Evrende Olası En Yüksek Sıcaklık

Yaz gelirken daha Mayıs ayında ufak ufak bunalmaları yaşamaya başladık. Bu sene çok ciddi sıcaklıklarla karşılaşacağımıza eminim. Yer yüzünde bugüne kadar ölçülen en yüksek sıcaklık değeri kayıtlarda İran'daki bir tuzgölü civarında ölçülen 70.7 C'lik sıcaklık olarak biliniyor. Bu sıcaklık değeri dünya üzerinde cehennem desek hiç abartmış olmayız. Öyle bir sıcaklık altında bir kaç dakikadan fazla yaşayamayız. Ama peki evrendeki olası en yüksek sıcaklık kaç derecedir? Bunun için bilim insanlarının bazı düşünceleri var.

Araştırmalar, simülasyonlara ve teorilere göre elde edilen sonuç:

Hayallere bile sığdıramayacağınız bu sıcaklık değerine Planck Sıcaklığı deniliyor. Planck uzunluğu ve de Planck zamanı ölçekleri evrendeki en kısa mesafe ve de evrendeki en küçük zamanı ifade ediyor. Ama Planck Sıcaklığı ise evrendeki en yüksek sıcaklığı ifade ediyor. Fizik ya da Kimya ile az-çok alakalı olanlarımız, siyah cisim ışıması adında bir fenomeni mutlaka duymuştur.

_Kaynak

Siyah cisim ışıması da Max Planck'in bir deneyidir ve kuantum mekaniğinin doğuş deneyidir. Bir cisim her sıcaklıkta bir ışıma yapar, bir radyasyon yayar. Her bir sıcaklıktaki yayımlanan radyasyona ait ışığın bir rengi bulunmaktadır. O lambalarda gördüğümüz 6000 K, 7000 K şeklindeki renk sıcaklıkları bunlara tekabül ediyor. Cismin radyasyonuna ait dalgaboyu bu siyah cisim ışıması olayı sonucunda hesaplanabilmektedir. 1 Planck uzunluğu mesafenin, 1.616x10^-35 metre olduğunu hatırlatayım. Bu uzaklığa sığabilecek bir dalga boyundaki bir cisim olsaydı. Bu cismin siyah cisim ışımasına göre yapılan hesaplamaya göre yaydığı ısı enerjisine karşılık gelen sıcaklığın 1.42x10³² Kelvin olması gerekmekteydi. İşte bu da elde edilebilecek olası en yüksek sıcaklık olarak tanımlanacaktı

_Kaynak

Sıcaklık Deyince Aslında Ne Anlamalıyız?

Bir şeyin sıcaklığı dediğimizde boş uzayda yayılan radyasyonu anlamamalıyız. Bu ısı enerjisidir. Sıcaklık bunun ölçütüdür. Yani bir şeyin sıcaklığı deyince bir cisim ile başka bir cisim arasındaki göreli bir ısıl dengenin var olması gerekmektedir. Tek başına dikilen bir cismin yayınladığı şey için onun sıcaklığı şu kadardır dersek hata yapmış oluruz. Öyle bir şeyden bahsediliyorsa büyük olasılıkla o cismin yaydığı ısı enerjisinden söz ediliyordur. O cisimden daha sıcak ya da daha soğuk bir şeylerle ısıl etkileşimde olmalı ki sıcaklığı şudur diyebilmeliyiz. Etrafındak herşeyden izole olmuş, yalnız başına kalmış bir şeyin sıcaklığı yoktur.

_Kaynak

Kozmologlar ve Fizikçilere göre evrende bulunan en yüksek sıcaklığın Planck Sıcaklığından bir kaç mertebe (on üssü olarak) daha düşük olabileceğini ön görüyorlar. Büyük patlama gerçekleştiğinde o hengamede parçacıklar arasında neredeyse hiç bir etkileşme olmadı. Evren inanılmaz bir hızla genişledi. Etkileşme olmadığı için aslında teknik açıdan büyük patlamada evrenin sıcaklığı şuydu, buydu gibi açıklamalar çok da mantıklı değil aslında. Ama ne zaman evren genişlemesini yavaşlattı, ve kozmik uzay-zaman dalgaları maddeler arası etkileşmeye müsade etmeye başladı, o zaman evren sıcaklık değerleri ortaya çıkmaya başladı.

_Kaynak

Mutlak Sıfır

Bu kavrama değinmeden bu post bitirilmez. Eğer Planck sıcaklığı evrendeki olabilecek en yüksek sıcaklıksa, Mutlak Sıfır noktası yani 0 K, yani -273,15 C evrende olabilecek en düşük sıcaklıktır. Ama unutmayın evrenin hiç bir yerinde tam olarak bu sıcaklık bulunmamaktadır. Çünkü bu sıcaklığa sahip bir cismin atom ya da molekül ya da diğer tüm temel parçacıkları durmuştur. Evrende hiç bir şeyin temel parçacıkları ya da atomik titreşimleri durmaz! Bu nedenle bu kavram biraz ışık hızına ulaşılabilir mi yoksa yaklaşılabilir mi? Yaklaşılabilirse ne kadar yaklaşılabilir sorunsalıyla benzer özellikler taşıyor.

_Kaynak

Bir katı cisim amorf (düzensiz atom dizilimi) ya da kristal (atomların periyodik düzenli dizilimi) formlarında olabilir. Genellikle bizim sözünü ettiğimiz maddeler çoğunlukla kristal yapıda oluyorlar. Kristallerdeki atomlar durmadan titreşirler. Bu titreşimi sağlayan enerji temelde onların termal enerjileridir. Biz bu enerji sonucu o maddenin bir başka maddeyle olan etkileşimin ölçtüğümüzde bunu sıcaklık birimiyle ifade ederiz. Tıpkı elektrik enerjisi taşıyıcılarının elektron parçacığı olduğu gibi bir kristal örgüdeki ısıl titreşimlerin taşıyıcı parçacığı ise fononlardır. Bakın fononu foton ile karıştırmayın. İkisi farklı şeylerdir. Fononların titreşimleri sonucu katı haldeki maddeden çeşitli ışınımlar yayınlanır. Zifiri karanlıkta bu yayınlanan enerji (radyasyon), termal kameralar tarafından algılanabilir ve biz böylelikle kızıl ötesi kameraları kullanmış oluruz. Evrenin bir ucundaki bir cismin bu kızıl ötesi radyasyon yayınımını ölçerek onun sıcaklığının kaç derece civarında olabileceğini söyleriz. İşte bu da bizim termometremizdir.

#turkcebilim etiketini seven ve kullanan bir çok bilim ve teknoloji sever #TR kullanıcısı olduğunu görüyoruz. Sizler de bu etikete bilim, bilim tarihi, teknoloji ve ilişkili her şeyi yazabilirsiniz. Bu etiket altında gerçekten de çok seviyeli, faydalı ve işe yarar etkileşimler olabileceğine inanıyorum. Bir başka yazıda görüşmek dileğiyle...

---

!