Evrenin Genişlemesi Ne Demek? Balon Benzetmesi ve Sınırları
Evren genişliyor derken ne kastediliyor? Balon benzetmesini, kırmızıya kaymayı ve sık yapılan yanlış anlamaları sade biçimde açıklıyoruz.
"Evren genişliyor" cümlesini sık duyarız, ama tam olarak neyin neye doğru genişlediğini anlamak kolay değildir. Bir patlamadan savrulan parçalar gibi mi düşünmeliyiz, yoksa başka bir şey mi söz konusu? Bu yazıda genişleme fikrinin nereden çıktığını, en çok kullanılan benzetmeyi ve bu benzetmenin nerede yetersiz kaldığını anlatıyoruz.
Gözlem nereden geldi?
1920'lerin sonlarında Edwin Hubble ve çağdaşları, uzak galaksilerin ışığının kırmızıya doğru kaydığını gösterdi. Bir cisim bizden uzaklaştığında ışığının dalga boyu uzar ve ışık daha kırmızı görünür. Üstelik galaksiler ne kadar uzaksa kırmızıya kayma o kadar büyüktü. Yani galaksiler bizden uzaklaşıyordu ve uzak olanlar daha hızlı uzaklaşıyordu. Bu bulgu, evrenin durağan olmadığını gösteren ilk güçlü işaretlerden biri oldu.
Balon benzetmesi
Bir balonun yüzeyine birkaç nokta çizin ve balonu şişirin. Noktalar birbirinden uzaklaşır, ama hiçbirinin merkez olduğu söylenemez. Her nokta için diğerleri uzaklaşıyor gibi görünür ve uzak olan noktalar daha hızlı açılır. Evrendeki galaksiler de bu noktalara benzetilir. Önemli olan, galaksilerin uzayda koşarak uzaklaşmasından çok, aralarındaki uzayın kendisinin büyümesidir.
Benzetmenin sınırları
Balon benzetmesi çok işe yarar, ama kusursuz değildir.
- Balonun yüzeyi iki boyutludur ve balonun içi ile dışı vardır. Evrenin ise bilinen bir dışı yoktur.
- Gerçek evrende genişleme bir merkezden dışarıya doğru olmaz.
- Balonun lastiği gerilir; uzayın "gerildiğini" düşünmek de tam doğru bir resim değildir.
Bu yüzden benzetmeyi bir anlama aracı olarak kullanmak, evrenin gerçek biçimi hakkında hüküm vermek için kullanmamak gerekir.
Kuru üzümlü hamur
Bir başka benzetme, kabaran bir hamurdur. Hamurun içindeki kuru üzümler hamur kabarırken birbirinden uzaklaşır. Hangi üzümün yanına otursanız, diğerleri sizden uzaklaşıyor görünür. Bu benzetme de bölgesel olarak aynı fikri verir.
Samanyolu neden genişlemiyor?
Genişleme her ölçekte etki etmez. Yıldızların, gezegenlerin ve galaksilerin içinde kütleçekimi ve diğer kuvvetler maddeyi bir arada tutar. Bu yüzden Dünya, Güneş sistemi ve Samanyolu genişlemiyor. Hatta Andromeda galaksisi bizim galaksimize yaklaşıyor. Genişleme, galaksi kümeleri arasındaki çok büyük ölçeklerde belirgin hale gelir.
Genişleme hızlanıyor mu?
1990'ların sonunda uzak süpernovalar üzerinde yapılan gözlemler, genişlemenin yavaşlamak yerine hızlandığını gösterdi. Bu keşif, bilim dünyasında karanlık enerji denen kavramın tartışılmasına yol açtı. Karanlık enerjinin gerçekte ne olduğu henüz bilinmiyor; bu açık bir araştırma konusudur.
Genişleme bir şeyin içine mi doğru?
Bu sorunun kısa cevabı şudur: genişleme için evrenin dışında bir alan gerekmez. Matematiksel olarak evrenin içindeki uzaklıkların zamanla büyüdüğünü söyleriz. Bunun fiziksel olarak "neyin içine" olduğu sorusu, mevcut fizik çerçevesinde anlamlı bir cevap gerektirmeyebilir.
Sık sorulan sorular
Evrenin bir merkezi var mı? Gözlemler, evrenin büyük ölçekte her yönde benzer göründüğünü ve genişlemenin özel bir merkeze sahip olmadığını gösteriyor.
Işıktan hızlı uzaklaşan galaksiler var mı? Çok uzak galaksilerle aramızdaki uzaklık, ışık hızından daha hızlı artabilir. Bu, galaksilerin uzayda ışıktan hızlı hareket ettiği anlamına gelmez; uzayın kendisinin genişlemesiyle ilgilidir.
Kırmızıya kayma tek başına kanıt mı? Hayır. Genişleme fikri birçok bağımsız gözlemle desteklenir; kırmızıya kayma bunlardan sadece biridir.