
Işık hızı sonlu olduğu için evrende ne kadar uzağa bakarsanız o kadar eskiyi görürsünüz. Küresel yıldız kümeleri de milyarlarca yıl öncesini ve galaksilerin bugüne dek nasıl evrim geçirdiğini gösteriyor. Dahası uzak küresel kümeler galaksilerin eski halini ve yakın olanlar da şimdiki halini gösteriyor. Biz de eski yıldız kümeleriyle yenileri arasındaki farklara bakarak galaksilerin son birkaç milyar yılda nasıl değiştiğini görüyoruz. Bu konudaki en büyük yardımcımız ise kırmızı cüceler:
Bugün öyle yıldız kümeleri var ki bunlar 12 milyar yıl önce oluştular. Kırmızı cüceler evrendeki en uzun ömürlü yıldızlar olduğu için bize yakın yaşlı kümeler daha çok kırmızı cüce içeriyor. Samanyolu’na yakın Büyük Macellan Bulutunda (cüce galaksi) bulunan NGC 1466 yıldız kümesi buna iyi bir örnektir. Genç kümelerin içinde ise Güneş benzeri yıldızlar ve mavi devleri görebiliyoruz. Küresel kümeler takımyıldızların birleşmesiyle yakın zamanlarda da oluşabilir.
Geçmişe dair sonsöz
Bu durumda takımyıldızlar enerji kaybeder ve simetrik küresel kümelere dönüşür. Küresel kümeler ulaşamayacağımız kadar uzak ama detaylı görebileceğimiz kadar yakındır. Böylece yakın ve uzak kümeleri uzaklık merdiveni karşılaştırarak galaksilerin geçmişini ortaya çıkarırız. Siz de evren küçülürse zaman tersine akar mı diye sorabilir, evrenin hiçlikten nasıl oluştuğuna bakabilir ve evreni oluşturan kuantum alanlarına bakabilirsiniz. Evrenin bebekliğini gösteren en eski zaman kapsülü ve en uzak galaksiyi ise hemen aşağıdaki yeni Starbasekozan videosunda izleyebilirsiniz. Sağlıcakla ve bilimle kalın.
En uzak galaksi ne kadar uzak?
1Fullerenes: An extraterrestrial carbon carrier phase for noble gases
2Helium isotopes in the earth’s interior and in the atmosphere: A degassing model of the earth
3Extraterrestrial amino acids in Cretaceous/Tertiary boundary sediments at Stevns Klint, Denmark
4On The Birth Masses of the Ancient Globular Clusters
