Evren’in genişlemesi ne demektir?

1929’da keşfedilen Evren’in genişliyor olduğu gerçeği insanın kendi kökenine ilişkin (Nereden geliyoruz?) en önemli keşiflerden biridir. Evren’in genişlemesi Büyük Patlama modelinin temelini oluşturur; onun çıkış noktasıdır. Peki, Evren’in genişlemesi ne demektir? Evren neyin içinde genişler? Evren’in genişlemesi Güneş Sistemi’nin hatta Dünya’nın da genişliyor, büyüyor olduğu anlamına gelir mi?

Genişleme, gerçekte iyi bildiğimiz bir kavramdır. Bir ülkenin sınırlarının genişlemesini ya da bir petrol tankerinden sızan petrolün kirlettiği alanın genişlemesini kolayca anlar ve aklımızda canlandırabiliriz. Ülkenin ve deniz yüzeyindeki petrolün sınırları (kenarları) ve bir merkezi vardır. Bu sınırların ötesinde de genişlenebilecek bir bölge bulunur. Ancak Evren’in genişlemesi bildiğimiz şekilde olmaz. Bunun nedeni aslında Evren’in kendisinin, bildiğimiz şeylere pek benzemiyor oluşudur. Örneğin Evren’in bir merkezi ya da onu kuşatan sınırları yoktur. Bununla birlikte Evren’in dışında da genişleyeceği bir bölge yoktur. Daha doğrusu Evren’in dışı diye bir yer bulunmaz. Bütün gökadalardaki ve gökadalar arası uzaydaki madde, enerji, karanlık madde ve karanlık enerji hep Evren’in içindedir. Bir merkezi ve sınırları bulunmayan Evrenimiz de sürekli ve artan bir hızla büyür, genişler.

Evren’de hangi uzak gökadaya bakarsak bakalım onun bizden uzaklaştığını görürüz. Ancak daha yakın olanlar daha yavaş uzaklaşırken uzaktakiler daha hızlı ve en uzaktakiler de en hızlı uzaklaşır. Bu durumun bazı istisnaları vardır. Yerel Grup gibi gökada gruplarındaki ya da kümelerdeki gökadalar birbirlerine kütleçekimsel olarak bağlıdır. Grup içinde değişik yönlerde ilerleyebilirler. Gökadaların küme içindeki bu tür hareketleri Evren’in düzgün genişlemesinden “sapma”lar olarak görülür. Bir başka deyişle küme içindeki kütleçekim etkileri Evren’in genişlemesine karşı işler. Aynı durum gökadaların içindeki madde için de geçerlidir. Yani gökadalardaki kütleçekim etkisi Evren’in genişlemesine karşı durur ve hiçbir gökada genişlemez.

Bütün gökadaların bizden uzaklaşıyormuş gibi görünmesi garip bir durumdur. Sanki Samanyolu Evren’in merkezindeymiş ve bütün gökadalar ondan kaçıyormuş izlenimi uyandırır. Bir de eğer zamanı geri alabilsek tüm gökadalar Samanyolu’nda buluşacakmış gibi gelir. Bir başka deyişle Evren’in merkezindeymişiz duygusuna kapılırız. Ne var ki durum hiç de öyle değildir. Bu tümüyle bir yanılsamadır.

Konvansiyonel patlamalarda patlamanın bir merkezi olur. Merkeze yaklaştıkça madde yoğunluğu, sıcaklık ve basınç artar. Merkezden uzaklaştıkça maddelerin saçıldığı hacim büyür, madde yoğunluğu ve sıcaklık düşer. Büyük Patlama’yla başlayan Evren’in genişlemesi konvansiyonel patlamanın bu betimlemesine uymaz; çok farklıdır. Büyük ölçekte Evren’de herhangi bir bölgede madde yoğunlaşması gözlenmez -Evren homojendir. Evren’in sıcaklığı da her yönde aynıdır (2,7 K). Yani Evren’in bir merkezi ve sınırları yoktur. Evren her yönde aynıdır.

Bu nedenle Samanyolu’nun Evren’in merkezindeymiş gibi algılanması bir yanılsamadır. Gerçekte hangi gökadadan öteki gökadalara bakılsa aynı manzarayla karşılaşılır: Bütün gökadalar uzaklaşıyor görünür. Gökadaların birbirlerinden uzaklaşıyor olması bir balonun üzerine tutturulmuş kağıttan minik gökadaların balonun -bu örnekte iki boyutlu bir evrene karşılık gelir- şişirilmesiyle birlikte birbirlerinden uzaklaşmasına benzer.

Genişleyen Evren kuramına göre gerçekte Evren bir boşluğun ya da uzayın içinde genişliyor değildir. Kendisi genişler. Evren’in dışında hiçbir şey yoktur; Evren’in dışı diye bir şey yoktur. Gökadalar da gerçekte Evren’de büyük hızlarla ilerlemez. Onlar aslında uzayda durur ancak aralarındaki uzay genişler ve uzaklık Evren’in genişlemesinden dolayı artar. Bu durumu fırında kabaran bir üzümlü kekin üzümlerinin kendileri hareket ettiği için değil de kek kabardığı için birbirlerinden uzaklaşmasına benzetilebilir.

Kaynak: Çağlar Sunay, 50 Soruda Evren, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, Ekim 2011, s.214-217