Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu Hızlı Tekrar

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu — Hızlı Tekrar

1. Büyük Patlama ve iki temel kanıt

• Evrenin başlangıcı için yaklaşık **13,8 milyar yıl**, gözlenebilir çap için yaklaşık **93 milyar ışık yılı** verilir. İlki zaman, ikincisi mesafedir.
• Büyük Patlama “evrenin bir köşesinde patlama” değil, evrenin genişlemesini açıklayan modeldir.
• **Hubble:** Uzaklık–uzaklaşma hızı doğru orantılıdır: **v=H·d; v₂/v₁=d₂/d₁**.
• **Kırmızıya kayma:** Uzaklaşmayla ilişkilendirilen ışık gözlemi.
• **Kozmik mikrodalga art alan ışıması:** Erken evrenden kalmış yaklaşık **2,7 K** elektromanyetik ışıma. Gözlem 1964; COBE 1989, WMAP 2001.
• Evrenin sonsuza kadar genişleyip genişlemeyeceği kitapta kesin değildir.

2. Temel sınıflandırma

• **Fermiyon:** Kesirli spin; **6 kuark + 6 lepton**.
• **Bozon:** Tam sayı/0 spin; etkileşim taşıyıcıları ve Higgs bozonu.
• Kuark nesilleri: **(u,d) – (c,s) – (t,b)**.
• **u, c, t = +2e/3**; **d, s, b = −e/3**. Antikuark yük işareti tersine döner.
• **Baryon = üç kuark:** proton **uud** (+e), nötron **udd** (0).
• **Mezon = kuark + antikuark:** pozitif pion **u + anti-d** (+e).
• **Lepton = elektron, müon, tau ve üç nötrino**. Nötrinolar yüksüzdür.

3. Kuvvetler–taşıyıcılar

• **Güçlü:** Gluon; en şiddetli, kısa menzil.
• **Elektromanyetik:** Foton; yüklüler arasında, uzun menzil.
• **Zayıf:** W±, Z⁰; nötronun protona dönüşümü, kısa menzil.
• **Kütle çekimi:** Graviton *öngörüsü*; en zayıf, uzun menzil; graviton kitapta gözlenmiş değildir.

4. Oluşum basamakları ve formüller

• Kuarklar → proton/nötron → çekirdek → atom → molekül → madde.
• Z proton, N nötron: **u=2Z+N**, **d=Z+2N**, **kuark toplamı=3(Z+N)**; nötr atomun elektronu **Z**.
• 3 p + 4 n: u=10, d=11. 4 p + 3 n: u=11, d=10. İkisinde 21 kuark vardır.

5. Antimadde ve bilim insanları

• **Elektron e⁻ / pozitron e⁺:** kütle–spin–yük büyüklüğü eşit, elektrik yük işareti zıt.
• **Dirac 1928:** öngörü; **Anderson 1932:** pozitron gözlemi.
• **PET:** pozitron–elektron etkileşimi ile ortaya çıkan ışınım.
• **Higgs:** CERN’de 2012 tespiti; Higgs–Englert 2013 Nobel. **Salam–Glashow–Weinberg:** elektromanyetik/zayıf ilişki, 1979 Nobel.

Sınavda En Çok Karıştırılanlar

1. **13,8 milyar yıl ve 93 milyar ışık yılı:** farklı fiziksel büyüklükler.
2. **Kırmızıya kayma ve art alan ışıması:** aynı kanıt değildir.
3. **Fermiyon ve hadron:** elektron fermiyon lepton; proton birleşik hadron.
4. **Baryon ve mezon:** üç kuark / kuark–antikuark.
5. **u ve anti-u:** +2/3 e / −2/3 e; d ve anti-d: −1/3 e / +1/3 e.
6. **Gluon/foton/W-Z/graviton:** sırasıyla güçlü/elektromanyetik/zayıf/kütle çekimi.
7. **Higgs ve graviton:** deneyle tespit edilmiş bozon / kitapta gözlenmemiş öneri.
8. **Elektron ve pozitron:** eşit yük büyüklüğü; zıt işaret.

Soru Çözerken Yaklaşım

• Gözlem sorusunda **kırmızıya kayma mı, mikrodalga art alan mı** diye ayır.
• Çekirdek sorusunda Z ve N'yi bul, **u=2Z+N / d=Z+2N** yaz.
• Parçacık sorusunda sırasıyla **temel/birleşik → fermiyon/bozon → alt aile** kararını ver.
• Kuvvet sorusunda önce olayı, ardından taşıyıcıyı seç.
• Antimadde sorusunda “yük büyüklüğü” ile “yükün işareti” sözcüklerini ayrıştır.

Son 2 Dakikalık Tekrar

Hubble: **v∝d**. Mikrodalga art alan: **2,7 K**. Altı kuark, altı lepton. **uud → +e**, **udd → 0**, **u+anti-d → +e**. Dört kuvvet: **gluon, foton, W/Z, graviton (öngörü)**. Z proton ve N nötron: **3(Z+N) kuark**. Elektronun karşıtı **pozitron**.

Kendini Kontrol Et

1. İki kat uzak gök adanın uzaklaşma hızı? **İki katı** (aynı H varsayımı).
2. Protonun kuarkları? **uud**.
3. Nötronun kuarkları? **udd**.
4. Pozitif pion yükü? **+e**, u + anti-d.
5. Dört proton, üç nötronda u ve d? **11 u, 10 d**.
6. Graviton kitapta gözlenmiş mi? **Hayır**.
7. Pozitron hangi parçacığın karşıtıdır? **Elektronun**.