Evrenin Sonu ve Entropi Yasaları

Evren yaklaşık olarak 13,7 milyar yıl önce ‘’Big Bang’’ dediğimiz büyük patlama sonucu oluştu. Bu evrenin başlangıcıydı ve biz evrenin bir başlangıcı olduğunu görüp bir sonu olduğu fikrine varabiliriz. Peki evrenin sonu nasıl ve ne zaman gelecek? Bunu cevaplamak için öncelikle termodinamik yasalarına ve entropiye bir bakmamız gerekir.

Termodinamiğin birinci yasası ‘’Enerjinin Korunumu’’ olarak ifade edilir: ‘’Enerji varken yok, yokken var edilemez. Sadece bir halden başka bir hale dönüştürülebilir.’’. Şöyle bir örnek verelim; spor yaptığımızda vücudumuz önce karbonhidratı sonra yağları yakmaya başlar. Bu yıkım reaksiyonları sonucu ısı açığa çıkar ve vücut ısınır. Vücut da termal dengeyi sağlamak için terleme mekanizmasını devreye sokar. Yani besinlerle aldığımız enerjiyi kullanarak vücudumuz için hareket enerjisi oluşturuyoruz. Bunu yaparken de ısı açığa çıkarıyoruz ve termodinamiğin birinci yasası gereği enerji kaybolmuyor. Sadece biçim değiştiriyor. Bu da demek oluyor ki; enerji yaratmak ya da yok etmek imkânsızdır. Evrendeki enerji miktarı zamanın başından beri sabittir ve zamanın sonuna kadar sabit kalacaktır.

Termodinamik birinci yasasında enerjinin korunumu değindik, yoktan enerji var edemeyeceğimizi belirttik. 100 birim enerji harcayıp da 110 birim enerji elde edemeyeceğimizi söyledik. Termodinamik ikinci yasasında der ki ‘’Enerjinin tamamı kayıpsız olarak işe çevrilemez!’’. Bu da 100 birim enerji kullanarak 100 birim enerji üretemeyeceğimizi söyler. Yani herhangi bir potansiyel enerji kaynağının sahip olduğu enerjinin tamamını istediğimiz işe yada harekete yönlendiremeyiz. Çünkü enerji her zaman kayıplara uğrayacaktır. 100 birim enerji kullanarak 80-90 birim enerji üretebiliriz. Peki bu 10-20 birim enerji nereye gidiyor? Bunu açıklayabilmek için ise entropinin ne olduğuna bakmalıyız.

Entropi, en temel tanımıyla varlığın düzenden düzensizliğe kayma eğilimidir. Sistemde düzensizlik arttıkça entropi de artar. Bu durumda faydalı (iş yapılabilir) enerji miktarı azalır ve faydasız enerji miktarı artar. Örneğin bir barajın üzerinden geçen su bir göle düşer. Düşerken elektrik üretmek veya bir su çarkı çevirmek veya başka bir yararlı işlevi yerine getirmek için kullanılabilir. Bununla birlikte su dibe ulaştığında artık iş yapabilecek durumda değildir. Düz bir düzlemdeki su, en küçük su çarkını bile döndürmek için kullanılamaz. O halde entropi artışı ‘kullanılabilir’ enerjide azalma anlamına gelir. Her seferinde doğada bir şey meydana geldiğinde bir miktar enerji gelecekteki işler için kullanılamaz hale gelir. Entropi temel olarak sistemdeki toplam enerjiyi temsil etmektedir. Dışarısıyla madde veya enerji alış verişinde bulunmayan izole bir sistemde toplam entropi hiçbir zaman azalmaz, sürekli olarak artar.
Mesela Dünya’daki yaşam Güneş’ten gelen entropiyle beslenir. Bitkiler büyümeleri için gerekli enerjiyi güneş ışığından aldıkları zaman evrene bir miktar düzen katılır. Bu nedenle entropi azalır. Fakat Dünya’daki bu entropi (belirsizlik) azalması, bütün bir evrendeki entropi artışı yanında çok küçük kalır. Güneş’in yıpranma oranı, dünyamıza kattığı düzene göre çok büyüktür. Yani sistemdeki toplam entropi artmıştır. Bir sistemdeki toplam entropi hiçbir zaman azalmaz ve düzen her zaman düzensizliğe doğru hareket eder. Enerji hiçbir zaman sabit kalmaz ve enerji her zaman kaosa doğru dağılır. Buraya kadar anlattıklarımı kısaca ifade etmek gerekirse: Evrenin toplam enerji içeriği sabittir, zamanın başından beri öyleydi ve sonuna kadar da öyle kalacak. Toplam entropi yani kullanılamayan işe dönüştürülemeyen enerji sürekli olarak artacak.

Evreni var eden şey; interaksiyonların enerji değişimleri, enerjinin getirdiği düzen yani yaşamın kaderi etrafında bulunan enerji miktarına bağlıdır. Evrenimiz yani evrenimizdeki bütün her şey 13.7 milyar yıl önce büyük patlamada oluştu. Biz bu aradan geçen süre boyunca evrenimizin sürekli olarak bu enerjiyi kullandığını ve bu enerji entropinin gerektirdiği biçimde kullanıldığını anladık. Yani düzenden düzensizliğe doğru evrendeki potansiyel enerji azalırken entropinin ortaya saldığı kaosa adanmış enerji miktarı artmaktadır. Evrenin ölümü tam olarak nasıl olacağı bilenmemektedir. Fakat entropinin artışının evreninin ölümüne sebep olacağı bilinmektedir.

Yazan: Rana CAN

Kaynak*

Kaynak**

Kaynak***

Kaynak****

Kaynak*****

Kaynak: Zamanın Kısa TarihiStephen Hawking

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here