Ana sayfa Bilim Gündemi Evren ne kadar büyüktür?

Evren ne kadar büyüktür?

182

Çocukluğumuzda gökyüzüne baktığımızda aklıma ilk gelen sorulardan biridir evrenin büyüklüğü. Aklımız ve yorumlarımız ise yaşadığımız dünyanın nesneleri ile yanıtlar arama yolundadır. Neredeyse tüm insanlığın merak ettiği bir soru olarak Evren ne kadar büyüktür?

Soruya Çağlar Sunay’ın Bilim ve Gelecek Kitaplığı için hazırlamış olduğu “50 Soruda Evren” kitabından yanıtlar aradık.

1838’de Alman gökbilimci Friedrich Bessel yakın yıldızlardan bazılarının uzaklığını ilk kez doğru ölçene kadar Evren’in ne kadar büyük olduğuna ilişkin hiç kimsenin bir fikri yoktu. Bessel, 61Cygni adlı yıldızın 0,31 saniyelik bir paralaksı olduğunu (artık 0,287 saniye olduğunu biliyoruz) ölçtü ve yaptığı hesaba göre 61Cygni’nin 93 trilyon kilometreden, yani 10 ışık yılından biraz daha uzak olduğunu buldu. Böylece geceleri gökyüzünde nokta kadar gördüğümüz yıldızların bize ve birbirlerine olan uzaklığı hakkında ilk kez bir fikrimiz oldu. 20. yüzyılın başlarına kadar da Evren’in yalnızca Samanyolu’ndaki milyarlarca yıldızdan oluştuğu ve durgun olduğu düşünüldü.

Hubble 1923’te Andromeda Bulutsusu’nun Samanyolu’nun içinde yer alamayacak kadar uzakta olduğunu keşfedince, bir gecede Evren’imizin boyutları trilyonlarca kat büyüyüverdi. Andromeda da tıpkı Samanyolu gibi başlı başına bir gökadaydı ve milyarlarca yıldızdan oluşuyordu. Aslında sarmal bulutsu sanılan yapıların hepsi uzak birer gökadaydı ve Evren’de onlardan milyarlarca vardı.

21. yüzyıla geldik ve aradan yaklaşık yüzyıl geçmesine karşın, gökbilimciler Evren’in tam olarak ne kadar büyük olduğunu hâlâ bilemiyor; belki de hiç bilemeyecekler. Sonsuz büyük olma olasılığı var ama, bilim insanları sonlu bir büyüklüğü olduğunu düşünme eğilimindeler.

William Herschel’in 1785’te yaptığı bu “Samanyolu haritası”. Çok uzun bir süre Evren’in yalnızca Samanyolu’ndan ibaret olduğu düşünülmüştür.

Her ne kadar Evren’in bir sınırı yoksa ve sonsuz büyüklükte olabilirse de, bizim hakkında bilgi sahibi olabildiğimiz (gelen ışıklar sayesinde gözleyebildiğimiz) sınırlı bir Evren bölgesi vardır. Buna “gözlemlenebilir Evren” denir. Gözlemlenebilir Evren, merkezinde Dünya’nın bulunduğu dev bir balon gibi düşünülebilir. Bunun içinde ışıklarının bize ulaşması 13,75 milyar yıldan daha kısa süren bütün gökadalar yer alır. Bu da Evren’in var olduğu –ilk ışıkların yola çıktığı- süredir.

Evren’in sürekli genişliyor olması, “uzaklık” olgusunu, özellikle uzak nesneler için oldukça karmaşıklaştırır. Gökbilimciler büyük uzaklıkları anlatmak için genellikle ışığın yolculuk ettiği süreyi kullanırlar. Bu da ışığın, kaynağını terk ettiği anla bize ulaştığı an arasında geçen zamandır. Ama ışığın yolculuğu sırasında Evren genişlemiştir; yol almakta olan ışığın hem önündeki hem de arkasındaki Evren. Bir başka deyişle o bize doğru gelirken Evren’in genişlemesi nedeniyle aramızdaki uzaklık bir miktar artmıştır. O nedenle ışık, nesneyi terk edip bize doğru yola çıktığı anda, bizimle ışık kaynağının arasındaki uzaklık, ışık gözümüze geldiği andaki uzaklıktan daha kısadır  geçmişte. Bununla birlikte ışık kaynağının şu anki konumu da gönderdiği ışığın, ışık hızıyla aldığından daha da uzaktır. Çünkü o da gönderdiği ışık bize doğru ilerlerken olduğu yerde sabit kalmamış, Evren genişlediği için ters yönde ilerlemiştir.

On bir milyar yıl önce X gökadasından çıkan bir ışık fotonu Samanyolu’na doğru ilerlemeye başlamıştır. O dönemde iki gökada arasındaki uzaklık yalnızca 4 milyar ışık yılıdır.
Altı milyar yıl sonra foton hâlâ Samanyolu’na varamamıştır; çünkü o yol alırken Evren genişlemiş ve ulaşmaya çalıştığı Samanyolu ondan uzaklaşmıştır.
Foton Samanyolu’na ulaşmış ve Dünya’daki bir gözlemci de X gökadasını 11 milyar ışık yılı ötede görmüştür. Ancak foton Samanyolu’na doğru ilerlerken Evren’in genişlemesi nedeniyle X gökadası Samanyolu’ndan daha da uzaklaşmıştır. Fotonun gözlemcinin gözüne ulaştığı anda X gökadasıyla Samanyolu’nun arasındaki uzaklık 18 milyar ışık yılına çıkmıştır.

Bu hesaplama yöntemiyle gözlemlenebilir Evren’in büyüklüğü hesaplanmıştır. Işığı 13,7 milyar yıl önce yola çıkmış ve gözümüze ulaştığını düşündüğümüz bir nesnenin şu anki uzaklığı 46 milyar ışık yılıdır. Bir başka deyişle gözlemlenebilir Evren’in (balonun) yarıçapı 46 milyar ışık yılıdır. Dolayısıyla gördüğümüz bütün gökadalar gerçekte (şu anda) 92 milyar ışık yılı çapı olan bir kürenin içinde yer almaktadır. Ama en uzağı bize 13,7 milyar ışık yılı ötedeymiş gibi görünür.

Kaynak: Çağlar Sunay, 50 Soruda Evren, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, Ekim 2011, s.211-213