AstroNotlar’dan, merhaba! Geçtiğimiz hafta dünyanın mikro ölçeklerinde gezinmiştik, bu hafta da makro boyuta bakalım istedik. Sizlere içinde yaşadığımız evrenden ve evrenin yapısından bahsedeceğiz.
Evrenin yapısında ne vardır ve evren nelerden oluşur? Evren, her gece başımızı göğe kaldırdığımızda gördüğümüz yıldızlar, gezegenler ve çıplak gözle birkaç istisna haricinde göremediğimiz gökadalar, gökada kümeleri, süper kümeler ve bunları yanı sıra bir de kırk takla atsak, en büyük teleskoplardan en hassas dedektörlere kadar ne kullanırsak kullanalım göremediğimiz ve adına karanlık madde ve karanlık enerji adı verdiğimiz şeylerden oluşur.
Yıldızlar, gezegenler ve gökadaları görebiliyoruz, peki hiçbir şekilde göremediğimiz karanlık madde ve karanlık enerjinin varlığını nasıl biliyoruz derseniz işler orada biraz ilginç bir hal almaya başlıyor. Karanlık madde ismi aslında bugün bildiğimiz karanlık madde kavramı henüz ortada yokken ortaya çıkmıştır. 1906 yılında Fransız bir matematikçi Samanyolu’ndaki parlak olmayan maddelerden bahsetmek için bu tabiri kullanmış. Sonra işin gözlemsel kanıtına dair bir ipucu yakaladığını kabul edebileceğimiz kişi ise Hollandalı astronom Jan Oort olmuş. Oort, 1932 yılında Samanyolu’ndaki yıldızların hareketleri üzerine bir çalışma yapıyor ve fark ediyor ki gökadanın eteklerindeki yıldızların hareketi beklenildiği gibi değil. Oort, gökadamızın eteklerindeki yıldızların tıpkı bir atlı karıncadaki atlar gibi yukarı aşağı yalpalama hareketi yapıyormuş gibi gözlemliyor ve Oort fark ediyor ki, kimi yıldızlar bulundukları mesafe için öngörülen yalpalamadan, yani gökada düzleminden uzaklaşma miktarlarından yeterince nasiplenmiyorlar. Yine de bunun üzerine çok gitmiyor.
Bundan kısa bir süre sonra da Zwicky olaya el atıyor. İsviçreli astronom Fritz Zwicky, “Koma Kümesi” adı verilen bir gökada kümesindeki binden fazla gökada üzerinde bir çalışma yapıyor ve fark ediyor ki bu gökadaların öylesine sıkı sıkıya bir arada durması için gereken kütleçekim kuvveti, mevcut yıldızlar ve benzeri cisimleri oluşturan kütleyi göz önüne alarak hesapladığımızdan çok daha fazla. Bu durumda, göremediğimiz ama etkisini hissettiğimiz ve gözlemleyebildiğimiz bir karanlık madde olduğu iddiası iyice yer edinmeye başlıyor. Nihayetinde 1970’lerde Amerikalı Astronom Vera Rubin ve arkadaşlarının sarmal gökadaların dönme hızları üzerine yaptığı çalışma ile gökadalarda kayda değer miktarda karanlık madde bulunduğunun kuramsal kanıtları elde edilmiş oluyor.
“Peki ya karanlık enerji, o nasıl bulunuyor?” diye soracak olursanız; Karanlık enerji işin biraz daha kuramsal kısmında yer alıyor. İlk olarak Einstein görelilik kuramını oluştururken buna ihtiyaç duyuyor ve böylelikle kütle çekimi değil de kütle itimi özelliğine sahip bu kavram ortaya çıkıyor. Ne var ki bu olgu daha sonra Einstein’ın pek içine sinmiyor (tabii bunda bilim dünyasının “hadi canım, olur mu öyle şey” demesinin, yani bir bakıma mahalle baskısının etkisi de var) ve bunun sonucu olarak Einstein “hayatımın en büyük hatasıydı” diyerek görelilik kuramına eklediği bu terimi iptal ediyor. Ne var ki evren bizim var olmasını istememizle bir şeyleri var etmediği gibi, bizim “yoktur” dememizle de bir şeyleri ortadan kaldırıyor değil. Bir süre sonra karanlık enerjinin var olduğu gerçeği ortaya çıkıyor ve bugün biliyoruz ki evrenimizi oluşturan maddenin sadece %5’i maddeden oluşurken %25’i karanlık madde %70’i de karanlık enerjiden oluşmaktadır.
Evren modellerini test edebildiğimiz en elle tutulur veri kozmik ardalan ışıması adını verdiğimiz, Büyük Patlama’dan arta kalan ve evrene sinmiş bir ışımadır. Teknoloji geliştikçe bu ışımayı gitgide daha da iyi ölçebilir, daha doğrusu haritalandırabilir hale geldik. Bu gözlemsel verileri anlamlı kılan kuramlara baktığımız zaman, karanlık enerji olmasaydı içinde bulunduğumuz evrenin çok farklı bir halde olması gerekirdi. Yani bu biraz da şuna benziyor; diyelim ki insan vücudunun düzgün çalışabilmesi için oksijene ihtiyacı olduğunu biliyoruz ama soluduğumuz havanın yapısını bilmiyoruz. İnsanların havasız ortamda öldüğü gerçeğini göz önünde bulundurursak soluduğumuz havada oksijen olduğu sonucunu çıkarmamız yanlış olmaz değil mi?
Evrenimiz 13,8 milyar yıl yaşında ve bunu bilmemizin yolu da evrenin genişlediğini ve genişleme hızını bilmekten geçmektedir. Tabii sadece bunlar da yeterli değil, evrenin nasıl bugüne geldiğine dair geçerli bir fikrimiz de olmalıdır. Çünkü, örneğin evrenin büyük patlama’dan itibaren hep aynı hızla genişlediğini düşünecek olursak, elde edeceğimiz sonuç bambaşka olur. İşin içine Büyük patlama’yı, sonrasında gelen ani bir genişleme evresi olan enflasyon dönemini, sonra genişleme hızının belirli bir değere eriştiği gibi detayları katan kuramlar ve bu kuramlara yön veren kozmolojik gözlemler sayesinde evrenin yaşının 13,8 milyar yıl olduğunu bilebiliyoruz.
Gözlemlenebilir evren dediğimiz şey ise en ileri teknoloji ürünü teleskoplar kullanıldığında görebildiğimiz en sönük cisimlerin uzaklığıdır. Gözlemlenebilir evrenin yarıçapı ise 46 milyar ışık yılıdır. Yani boydan boya ölçecek olursak yaklaşık 92 milyar ışık yılı büyüklüğündedir.
Peki evrende en hızlı şey ışıksa ve ışık hızı da aşılamıyorsa, nasıl oluyor da evrenin büyüklüğü evrenin yaşından bu kadar farklı olabiliyor? Eğer evren durağan ve genişlemiyor olsaydı, o zaman bu bir problem teşkil edebilirdi. Fakat, evren de genişliyor! İşte burada Einstein’ın görelilik kuramları, zamanda yolculuk ve 3-5 popüler bilim kitabı okuyarak göreliliği ve kozmolojiyi çözdüğünü zannetme yanılgısına düşenlerin pek sevdiği daha nice benzetme giriyor devreye. Tüm bunlara tek tek değinmeyeceğiz ama özetle şu kadarından bahsedebiliriz ki, bugün bizden fersahlarca uzak cisimler astronomik ölçekte kısa bir zaman önce bu kadar uzak değildi. Yani cisimlerden çıkan ışık bize vardığında ışık kaynağı bizden çok daha uzaklara ötelenmiş oluyor. Bunu anlamak için şöyle bir örnek verebiliriz: uzunluğu sabit bir cetvel kullanarak, hızla koşarak bizden uzaklaşan biri ile aramızdaki mesafeyi ölçmeye çalışmayı düşünün. Belirli bir anda uzaklığı ölçerek koşucunun ne kadar zaman önce yola çıkmış olduğunu bulabiliriz ama bu mesafe illa ki koşma hızını veriyor demek değildir. Koşucu yolun başında daha hızlı koşup zamanla yorularak yavaşlamış ve belki sonra yeniden hızlanmış olabilir.
Kozmologlara göre gözlemlenebilir evrenin 250 katı kadar da gözlemleyemediğimiz kısmı bulunmaktadır. Gözlemleyebildiğimiz kısım, sadece ışığı bize erişebilen cisimlerin uzaklığını bize söylemekedir. Yani evrenin gerçekten en ucundaki cisimlerden çıkan ışık bize henüz ulaşmış değildir.
Aslında bu da konunun biraz felsefik bir yaklaşımı diyebiliriz. Eğer bir yere doğru genişliyorsak, bir şeyin içinde genişliyor olacağımız düşüncesi de akıllara geliyor. Bu da bilim insanlarının hem felsefik, hem de matematiksel seçenekler oluşturmasına imkan tanımaktadır. Kimileri içine genişlediğimiz bir şey yok, kimileri paralel evrenler var demektedir. İşin aslı bunların herhangi birinin kesinkes doğru olduğunu iddia etmenin mümkün olmamasıdır. Bu gibi konulara meraklı olanlara önerimiz, tüm bunlar hakkında aslında nasıl da bilgisiz olduğumuzu ortaya koyan “We have No Idea” adlı kitabı okumaları olacaktır.
Evrenin şekli nasıl? Genişlediğini nasıl öğrendik? Ne kadar hızlı genişliyor? Evrenin sonu ne olacak? Bu ve bu gibi soruların cevaplarına başka bir bölümde değineceğiz. Yazının son kısmında bu sıralar şehir ışıklarından uzakta olanların keyfini daha çok çıkarabileceği meteor yağmurlarından da kısaca söz edelim istiyoruz.
Ağustos dendi mi tabii ki aklımıza Perseidler geliyor. Perseus, yani Kahraman takımyıldızından saçılıyor gibi görünen bu meşhur meteor yağmuru 17 Temmuz – 24 Ağustos tarihleri boyunca etkin olacak. En çok meteorun 11 Ağustos’u 12 Ağustos’a bağlayan gece görülmesi bekleniyor. Dünya yörüngesi ile 109P/Swift-Tuttle kuyruluyıldızının Güneş etrafındaki yörüngesi boyunca ardında bıraktığı döküntülerin kesişmesi sayesinde oluşan bu meteor yağmurunun en yoğun olduğu gece, gerçekten çok karanlık bir yerde iseniz saatte 50’den fazla meteor görebilirsiniz. Şehir ışıklarının göğümüzü çaldığı yerlerde ise on tane bile görseniz yine de çok şanslısınız demektir.
Ayrıca meteorların fotoğrafını çekmek isterseniz, meteor fotoğrafçılığına dair kısa bir bilgi vermiş olduğumuz Astrofotoğrafçılık 101 adlı bölümümüzü sizlere hatırlatmak isteriz.
astronotlar.org@gmail.com e-posta adresimize konuştuğumuz içeriklere dair düşüncelerinizi belirtebilir, değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızı Instagram ve Twitter’dan “astro_notlar” olarak takibe almayı unutmayın! Facebook’tan vazgeçmem diyenler ise bizi AstroNotlar sayfasında bulabilirler. Gelecek hafta görüşünceye dek, gökyüzüne iyi bakın, hoşçakalın!
E-posta: astronotlar.org@gmail.com
Facebook: facebook.com/astronotlar.org
Instagram: instagram.com/astro_notlar
Twitter: twitter.com/astro_notlar
Anchor: anchor.fm/astronotlar
KAYNAKLAR VE GÖRSELLER
https://chandra.si.edu/darkuniverse/
https://hackaday.com/2018/02/20/vera-rubin-shedding-light-on-dark-matter/
https://khosann.com/evrende-zamanin-akisi-yavasliyor-mu/