Evrenimizin sınırları nelerdir? | Bilim ve Teknoloji

1920’lerde bir tartışma evrenin büyüklüğü ve bulutsuların doğası – birkaç bininin kataloglandığı dağınık nesneler – gökbilimciler arasında öfkelendi. Bazı bilim adamları, galaksimizin içinde yer alan gaz halindeki nesneler olduklarını ve bunun tüm evreni oluşturduğunu savunurken, diğerleri bunların aslında Samanyolu’na benzer, uzaktan dağınık görünen “ada evrenleri” gibi yıldız sistemleri olduğunu iddia etti. Tartışma, Henrietta Swan Leavitt tarafından elde edilen bağıntıyı kullanarak, Dünyanın kuzey yarımküresinden çıplak gözle görülebilen tek Andromeda Bulutsusu’na olan mesafeyi ölçebilen Edwin Hubble tarafından çözüldü. Hubble’ın elde ettiği değer, diğer galaksilerin varlığını kanıtlayan ve evrenin boyutunu önemli ölçüde artıran Samanyolu’nun boyutundan çok daha büyüktü.

Astronomik mesafeler genellikle ışık yılı cinsinden belirlenir. Bir ışık yılı, ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir; yaklaşık dokuz trilyon kilometre. çapı Samanyolu 900 katrilyon kilometre ve Andromeda’ya olan uzaklık 22,5 kentilyon kilometredir. Andromeda hala Yerel Grup olarak adlandırdığımız galaksiler grubunun, yani bizim mahallemizin bir parçası olsa bile, bunlar çok büyük mesafeler. Gerçek şu ki, evren o kadar geniştir ki, onu bütünüyle göremeyiz, çünkü 13,8 milyar yıllık yaşamın ardından henüz ışığı bize ulaşmamış bazı bölgeler vardır.

Görebildiğimiz evren – bilinen evren – yarıçapı, bugün kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu olarak gözlemlediğimiz radyasyonu yayan bölgeler ile gezegenimiz arasındaki mesafeyi işaretleyen bir küredir. Evren durağan olsaydı, parçacık ufku dediğimiz bu sınır 13,8 milyar ışıkyılı uzaklıkta olurdu. Ancak, mesafe çok daha uzun: 46 milyar ışıkyılı.

Bunun nedeni, Hubble’ın da makalede açıkladığı evrenin genişliyor olmasıdır. Ekstra galaktik nebulalar arasında mesafe ve radyal hız arasındaki ilişki, 1929’da yayınlandı. Hubble, bir galaksi örneğinin hızlarını ve mesafelerini dikkatlice ölçtü ve bizden her yöne doğru hareket ettiklerini ve uzaklaştıkça hız kazandıklarını gösterdi. Hubble vardığı sonuçlarda çok dikkatli olmasına rağmen, sonuçları açıktı. Sadece beş yıl önce, bilim adamının çalışması evrenin boyutunu çarpıcı biçimde genişletmişti; şimdi, evrenin kendisini genişletti.

Genişleyen evreni göstermenin bir yolu olarak genellikle kuru üzümlü kek kullanılır. Pastayı fırına koyduğumuzda ve büyümeye başladığında, her kuru üzüm, kalanının uzaklaştığını görür. Boyutu iki katına çıktığında, başlangıçta bir santimetre olan iki kuru üzüm iki santimetre arayla, üç ayrı olanlar altı ayrı olacak. Bu, aynı zamanda, en uzaktaki kuru üzümler arasındaki mesafenin, en yakınların arasındaki mesafeden üç kat daha fazla artacağı, yani üç kat daha hızlı uzaklaşacağı anlamına gelir.

Arka plan radyasyonu evrenin erken evrelerinde yayıldı, ancak ışığının sonunda bize ulaşmadan önce 13.800 yıl boyunca genişleyen bir evrende seyahat etmesi gerekiyordu. Ancak, hepsi

bu sefer bu bölgeler uzaklaşmaya devam etti ve arka plan radyasyonunda gördüğümüz noktalar, etrafımızdakilere benzer galaksilere ve galaksi gruplarına dönüştü. Evrenin genişlemesini şu anda durdurabilseydik, bu galaksilerden gelen ışığın bize ulaşması 46 milyar yıl daha alacaktı. Ancak evrenin genişlemesini durduramayız ve ne kadar beklersek bekleyelim, bu parçacıkların dönüştüğü galaksileri asla göremeyeceğiz. Bunun nedeni, bu bölgelerin bizden ışık hızından daha yüksek hızlarda uzaklaşmasıdır, bu nedenle ışık, ne kadar uğraşırsa uğraşsın, onu bizden ayıran mesafeyi asla kapatamaz. Bu anlamda, bilinen evren olan parçacık ufku, evrenin geçmişinin görünür sınırını işaret eder, ancak etkileşimde bulunabileceğimiz evreni değil.

Son zamanlarda, elde edilen görüntülerde görebildik. James Webb Uzay Teleskobu, ışığı 13,5 milyar yıl önce yayılabilecek galaksiler. Henüz 300.000 yaşında, bebek bir evrende yaşayan yeni oluşmuş galaksiler. Onlar, bir bakıma, evrenin hiçbir zaman etkileşime geçemeyeceğimiz bir bölgesindeki hayalet galaksilerin resimleridir. O halde onların hâlâ evrenimizin bir parçası olduklarını söyleyebilir miyiz?

O halde etkileşimde bulunabileceğimiz evrenin sınırını tanımlayalım. Bu limit dahilinde – ve yeterli zamanımız olduğu sürece – şu anda galaksilerin yaydığı ışığı hala alabiliriz. Bu, evrenin genişleme hızı ışık hızının altında olan ve sınırı 16 milyar ışıkyılı uzaklıkta olan bölgesidir. Buna olay ufku denir ve bilgi alışverişinde bulunabileceğimiz evrenin sınırını gösterir.

Üzücü haber şu ki, evrenin en çok kabul gören modelleri doğruysa, gelecekte görebileceğimiz galaksilerin sayısı, her şey gözümüzden kaybolana kadar azalacaktır. Belki değil her şey, çünkü evrenin tüm bölgeleri genişlemiyor. Pastamızdaki kuru üzüm gibi, galaksiler de genişlemez; ne Dünya, ne ağaçlar ne de biz. İçinde bulunduğumuz yerel Grup genişlemiyor ve aslında yerçekimi nedeniyle Andromeda galaksisi bize yaklaşıyor. Ancak bu yerçekimi, uzaklaşmayan tüm galaksilerin tek bir galakside birleşinceye kadar daha da yakınlaşmasına neden olacak ve o zaman içinde yaşayan astronomların gözlemleyebileceği tek galaksi bu olacak. Evrenin genişlediğini bilmek için diğer galaksilerin hızlarını veya mesafelerini ölçemeyecekler ve muhtemelen 19. yüzyılın astronomları gibi evrenin tek bir galaksiden oluştuğunu düşünmeye başlayacaklar.

Leave a Reply

Your email address will not be published.