Big Bang’den Günümüze; Geçmişe Kısa Bir Yolculuk

Reklamlar

Siyah Cisim Işıması

303px-PlanckianLocus

The color (chromaticity) of black-body radiation depends on the temperature of the black body; thelocus of such colors, shown here in CIE 1931 x,yspace, is known as the Planckian locus.

Siyah cisim ışıması içinde elektromanyetik ışıma, ya da çevresinde termodinamik dengeyi sağlayan ya da siyah cisim (opak ve fiziksel yansıma gerçekleştirmeyen) tarafından yayılan ve sabit tutulan tekdüze sıcaklıktır. Işıma çok özel bir spektruma ve sadece cismin sıcaklığına bağlı olan bir yoğunluğa sahiptir.Termal ışıma, birçok sıradan obje tarafından kendiliğinden yayılan bir siyah cisim ışıması sayılabilecek türden bir ışımadır. Tamamen yalıtılmış bir termal denge ortamı siyah cisim ışımasını kapsar ve bir boşluk boyunca kendi duvarını yaratarak yayılır, boşluğun etkisi gözardı edilebilecek kadar küçüktür. Siyah cisim oda sıcaklığında siyah görünür, yaydığı enerjinin çoğu kızılötesidir ve insan gözü ile fark edilemez. Daha yüksek sıcaklıklarda, siyah cisimlerin özkütleleri artarken renkleri de soluk kırmızıdan kör edecek şekilde parlaklığı olan mavi-beyaza dönüşür. Gezegenler ve yıldızlar kendi sistemleri ve siyah cisimler ile termal dengede olmamalarına rağmen, yaydıkları enerji siyah cisim ışımasına en yakın olaydır. Kara delikler siyah cisim olarak sayılabilirler, ve kütlelerine bağlı bir sıcaklıkta siyah cisim ışıması yaptıklarına inanılır (Hawking Işıması). Siyah Cisim terimi, ilk olarak Gustav Kirchhoff tarafından 1860 yılında kullanılmıştır.

Spektrum

Siyah cisim ışıması karakteristik ve cismin sadece sıcaklığına bağlı olan tayfsal enerji dağılımı yapan Planck Spektrumu gerçekleştirir. Spektrum kendi karakteristik frekansında zirvededir ve artan sıcaklıkla birlikte daha yüksek frekanslara geçiş yapar ve oda sıcaklığında ışımaların çoğu elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölgesi gibidir. Sıcaklığın 500 celcius’a yükselmesiyle, önemli miktarda görülebilir ışınlar yayılmaya başlar. Karanlıkta incelenen ilk soluk parıltı gridir. Sıcaklığın artmasıyla, parıltı görülebilir olmaya başlar hatta sistemde arkaplan olduğunda ışık; donuk kırmızı, sarı ve son olarak göz kamaştırıcı mavi-beyaz olur. Cisim beyaz olduğunda, önemli bir bölümü ultraviyole ışınları yayar. 5800K sıcaklığındaki Güneş hemen hemen siyah cisimdir; merkezi spektrumun en fazla olduğu yerdir ve Güneş’in sarı-yeşil kısmı ultraviyole ile birlikte görünen spektrumun olduğu yerdir . Siyah cisim ışıması, oyuk ışıması aşamasında, içsel termodinamik dengeyi sağlar. Eğer denge ışımasının her bir Fourier biçimi yansıtmalı duvarları ve enerji değiştirme becerisi olan boş bir oyukta gerçekleşseydi, klasik fizikteki eşdağılım teoremine gore her biçim için eşit miktarda enerji olurdu. Sonsuz sayıda mod olduğu için, bu durum sonsuz ısı sığası aynı zamanda yayılan ışımanın fiziksel olmayan spektrumu frekanstan bağımsız olarak arttığı anlamına gelir ve buna ultraviyole dönüm noktası denir. Deneysel gözlem ve dönüm noktasının nicel çözümlenimi ile yüksek frekansta spektrumu kesmek kuantum alan kuramını biçimlerinin nicemlenmesinde uzlaşmayı sağlamıştır.Siyah cisim kanunları ve klasik fiziğin siyah cismi tanımlarken yetersiz kalması kuantum mekaniğinin ortaya çıkmasına yardım etmiştir.

Açıklaması

38px-Blackbody-colours-vertical.svg

Tüm maddeler sıcaklıkları 0’ın altında iken elektromanyetik ışımayı yansıtır. Bu ışıma maddenin termal enerjisini elektromanyetik enerjiye dönüştürür bu olay termal ışıma olarak adlandırılır. Bu olay entropinin dağılımının doğal bir sürecidir. Diğer taraftan, tüm maddeler elektromanyetik ışımayı eşit derecede soğururlar.Tüm dalga boyundaki ışımaları tamamı ile soğuran maddelere siyah cisim denir.Siyah cisim, değişmeyen bir sıcaklıktayken, yansıması sadece sıcaklığa bağlı olan karakteristik frekans dağılımına sahiptir. Bu yansımaya siyah cisim ışıması denir. %100 siyah cisimler doğada bulunmasada siyah cismin kavramı idealleştirmedir, İs karası ve grafit 0.95’ten daha büyük bir salım gücüne sahip olmasına rağmen siyah cisme en yakın örneklerdir. Siyah cisim ışıması deneysel olarak, değişmeyen sıcaklıkta tamamen opak ve kısmen yansıtan eninde sonunda kararlı hal denge ışıması yapacak olan katı cisimler olarak belirlenmiştir.Sabit sıcaklıkta küçük bir deliği olan kapalı bir kutudaki grafit duvarları başlangıçtan yayılan siyah cisim ışımasına iyi bir örnek teşkil eder. Siyah cisim ışımasının ışınımsal yoğunluğu termodinamik dengede sürüp gidebilen kendi eşsiz dağılımına sahiptir. Dengede, cisimden yansıyan ve yayılan ışımanın toplam yoğunluğu her bir frekans için denge sıcaklığı ile kararlı hale getirilmiştir, ve şekle, maddenin cinsine ya da yapısına bağlı değildir. Siyah cisim için, yansıyan ışıma yoktur yani spektral parlaklık tamamıyla ışınım sayesinde olur. Buna ek olarak, siyah cisim homojen olarak yayılır. (Yayılımı yönünden bağımsızdır.) Sonuç olarak, siyah cisim ışıması termal dengedeki siyah cismin yayılmasıdır.

250px-Pahoehoe_toe

The temperature of a Pāhoehoe lava flow can be estimated by observing its color. The result agrees well with measured temperatures of lava flows at aboutŞablon:Convert/Dual/LoffAoffDbSoffT .

Fırının içindeki enerji miktarı hacim vs. frekans grafiğindeki siyah cisim eğrileriyle bulunur. Farklı eğimler sıcaklık değiştirilerek elde edilir.Siyah cisim ışıması, yeteri kadar yüksek sıcaklık sağlanırsa görülebilir parlak ışığa dönüşür. Draper noktası tüm katılar için renklerinin soluk kırmızı olduğu sıcaklıktır, 798 K’e eşittir. Cisim bir fırında 1000K’e kadar ısıtıldığında dışardan kırmızı görünür, sıcaklığı 6000K’e çıktığında ise beyaz görünür. Cismin ne olduğunun ya da fırının ne kadar donanımlı olduğunun önemi yoktur, tüm ışık fırının duvarı tarafından emildiğinde cisimlerin hepsi siyah cisim ışımasına oldukça yaklaşık bir örnek teşkil eder. Işığın spektrumu ve rengi boşluğun sıcaklığının bir işlevi olarak ortaya çıkar. Prevost’un takas prensibine göre aynı sıcaklık ve aynı termal dengedeki iki cisimlerden biri T sıcaklığında ışık huzmesi içinde kalırsa ışık huzmesinin soğurduğu kadar ışığı yansıtır, ve bu ışınımsal dengeyi sağlar. Detaylı denge prensibi termodinamik dengede tüm sürecin eşit çalıştığını söyler. Prevost ayrıca şunu da göstermiştir; cismin yaptığı ışıma mantıken iç durumunun kararlılığına bağlıdır. Termodinamik emmenin etkisi termodinamik ışıma ile direkt olarak alakalı değildir, ancak yinede cismin iç durumunu etkiler. Bu şu anlama gelir; termodinamik denge her dalgaboyunun miktarının her yöndeki termal ışımanın T sıcaklığındaki cisim tarafından yansıtılmasıdır, siyah ya da değil, bu durum cismin T sıcaklığında soğurduğu ışıkla da ilişkilidir ve soğurulan ışık ile yansıtılan ışık eşit miktardadır. Cisim siyahken, soğurma barizdir: yüzeye ulaşan tüm ışık soğurulur. Siyah bir cismin dalga boyu çok daha büyüktür, herhangi bir dalga boyunda soğurulan ışık enerjisi tam anlamıyla siyah cismin kıvrımlarıyla orantılıdır. Bu siyah cismin kıvrımlarının yansıtılan ışık enerjisi miktarına eşit olduğu anlamına gelir. Bu Kirchhoff’un termal ışıma kanununun uygulanması için gereken koşuldur: Siyah cisim kıvrımı termal ışığın sadece oyuğun duvarlarının sıcaklığına bağlı olan ve boşluğun duvarlarının tamamen opak ya da ışığı daha az yansıtan bir cisim olmasını engelleyen ve termal dengedeki oyuk (cavity) niteliğidir. Siyah cisim küçükken boyutu ışığın dalga boyu ile karşılaştırılabilir, soğurum değiştirilir çünkü küçük bir obje uzun dalga boylu ışığın çok iyi bir soğurucusu değildir, ancak yansıtma ve soğurmanın sert eşitlik prensibi her zaman termodinamik denge durumunu korur. Labarotuvarda, siyah cisim ışıması küçük bir delikten büyük bir oyuğa doğru yapılabilir, bir kısmı yansıtıcı, tamamı opak cismin sıcaklığı sabit tutulur. (Bu teknik oyuk ışımasının alternatif bir versiyonudur.) Boşluğa giren ışık oyuğun duvarları tarafından oyuktan çıkana kadar yansıtılır, bu süreç ışığın soğurulması için yapılır. Soğurma oyuğa giren ışımanın dalgaboyundan bağımsız gerçekleşir. Delik, kuramsal olarak siyah cisme en yakın objedir ve oyuk ısıtılırsa deliğin ışıma spektrumu devam eder ve sadece duvarın opaklığı ve yansıtıcılığına bağlıdır ancak oyuğun ve deliğin yapıldığı materyale belirgin olarak bağlı değildir. 19. yüzyılın sonlarında kuramsal fizikteki ana sorun siyah cismin kıvrımlarını hesaplamaktı.Bu problem 1901 yılında Max Planck tarafından, Planck’in siyah cisim ışıması kanunu ile çözülmüştür.Planck, Wien’in ışıma kanunda yaptığı termodinamik ve elektromanyetizmaya uygun değişikliklerle deneysel bilgilere uyan matematiksel ifadeler bulmuştur.Planck, oyuktaki osilatörlerin enerjisinin sayısal olarak belirlenmek zorunda olduğunu varsaydı, yani miktarın sayısal olarak belirtilebileceğini düşündü.Einstein, bu düşünceyi temellendirerek elektromanyetik ışımayı sayısal olarak 1905te fotoelektrik olayla açıkladı. Bu kuramsal ilerlemeler sonucunda kuantum elektrodinamiği klasik elektromanyetizmanın yerini almıştır.Foton olarak anılan nicel paketleri ve siyah cisim oyuğu fotonların gazını kapsayan cisimler olarak düşünülmüştür.Buna ek olarak, her bir parçacık, bozon ve fermiyon için uygulanabilen fotoelektrik olay kuantumun dağılım olasılığı; Bose-Einstein istatistiği ve Fermi-Dirac istatistiğinin gelişimine önderlik etmiştir. Işımanın en güçlü olduğu dalga boyu Wien’in yer değiştirme kanunu ile bulunur, yansıtılan toplam güç ise Stefan-Boltzmann kanunu ile bulunur.Böylece, sıcaklık yükseldikçe, parıltının rengi de kırmızıdan sarıya, sarıdan beyaza, beyazdan maviye doğru değişir. Dalga boyu zirvedeyken ultraviyoleye dönüşür, ve yeteri kadar ışıma mavi dalgaboyu olarak yansımaya devam ederse cisim mavi olarak görünür. Cisim asla görünmez olmaz, hatta görünür ışığın ışıması monoton olarak sıcaklıkla birlikte artar. Parlaklık ya da gözlemlenen yoğunluk yönün işlevi değildir. Bu yüzden siyah cisim kusursuz bir Lambertian radyatörüdür. Gerçek cisimler asla tam olarak siyah cisim gibi davranmaz, ve onun yerine verilen frekanstaki en uygun kısmı yansıtırlar. Bir maddenin yayım gücü o maddenin siyah cisimle karşılaştırıldığında ne kadar enerji yansıttığını belirler. Bu yayım gücü dalga boyu, sıcaklık ve ışıma açısı faktörlerine bağlıdır. Ancak, mühendislikte yüzeyin spektral yayım gücü ve emme sığası dalga boyuna bağlı değildir, bu yüzden yayım gücü sabittir. Bu gri cisim varsayımı olarak bilinir. [[File:Ilc 9yr moll4096.png|thumb|300px|9-year WMAP image (2012) of the cosmic microwave background radiation across the universe. Siyah olmayan yüzeylerde, ideal siyah cisim halinden sapma durumu yüzey alanın sertliği ya da taneselliği ve kimyasal bileşenlerine göre kararlaştırılır. Her bir dalgaboyu temelinde, gerçek objeler termodinamik denge durumundayken Kirchhoff’un kanununu takip eder: salım gücü emme sığasına eşittir, bu yüzden bir obje gelen tüm ışığın hepsini soğurmaz ve siyah cismin yansıttığından daha az ışığı yansıtır; düşen ışığın bir kısmı cisimden iletilmiştir ya da cismin yüzeyinden yansıtılmıştır bu yüzden soğurma eksik olarak gerçekleşir. Astronomide, yıldız gibi cisimler genel olarak siyah cisim olarak görülür, ancak bu eksik bir yaklaşımdır. Siyah cisim spektrumunun neredeyse sergilendiği olay kozmik mikrodalga arkaplanı ışımasıdır. Hawking ışıması siyah cisim ışımasının kara delikler tarafından kütleye bağlı bir sıcaklıkta, deliğin dönmesi ve yüklenmesiyle gerçekleştiğini iddaa eden bir varsayımdır. Eğer bu tahmin doğruysa, kara delikler foton ve diğer parçacıkların yaptığı ışıma sonucunda gittikçe küçülecek ve buharlaşacaktır. Siyah cisimler tüm frekanslarda enerji ışıması yaparlar, ancak yüksek frekanslarda yoğunluğu hızlıca sıfıra düşmeye başlar.Örneğin; 300K oda sıcaklığında bir metrekarelik yüzey alanı olan bir siyah cisim, her 41 saniye de görünür aralıklarda (390-750 nm) foton yansıtır, yinede birçok elverişli ortamda siyah cisim görünebilir aralıklarda yansıma yapmaz.

Denklemler

Planck’ın Siyah Cisim Kanunu

Planck’ın kanunu şunu belirtir;

I(\nu,T) =\frac{ 2 h\nu^{3}}{c^2}\frac{1}{ e^{\frac{h\nu}{kT}}-1}.

T sıcaklığındaki siyah cismin; normal yönde birim başında frekansı, birim başında katı açısı olan yansıtan yüzeyde birim alandaki ışıyan birim zamandaki enerjisidir. h Planck sabiti; c Işığın boşluktaki hızı; k Boltzmann sabiti; ν Elektromanyetik ışımanın frekansı; ve T Cismin kesin sıcaklığıdır. Wien’in yerdeğiştirme kanunu Wien’in yerdeğiştirme kanunu, herhangi bir sıcaklıktaki siyah cisim ışımasının spektrumunun herhangi bir sıcaklıktaki spektrum ile bağlantısını gösterir. Eğer bir sıcaklıktaki spektrumun formunu biliyorsak, geri kalan tüm sıcaklıklardaki formunu hesaplayabiliriz.Spektral yoğunluk dalga boyu ya da frekansın işlevi olarak ifade edilebilir. Wien’in yer değiştirme kanunun bir sonucu da ışımanın birim başındaki dalga boyu yoğunluğunun,, sadece sıcaklığa bağlı bir işlev olmasıdır.

\lambda_\max = \frac{b}{T}

b Wien’in yer değiştirme sabitidir ve 2.8977721(26)×10−3 K m. ‘ye eşittir. Yukarıda belirtilen Planck’ın kanunu da frekans işlevidir. Dalga boyunun maksimum yoğunluğu;

\nu_\max = T \times 58.8\ \mathrm{GHz}\ \mathrm{K}^{-1} e eşittir.

Stefan–Boltzmann kanunu Stefan-Boltzmann kanunu siyah cismin yüzeyinde birim alanda yansıtılan güç, cismin kesin sıcaklığının dördüncü kuvveti ile direkt olarak orantılı olduğunu belirtir.

j^{\star} = \sigma T^4,

 j* birim alanda ışıyan toplam güç, T kesin sıcaklık ve,  σ = 5.67×10−8 W m−2 K−4 , Stefan-Boltzmann sabitidir.

İnsan Vücudu Emisyonu

Tüm maddeler gibi, insan vücudu da kendi enerjisinin bir kısmını kızılötesi ışını olarak yayar. Yayılan net güç,yansıyan ve soğurulan gücün farkı ile bulunur:

P_\mathrm{net}=P_\mathrm{emit}-P_\mathrm{absorb}. \,

Stefan-Boltzmann kanunu uygulanınca,

P_{\rm net}=A\sigma \varepsilon \left( T^4 - T_0^4 \right).

Erişkin bir insan vücudunun yüzey alanı 2 m2 ve derinin orta ve uzak yayım gücü ametallerde olduğu kadardır.Vücut sıcaklığı 33 °C civarındadır ortam sıcaklığı 20 °C iken giyinmek vücut yüzeyindeki sıcaklığı 28 °Cye kadar düşürür. Bu yüzden net ışınımsal sıcaklık kaybı;

P_{\rm net} = 100 \ \mathrm{W}. kadardır.

Gün içinde yayılan toplam enerji 9 MJ (megajoule) ya da 2000 kcal kadardır. 40 yaşında bir adam için bazal metabolizma oranı 35 kcal/(m2·h), yüzey alanı 2 m2 sayılırsa her gün için 1700 kcal’ye, eşittir. Ancak, hareketsiz yetişkinlerin ortalama metabolik hızı bazal metabolik hızlarının %50-%70’I kadardır.Isıyayım ve buharlaşmayı da içeren başka enerji kayıpları da vardır.Isı iletimi göz ardı edilebilir düzeydedir, Nusselt sayısı biriminden çok daha büyüktür,. Terleme yoluyla buharlaşma, ısıyayım ve ışıma sıcaklığı sabit tutmada yetersizse (ancak akciğerlerdeki buharlaşma bundan bağımsızdır) gereklidir.Serbest ısıyayımı, her ne kadar daha düşük düzeyde olsa da, ışı yayımı ile benzerdir. Böylece, ışınım soğuktaki termal enerji kaybını açıklar, durgun hava.Belirtilmiş olan birçok varsayımın yaklaşık doğal durumu ancak basit bir tahmin olarak kabul edilebilir. Isıyayımına neden olan ortamın hava hareketi ya da ışımanın göreli önemi termal kayıp mekanizması olarak sayılır. Wien’in kanununun insan vücudu ışımasına uygulandığında zirvedeki dalga boyu bulunur.

\lambda_{\rm peak} = \frac{2.898\times 10^-3 \ \mathrm{K} \cdot \mathrm{nm}}{305 \ \mathrm{K}} = 9.50 \ \mu\mathrm{m}.

Bu nedenle denekler için termal görüntü cihazlarının en hassas olduğu aralık 7-14 mikrondur. Gezegen ve Yıldızının Arasındaki Sıcaklık İlişkisi Siyah cisim kanunu Güneş’in etrafında dönen gezegenlerin sıcaklığını tahmin etmek için kullanılabilir.

Bir gezegenin sıcaklığı bazı faktörlere bağlıdır:

  • Yıldızının yaptığı özel ışıma
  • Gezegenin yansıyan ışıması, (Dünyanın kızılötesi parıltısı)
  • Gezegenden yansıyan ışığın kırılmasına neden olan yansıtabilirlik etkisi
  • Atmosfer ve gezegenler arasındaki sera etkisi
  • Radyoaktivite, tidal ısınması, Kelvin-Helmholtz mekanizmasından dolayı gezegen tarafından üretilen enerji

Bu nicel çözümlenim sadece Güneş sistemindeki, Güneş tarafından ısıtılan gezegenler için geçerlidir. Stefan-Boltzmann kanunu Güneş’in yansıttığı toplam gücü verir;

The Earth only has an absorbing area equal to a two dimensional disk, rather than the surface of a sphere.
P_{\rm S\ emt} = 4 \pi R_{\rm S}^2 \sigma T_{\rm S}^4 \qquad \qquad (1)
\sigma \,Stefan Boltzmann sabiti,
T_{\rm S} \, Güneş’in geçerli sıcaklığı ve,
R_{\rm S} \,Güneş’in yarıçapı.

Güneş bu gücü eşit olarak her yöne yayar.Bu yüzden gezegenlere bu gücün sadece bir kısmı isabet eder.Güneşten gelen gücün gezegene çarpan kısmı;

P_{\rm SE} = P_{\rm S\ emt} \left( \frac{\pi R_{\rm E}^2}{4 \pi D^2} \right) \qquad \qquad (2) ile hesaplanır.
R_{\rm E} \,gezegenin yarıçapı,
D \,astronomik birim, Güneş ve gezegen arasındaki uzaklık.

Yüksek sıcaklığı yüzünden Güneş, yüksek ölçüde görülebilir ve ultraviyole frekans aralığında ışınlar yayar. Bu frekans aralığı, gezegen enerjisinin (\alpha) kadarını yansıtır, (\alpha) UV-Vis aralığında gezegenin reflektansıdır. Başka bir deyişle, gezegen Güneş’in ışığının (1-\alpha) kadarını soğurur, ve geri kalanını yansıtır.Atmosferin ve gezegenin soğurduğu güç;

P_{\rm abs} = (1-\alpha)\,P_{\rm SE} \qquad \qquad (3)

Gezegen sadece dairesel bir alanı soğursa da ,(\pi R^2) silindir olarak her yöne eşit bir ışık yayımı yapar. Eğer gezegen tam anlamıyla bir siyah cisim olsaydı Stefan-Boltzmann kanununa göre yansıtma yapardı:

P_{\rm emt\,bb} = 4 \pi R_{\rm E}^2 \sigma T_{\rm E}^4 \qquad \qquad (4)

(T_{\rm E} ) gezegenin sıcaklığıdır. Bu sıcaklık gezegen siyah cisim olması durumu için hesaplanmıştır (P_{\rm abs} = P_{\rm emt\,bb}), etkili sıcaklık olarak bilinir. Gezegenin gerçek sıcaklığı muhtemelen yüzeyine ve atmosferik özelliklerine göre farklılık gösterir. Sera etkisi ve atmosferi yok sayarsak gezegen, Güneş’ten daha az sıcak olduğu için çoğunlukla spektrumun kızılötesi (IR) kısmını yansıtır. Bu frekans aralığında yansıttığı ışıma,  (\overline{\epsilon}), siyah cismin yansıttığı ortalama yayım oranındaki kızılötesi aralığında olur. Gezegen tarafından yansıtılan güç;

P_{\rm emt} = \overline{\epsilon}\,P_{\rm emt\,bb} \qquad \qquad (5)

Bir cismin ışınımsal çevresiyle olan ışınımsal dengesi, yansıttığı ışınım enerjisinin soğurduğu ile eşit olmasıdır:

P_{\rm abs}=P_{\rm emt} \qquad \qquad (6)

Güneş’in ve gezegenin gücünü yerine 1-6 eşitliğinde yerine koyar , gezegenin muhtemel sıcaklığını basitleştirerek yazar ve sera etkisini yok sayarsak, TP :

T_P = T_S\sqrt{\frac{R_S\sqrt{\frac{1-\alpha}{\overline{\varepsilon}}}}{2D}}

Başka bir deyişle, verilen varsayımlar, gezegenin sıcaklığının sadece Güneş’in yüzey sıcaklığına, Güneş ve gezegenin arasındaki uzaklığa, yansıtabilirliğe ve gezegenin kızılötesi yansıtımına bağlı olduğunu gösterir.

Kozmoloji

Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması sıcaklığı 2.7K olan ve şu ana kadar doğada gözlemlenmiş siyah cisim ışımasına en yakın olaydır.Bu olay ilk evrende ışımanın ekuplaj anının enstantanesi gibidir. Bu zamandan önce , evrendeki çoğu madde termal denge ile ışıyan iyonlaşmış plazma halindeydi.

Kondepudi Prigogine’e göre, çok yüksek sıcaklıklarda (1010K’in üstü; evrenin ilk zamanlarında bu sıcaklıklar vardı), termal hareket güçlü nükleer kuvvetler yerine proton ve nötron olarak ayrıldığında pozitif yüklü elektronlar görünüp kaybolmaya başlarlar ve elektromanyetik ışıma termal denge ile gerçekleşir.Bu parçacıklar siyah cisim spektrumunun elektromanyetik ışımasına ek olan formlarıdır. Hareketli siyah cisimdeki Doppler Etkisi Relativistik Doppler Etkisi  ışığın frekansında, f, değişikliğe neden olur, originating from a source that is moving in relation to the observer Relativistik Doppler etkisinde gözlemcinin gördüğü hareketle alakal kaynağın frekansında, f, değişiklik olur, gözlemlenen dalganın frekansı f’:

f' = f \frac{1 - \frac{v}{c} \cos \theta}{\sqrt{1-v^2/c^2}},

 v kaynağın gözlemciye göre hızı, θ hız vektörü ve kaynağa göre gözlemci-kaynak arasındaki ölçülen konum arasındaki açı, c ışık hızıdır.  Bu denklem gözlemciye göre (θ = π) ya da (θ = 0) olan özel durumlarda ışık hızından daha düşük bir hız alınarak basitleştirilebilir. Planck’ın kanununa göre siyah cismin spektrum sıcaklığı ışığın frekansına orantılı olarak bağlıdır ve denklemde sıcaklık (T) frekans yerine geçer.Direkt olarak gözlemciye doğru ya da gözlemciden uzaklaşarak hareket edilen durumlarda, denklem şuna indirgenir;

T' = T \sqrt{\frac{c-v}{c+v}}.

Burada v > 0 kaynaktan uzak bir sonuçtur, ve v < 0 kaynağa yakın bir sonuçtur. Bu astronomide yıldızların ve galaksilerin hızının ışık hızının önemli miktarına ulaşabildiği önemli bir etkidir.Dipol anizotropi sergileyen kozmik mikrodalga arkaplan ışımasında, siyah cisim ışıma alanına göre Dünyanın hareketi bulunan önemli bir örnektir.

Kaynakça

Hiper Uzay ve Dördüncü Boyut

KARADELİĞİN ARKASI

Karadeliğe giren cisimler (gezegenler, yıldızlar ve hatta komple bir galaksi) nereye gidiyor ? Bunlar tekrar bizim evrenimize geri dönmüyorlar. Dönselerdi bunların çıkardıkları ışınlardan anlardık. O zaman bütün bu malzeme nereye gidiyor ?

Karadeliğin tekilliğinden 10 üzeri -33 cm genişliğinde bir kurt deliği başlıyor. Kurt deliği bir köprü gibidir, öbür ucu bir akdeliğe bağlı, ortasında bir bebek evren var. Karadelik bizim evrenin çıkış kapısı, akdelik ise yanımızdaki diğer bir evrenin giriş kapısıdır. Karadelik daima çeker, akdelik ise daima iter. Karadelik yutar, akdelik fışkırtır. Karadeliğe girenler sıfır zaman ve sonsuz hızla kurt deliğini geçip akdelikten öbür evrene dalar ve asla geri dönemezler.

Bir karadeliğin yuttuğu malzemenin bir kısmı ortadaki bebek evrene girer, onu besler. Bebek evren bu malzeme ile büyür ve sonunda tam bir evren haline gelir. Malzemenin geri kalan kısmı ise, bir daha geri dönmemek üzere, akdeliğe geçer.

HİPER UZAY :

Ortada, sonsuz boyutlu bir vakum (hiper uzay) mevcut, içinde çok sayıda evrenler var, herbiri birbiri ile karadelik+kurtdeliği+akdeliklerle bağlantılıdır. Aralarında devamlı malzeme alış verişi mevcut, evrenler birbirine paralel durumda veya biri bir diğerindeki bir atom çekirdeğinin içine yerleşmiş durumdadır.

Sistem sonsuz bir denge içinde inanılmaz bir hassasiyette işlemektedir. Tanrı’nın, bütün bu oluşumları dizayn eden, inşa eden, Hiper Uzay’ın dışında sistemin çalışmasını 10 üzeri +32 yıl (protonun bozunma süresi) işleyeceği, önce veya sonra yine bir tekilliğe gidileceği hesaplanmaktadır.

8_cell (1)

Hiper küp

120px-16-cell

Hiper piramit

120px-120-cell

Hiper daire

120px-24-cell-orig

Hiper altıgen

Hepimiz x,y,z koordinatlarını biliyoruz. Ancak bilim adamları bizim bildiğimiz 3 boyutun dışında 10 boyutun var olduğunu iddia ediyorlar.

bilindiği üzere 3 boyutlu uzayda yaşıyoruz ve bütün uzaydaki cisimler 3 şeyden oluşyor en-boy-yükseklik, şimdi küçük bir ricam var kafanızı biraz yukarı kaldırarak içinde bulunduğunuz odanın köşelerinden birine bakmanız en iyi 3 boyutlu uzayı buradan görebilirsiniz.

yani kısaca şu uzaydaki bütün nesneler 3 boyutludur. en boy ve yükseklikten oluşur.peki biz bir kağıda küp çizemezmiyiz tabii ki çizeriz, her bir noktasında en boy ve yüksekliği temsil eden 3 adet çizgi çıkarıp bunları analitik kurallar ile birleştirirsek 2 boyutlu uzay üzerinde bir temsili küp çizeriz.

4. Boyuta Hoş Geldiniz.
(HYPER CUBE)
4. boyut var mıdır yok mudur diye umarım hala tartışmıyorsunuz. Uzay bile 3 boyutlu ise nasıl 4. boyutlu uzay 3 boyutlu uzay içinde olabilir. Ama olmaması onu temsil edemeyeceğimiz anlamına gelmez nasıl kağıt içerisinde bir küp yoksa ama biz onu temsil edebiliyorsak 4 boyutlu hiper küpü de pek ala temsil edebiliriz.
MANTIK
Şimdi her bir noktadan 3 çizgi çıkartık ve analitik olarak bunları birleştirdik.bu çizgilerimiz en-boy-yükseklikti. Şimdi 4 çizgi çıkardığımızı düşenelim ve bunlar en-boy-yükseklik-teta olsun (tetayı sadece hayal ettim) işte bu 4 ekseni de birleştirdiğimizde alın size 4 boyutlu uzay
ŞEKİL
Şekiller çok daha açıklayıcı oluyor. Sadece her bir noktadan kaç çizgi çıktığına bakmanızı istiyorsunuz işte size hiper küpün şekli birde hayali boyutları 5-6-7-…-n olarak düşünün

Bilim adamları bu konu hakkında Minkowski ve Euclidiean geometri anlayışları ile birbirlerini yemektedir. Euclidiean teorisine göre, bildiğimiz uzay, x,y,z koordinatlarının yanı-sıra beynimizin algılayamadığı 4,5 hatta10 boyutun olduğunu belirtiyor. Minkowski mantığı ise bildiğimiz x,y,z ‘nin yanında 4. boyut olarak “zaman” kavramının bulunduğunu belirtiyor. Zaman kavramınında kendi içinde x,y’ye hatta bir de z’ye (paralel boyut) sahip olduğu düşünceleri göz önünde bulundurulunca varolan beynimizin de kaybolduğunu farkediyoruz. Bu yüzden derin nefes alıp, gündemimizin muhteşem meşguliyetlerinden 5dk zaman ayırıp bu oldukça ilginç konuyu biraz düşünelim.

Minkowski’nin geliştirdiği mantığı (Einstein’in ilk ortaya attığı) neredeyse isminin bir yerinde Star (Yıldız), Time (Zaman) veya Space(Uzay) bulunan tüm filmler, tüm oyunlar, tüm kitaplar kısacası her yerde defalarca izledik. Hatta sokaktan birini çevirseniz sorsanız uzay-zaman teoremi/relativitiy/izafiyet (bayağı uzun bir süre açlık anlamına geldiğini zannediyordum) nedir diye, bir cevap verirler mutlaka.

Benim asıl ilgimi çeken ve şu anki teknoloji ile bize daha yakın duran Euclidiean uzayında x,y,z’ye ek olarak birde 4. bir boyut olması. Bu boyutlar 10′a kadar gidiyor gibi gözüküyor. Buradan 4D for dummies tarzı bir seri bulabilirsiniz. Herbiri muhteşem çizimler ile detaylandırılmış ama arabayı hayatında metal görmemiş birine anlatınca ne kadar anlar ki.

celltess4

Kaynakça