Bu segment için büyük soru, Big Bang için gözlemsel kanıt nedir?  

 Aslında evrenin yaşı 13,8 milyar yıldır. Bunu nasıl biliyoruz? Modern teleskoplar ve uzay enstrümantasyonunda yaptığımız tüm büyük gelişmeler sayesinde. Ancak çok uzun zaman önce, anlayışımız aslında oldukça farklıydı. Eskiden, evrenin kökeni için birbiriyle yarışan iki teori vardı. Bunlardan biri, Sir Fred Hoyle tarafından öne sürülen sözde kararlı durum teorisiydi ve bu teoride fikir, maddenin kendiliğinden var olduğu ve evren genişledikçe daha fazla maddenin yaratıldığı, böylece evrende herhangi bir yöne baktığınızda göründüğü yönündedir. Ancak alternatif teori, şakayla Büyük Patlama adını verdiği, evrenin birdenbire sonsuz küçük bir noktadan başladığı ve daha sonra genişlediği bir şeydi. Bu terimi, Kararlı Durum teorisiyle rekabet içinde aşağılayıcı bir anlamda kullandı, ancak artık kullanılmayan Durağan Durum teorisi ve merkez sahneyi alan büyük patlama teorisi ve oraya nasıl gideceğiz? 

 Gözlemsel kanıtlar ile bu, temelde 1929'da başladı, ünlü bir Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble, galaksiler denen uzak nesnelere olan mesafelerin, bu mesafelerin kırmızıya kaymalarıyla çok güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu keşfettiğinde başladı. Bu terimi duymuş olabilirsiniz, ama temelde ne olduğu, sanki orada bir tren istasyonunda duruyorsunuz ve büyük bir ekspres tren durmadan çok hızlı geçiyor ve işte ses geliyor, bu ses dalgaları, tren yaklaştıkça sıkışır, tren bizden uzaklaştıkça, bu ses dalgaları uzar ve bu ses perdesini değiştirir. Aynı zamanda bir dalga olan ışığa benzer. Böylece, galaksiler gibi nesneler bizden uzaklaşmaya başladıkça, ışığın dalga boyları uzar ve dalga boyları uzadıkça onları kırmızılaştırır, dolayısıyla kırmızıya kayar. Yani evrendeki uzaklıkla doğrusal orantılı bir hızla bizden uzaklaşan tüm nesneler kırmızıya kaymadır. Böylece Hubble'ın gözlemleri, gökyüzündeki konumlarından bağımsız olarak, uzak galaksilerin, spektral çizgilerden ölçüldüğü gibi, mesafeyle artan, yani bir galaksi ne kadar uzakta olursa, görünürdeki hız durgunluğu da o kadar büyük olur ve görünür bir hıza sahip olduklarını gösterir.  

Şimdi, doğanın inanılmaz bir şans eseri, tüm maddenin her yönden uzaklaştığı devasa bir patlamanın tam kalbinde ve merkezinde olmadığımızı varsayarsak, o zaman geriye kalan tek yorum, evrenin tüm gözlemlenebilir parçalarının birbirinden uzaklaştığı ve tüm bu hareketin izini zamanda geriye doğru izlersek ortak bir başlangıç noktasına geri döndüğümüzdür. Bu ortak başlangıç noktası, büyük patlama olarak bilinir ve bu, evrenimizin var olduğu noktadadır. Yani, büyük patlamanın doğrudan gözlemsel doğrulamasına sahibiz.

Bir kanıt ise 1964'te, ünlü kozmik mikro arka plan radyasyonunun Pensees ve Wilson tarafından keşfedilmesiyle geldi. Amerika'daki Bell Laboratuvarları için çalıştılar ve bir çeşit mikrodalga, besleme borusu, bir çeşit anten kullanıyorlardı, büyük bir kulağa benziyor. Ve garip bir ses duydular, işlerini yaparken ne olduğunu anlayamadılar. Her şeyden önce, bu küçük kulak anteni şeyinin içine yuva yapan güvercinler olabileceğini düşündüler ama aslında Big Bang'in kalıntısı olduğu ortaya çıktı. Bu gürültü aslında kozmik mikrodalga fon radyasyonuydu. Daha sonra uzay kaynaklı deneyler sayesinde, örneğin kozmik mikrodalga arka plan araştırmacısı Colby ve Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası MAP'ı iki katına çıkardı.  

Bunlar, tüm gökyüzü boyunca küçük sıcaklık dalgalanmalarını nokta nokta ölçtüler ve bunu yaptıklarında, kozmik mikrodalga arka plan spektrumu olarak bilinen şeyi yaratırlar. Ve şimdi evrendeki en eski ışık için tüm gökyüzü sıcaklığı diferansiyel haritalarına sahibiz, bu da kozmik mikrodalga arka plan radyasyonudur. Bu, evren sadece 380.000 yaşındayken yayıldı. Şimdi bu sözde rekombinasyon çağında meydana geldi, bundan biraz sonra bahsedeceğim. Ama kozmik mikro arka plan radyasyonuna ayrıntılı olarak baktığınızda ne yaptığı bu küçük küçük sıcaklık dalgalanmaları, erken evrendeki biraz farklı yoğunluklara karşılık gelir ve bugün gördüğümüz gelecekteki tüm yapıların tohumlarını temsil ederler, iplikçiklerin ve boşlukların büyük ölçekli yapısındaki tüm yıldızlar, galaksiler ve galaksi kümeleri tohumlanmıştır. 

 Öyleyse, bahsettiğim sözde rekombinasyon çağı nedir? Tahmin edebileceğiniz gibi, Big Bang'den hemen sonra evren aşırı derecede sıcak ve yoğundu. Bugün burada gördüğümüz, bende ve çevremizde normal atomlar o zamanlar yoktu. Aslında tüm maddeler, oldukça iyonize edilmiş bir plazma gibi mevcuttu. Evren genişledi ve bu nedenle sıcaklığı ve yoğunluğu, dediğim gibi, büyük patlamadan yaklaşık 380.000 yıl sonra düşene kadar, fiziksel koşullar iyonların ve elektronların hidrojen ve helyum gibi kararlı, nötr atomlar üretmek için ilk kez birleşmesine izin verdi. Bu rekombinasyon, nötr bir atom oluşturmak için iyonlar ve elektronlardan meydana geldiğinde, bu bir rekombinasyon çağı olarak bilinir. Yani, Big Bang'den 380.000 yıl sonra, rekombinasyon çağı başladı. Bu noktada, evrenin maddesi de radyasyona şeffaf hale geldi. Tamamen iyonize madde, herhangi bir dalga boyu radyasyonunu emebilirken, nötr madde yalnızca atomun etrafındaki elektron kabuklarındaki enerji farklılıklarıyla eşleşen tam enerjiyi taşıyan belirli nicelenmiş dalga boylarını emebilir. Radyasyon, tahmin edildiği gibi siyah bir cisim spektral şekline sahipti, ancak şu anda gözlemlenen mikrodalga fondaki tepe noktası yalnızca 3 Kelvin, aslında 2,726'lık bir sıcaklığa sahip, ancak görebileceğiniz gibi, orijinal sıcaklık arasında binin üzerinde bir faktör var. Erken evrende ayrılma anı, varoluşundan 380.000 yıl sonra ve şimdi gördüğümüz şey bunun nedeni, sıcaklık 3000 derece Kelvin olduğunda, evrenin müteakip genişlemesiyle, bugün 3 Kelvin olarak ölçtüğümüze kadar, tüm spektrumun ayrılma zamanından kırmızıya kaymasıdır. Yani, temel olarak, evren genişledikçe, CMB radyasyon dalga boyları aynı faktörle genişler. Bu nedenle, kozmik mikrodalga arka plan spektrumunun dalga boyu zirvesinin kozmik mikrodalga arka planının sıcaklığıyla ters orantılı olduğunu söyleyen Wien'in kara cisim yasasına göre, CMB sıcaklığının 1.100 kat düşmesi, yani 3.000 K'dan .726 K'ye düşmesi, bu, evrenin ayrılma anından şimdiye kadar 1.100 kat genişlediğini gösterir. Şimdi, bu Ortaçağ tarihi hakkında küçük bir konuşma değil, ama kozmolojinin karanlık çağlarından bahsediyoruz. Bu, kozmik mikrodalga fon radyasyonunun Büyük Patlama'dan yaklaşık 380.000 yıl sonra salınması ile Büyük Patlamadan birkaç yüz milyon yıl sonra ilk yıldızların oluşumu arasındaki bir dönemi temsil eden sözde kozmolojik bir çağdır.  

Artık evren arasındaki boşluk etkili bir şekilde karanlık, çünkü radyasyon geçebilse de ışığı kabul edecek hiçbir nesne kaynağı yoktu. İlk yıldızlar henüz oluşmamıştı, ancak bu karanlık çağ dönemini anlamak, kozmolojiyi anlamak için çok önemlidir, çünkü bu evrende ilk yapıların kütleçekimsel dengesizlikle ne zaman oluştuğunu gösterir. Özellikle ilk yıldızlar oluştuğunda, başlangıçtan birkaç yüz milyon yıl sonra, ilk galaksiler onlardan oluştuğunda ve bazılarının merkezlerinde süper kütleli kara delikler oluşturmak için birlikte çöktüğünde bugün gördüğümüz tüm büyük ölçekli yapıların oluşumu hakkında bilgi veriyor. En başında dedim ki, bugün evren hakkında bildiklerimizin, tüm bu inanılmaz yeni deneyler, teleskoplar ve uydular aracılığıyla 20 veya 30 yıl önce bildiklerimiz tarafından tamamen dönüştürüldüğü hassas bir kozmoloji dönemindeyiz. Kozmik mikrodalga arka planı gibi şeyleri ölçmek için uzaya bakıyoruz. Hubble sabitinin ne olduğunu artık kesin olarak biliyoruz. Evrenin kaç yaşında olduğunu biliyoruz. Yine de anlamadığımız birçok şey var. Big Bang'in neden olduğunu anlamıyoruz. Henüz büyük patlama anında ne olduğunu anlamıyoruz, sıfır zamanın o orijinal T'sine henüz geri dönemeyiz.