legen02dragon

  • 1052
  • 50
  • 13
  • 0
  • evvelsi gün

uzay sonlu mu sonsuz mu

dikkatimi çeken konular arasında neredeyse en ilgimi çekeni bu konu aslında.

heinrich wilhelm matthias olbers, 1758–1840 yılları arasında yaşamış bir alman hekim ve astronom. ayrıca kendisi kuyruklu yıldızların yörüngelerinin hesaplanması için ilk metodu ortaya atan kişi. hekimliği hayatının bir döneminde bırakıyor ve astronomik gözlemler yapmaya başlıyor. evrenin sonlu olup olmadığına dair bir yorumunu içeren makalesini de 1823 yılında yayınlıyor.

olbers paradoksu:

olbers, bu makalesinde sonsuz statik bir evren'de her çizgisel bakış doğrultusunun eninde sonunda bir yıldızın yüzeyinde sonlanacağını çıkarsamakta'dır. o halde sonsuz statik bir evren varsayımıyla gece gökyüzüne bakan herhangi bir gözlemci, gökyüzündeki her noktayı bir yıldız kadar parlak görmek zorundadır. ama gerçekte böyle değildir. olbers bu paradoksal durumun, sonsuz statik bir evren varsayımından kaynaklandığını, bu varsayımın hatalı bir varsayım olduğunu ileri sürmüştür.

bu paradoksun bir çıkışı olarak uzak yıldızlardan gelen ışığın, evren'deki toz halindeki madde tarafından soğurulduğunu, gözlemciye ulaşamadığını öne sürmek olabilir. oysa olbers, sonsuzdan beri var olan bir evren varsayımında bu maddenin de giderek ısınacağını ve bir yıldız yüzeyi gibi ışıldayacağını ileri sürmektedir. bu hipoteze göre evren, sonsuzdan beri var değildir. yine olbers'e göre evren, sonlu bir geçmişte var olmuş olmalıdır. böylece uzak yıldızların ışıkları bize henüz ulaşmamıştır ve aradaki madde henüz yıldız kadar ışık saçacak ölçüde ısınmamıştır.

şair edgar allan poe'ya göre, izlenebilir evren'in boyu bu paradoksu çözümlemektir. evrenin yaşı sonsuz olmadığından, ve ışığın hızı sabit olduğundan, dünyadan sadece bir miktar yıldız görülebilir. bu görülebilir alanda yer alan yıldız sayısı sonsuz olmadığından, dünyadan herhangi bir noktaya bakınca bir yıldıza ulaşma olasılığı yeterince azdır.

ancak, büyük patlama teorisi yeni bir paradoks çıkarmaktadır: uzayın bir zamanlar çok daha parlak olduğunu bildirmektedir, özellikle de ilk şeffaf olduğu yeniden birleşme çağlarında.
görülen uzaydaki tüm noktalar, evrenin o zamanki yüksek ısısı yüzünden güneş yüzeyinden daha parlaktı ve çoğu ışık huzmeleri bir yıldızda sona ermek yerine büyük patlamanın bir kalıntısında sona ererdi.

büyük patlama teorisine göre genişlemekte olan uzay, ışık enerjisi olarak gelen ışınların kırmızıya kaymasından dolayı azalmasını da öngörür. yani, büyük patlamadan sonra ortaya çıkan büyük radyasyon seviyeleri, uzayın genişlemesi sebebiyle, kırmızıya kayarak orijinal dalga boyutuna göre 1100 misli uzamış ve mikrodalga seviyelerine inmiştir. bu da şu anda gözlediğimiz mikrodalga uzay radyasyonunu oluşturmaktadır. bu da büyük patlamanın farz edilen parlaklığına rağmen gökyüzünde şu anda gözlediğimiz düşük ışık seviyelerini açıklamaktadır.

kırmızıya kayma aynı zamanda uzak yıldızlar ve quasar gibi nesnelerden gelen ışıkları da etkilemektedir, ancak onların azalması daha az seviyededir, zira çoğu uzak galaksiler ve quasarların kırmızıya kayma oranları sadece 5 ila 8.6 arasındadır.

şimdi bir kaç temel bilgi: özel görelilik denen bir kavram var. ancak buna çok detaylı girmek istemiyorum. yalnızca şunu bilelim yeter: ışığın hızı her gözlem çerçevesindeki gözlemci için aynıdır. ayrıca ışık hızı evrendeki çıkılabilecek en yüksek hızdır.

eğer evren sonsuz büyüklükte olsaydı sonsuzdan beri var olacaktı. çünkü herhangi bir başlangıç anı olması durumunda sonsuz büyüklüğe ulaşamaz. ışığın hızının limit hız olduğunu söylemiştik. bir ışık hızı var ve o aşılamaz. bu durumda toparlayalım.

sonlu sayıda yıldız olduğu ve ışığın hızı hep sabit olduğu için gökyüzünde yalnızca bize ışığı ulaşabilen yıldızları görebiliyoruz. sonsuzdan beri var olan bir evrende en nihayetinde uzaktaki gökyüzünü tamamen aydınlatacak sayıda yıldızın ışını bize ulaşacaktır.
sonsuz büyüklükte bir evren, sonsuz sayıda yıldız demektir. doğal olarak sonsuzdan beri var olan bir evrende yaşasaydık gece diye bir şey olmazdı. hatta yaşam diye bir şey de olmayabilirdi. yani mutlaka bir başlangıç vardı.

evrendeki yıldızlar düzgün dağılmamış olabilir.

evren boyutlarını konuşmadan önce şunu düşünelim: evrendeki yıldızlar eğer düzgün dağılsaydı gökyüzü her zaman parlak olabilirdi. evrendeki yıldızların düzgün dağılımından kastım evrenin homojen bir yapıda olması. bu durum ayrıca evrendeki her şeyin her yere düz dağıldığını belirtir. yani belli bir hacimde aynı miktarda madde bulmayı düşünürüz.

eğer homojen bir evren olsaydı dünyanın neresine gidersek gidelim gökyüzünü aynı görmemiz gerekirdi. ancak böyle değil.

evren eğer sonsuz boyutta olsaydı bu beraberinde homojenite'yi getirirdi. sonsuz büyüklükteki evrende parlak olmasını geçin, gökyüzü yukarıda bahsettiğim gibi her yerde aynı gözükecekti. ayrıca tekrar belirtmekte fayda var, evren sonsuz büyüklükte olsaydı evren sonsuzdan beri var olacaktı. ışığın hızı aynı olduğuna göre eninde sonunda gökyüzü parıl parıl parlayacak kadar aydınlık olacaktı.

bir ihtimale göre evren hiç enerji kalmayana dek genişleyebilir ve kara delikler her şeyi yutabilir. diğer bir senaryoya göreyse kütle çekim kuvveti galip gelip büyük patlama’yı tersine döndürerek her şeyi bir araya toplayarak big crunch ’ı oluşturabilir. ya da big rip gerçekleşebilir ve karanlık enerji her şeyi parçalar, evren kendini parçalara ayırır.

son olarak evrenin genişlemesine'de değinelim:

sonsuz boyutta bir evrenin genişlemesi gibi bir durum söz konusu değil. sonlu boyutta bir evren genişler. şimdi sonsuz boyutta, yani genişlemeyen bir evreni düşünelim. burada doppler etkisi önemli. bilmeyenler için, ambulansların sirenini düşünün. size yaklaşırlarken giderek hızlanır değil mi? yani ses dalgasının frekansı artmış gibi gelir. aslında artar.

ışık da elektromanyetik dalgadır. yani dalgaların gösterdiği ortak özelliği o da gösterir. genişlemeyen, yani olduğu yerde duran bir evrende yıldızlardan gelen ışık için doppler etkisi gözleyemeyiz. ama hareket eden bir evrende?

evet, evren genişliyorsa doppler etkisini gözlememiz gerekir. eğer tersi olsaydı çok çok uzaktaki bir yıldızdan bile aynı dalga boyunda ışık almamız gerekirdi. ama bu böyle olmuyor. evren genişliyor ve biz her yıldızı aynı parlaklıkta görmüyoruz.
kısaca bu basit görünen düşünce deneyi vrenin sonlu olduğuna ve genişlediğine dair oldukça ikna edici fikirler vermekte. ancak dediğim gibi bir paradoks ve evren sonluysa evrenin ötesinde ne var? bunları ne yazık ki hiç bir zaman bilemeyeceğiz.

devamını okuyayım »