Evren uzayın boşluğuna doğru sonsuza dek uzanmaya devam mı ediyor, yoksa belli bir sonu var mı?
Aklınıza gelebilecek tüm bilimsel sorular arasında “Evren sonsuz mu?” sorusu en zor olanlardan birisi. Bu noktada kesin bir yanıt vermek imkânsız. Bilim insanları her iki olasılığı da öne sürmüşlerdir ve her birinin kendi taraftarları ve karşıtları bulunmaktadır. Evrenin bir tür sınırı olup olmadığını belirlemek, sonuç olarak onun şeklini, boyutunu ve gerçekte ne kadarını gözlemleyebileceğimizi anlamaya ve belirlemeye dayalıdır.
Evren sonsuz mu? Ve nasıl bir şekle sahip?
Evrenin şeklinin onun büyüklüğüyle yakından ilgisi var. Kozmologlar, bir evrenin muhtemelen uzayın eğriliğine bağlı olan üç olası şekilden birine sahip olacağını teorileştirdiler. Discover Magazine‘de açıklandığı gibi, evren düz olabilir, eğrilik içermeyebilir, ama uzamsal olarak sonsuz olmalıdır. Ya da açık, (negatif eğriliğe sahip) bir eyer şeklinde ve aynı zamanda sonsuz olabilir. Alternatif olarak kapalı olabilir, bir küreye benzeyebilir ve uzamsal olarak sonlu olabilir.
Peki gerçekten hangi şekildedir? NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Nobel ödüllü kozmolog John Mather, aynı zamanda James Webb Uzay Teleskobu’nun baş bilim insanı, Büyük Patlama zamanından kalan kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunun (CMB) son gözlemlerinin, evrenin herhangi bir eğrilik olmaksızın (en azından gözlemlenebilen sınıra kadar) düz olduğu fikrini desteklediğini savunuyor.
“Evren tıpkı [sonsuz] bir kâğıt gibi düzdür. Buna göre, herhangi bir yönde sonsuza kadar devam edebilirdiniz ve evren aşağı yukarı aynı olurdu” der Mather.
Evrenin büyüklüğünün ölçülmesi
Mevcut hesaplamalar, gözlemlenebilir evrenin her yönde 46,5 milyar ışık yılı uzandığını ve çapının 93 milyar ışık yılı olduğunu söylüyor.
Bir düşünün: Evrenin yaşı 13,8 milyar yıldır, bu da gözlemlenebilir evrenin en uzak ucundan gelen ışığın bize ulaşmasının 13,8 milyar ışık yılı sürdüğü anlamına gelir. Bu zaman zarfında evren, hızlanıyormuş gibi görünen bir oranda genişlemeye devam etmektedir. Şimdi gözlemlenebilir evrenin sınırı hareket halinde 46,5 milyar ışık yılı uzakta bulunuyor.
Bu büyük alandaki galaksiler, farklı tahminlere göre 200 milyar ila 2 trilyon arasında değişmektedir. Her bir galaksideyse ortalama 100 milyar yıldız bulunmaktadır.
Bu büyük rakamlara akıl sır erdirmek neredeyse imkânsız. Peki ya bilim insanları bu rakamlara nasıl ulaştı?
Austin Texas Üniversitesi’nde gökbilimci olan Caitlin Casey’nin BBC’ye verdiği bir röportajda paylaştığı gibi bilim insanları, uzayın genişliğindeki nesneler arasındaki mesafeleri tahmin etmek için “kozmik mesafe basamağı” adı verilen çeşitli araç ve yöntemler kullanmaktadır. Güneş sistemindeki yakın cisimlere radyo dalgaları göndererek ve o gönderdikleri dalgaların Dünya’ya geri gelmesi için gereken süreyi not ederek doğrudan ölçebilecekleri mesafelerle işe başlarlar.
Evrenin sınırındaki galaksiler gibi hesaplanması daha zor olan mesafeler için gökbilimciler kısa mesafeler için kullandıkları hesaplamalardan ve ölçmek istedikleri alanlar hakkındaki gözlemsel kanıtlardan yola çıkarak çıkarımlarda bulunurlar
Örneğin, bir yıldızın geçmişindeki cisimlere göre kaymasını ölçmeye yarayan “paralaks ölçümü” ve yıldız evrimi bilgimizden faydalanarak “ana dizi uydurma” yöntemleri kullanılır. (Yıldızlar zaman içinde evrim geçirerek boyutlarını ve parlaklıklarını değiştirirler.) Parlaklığın uzaklıkla nasıl bağlantılı olduğuna dair bilgi uzaktaki nesnelerin konumunu belirlemede oldukça önemlidir. Kırmızıya kayma analizi de uzak galaksilerden gelen ışığın dalga boylarındaki değişikliklerin ölçülmesiyle elde edilir.
Peki ya gözlemlenemeyen evrenler? Onlar ne olacak?
Dikkat edilirse, yukarıdaki sayılar gözlemlenebilir evrenle, yani evrenin Dünya’dan bir şekilde görülebilen ya da uzay teleskoplarımız ve sondalarımızla tespit edilebilen küre benzeri bölümleriyle ilgilidir. Peki ya evrenin göremediğimiz kısımları? Evrenin bazı bölümleri, Büyük Patlama’dan sonra yayılan ışığın Dünya’dan bize ulaşması için yeterli zamana sahip olamayacak kadar uzakta kalmış olabilir.
Birleşik Krallık’tan bir grup bilim insanının yaptığı bir araştırmaya göre, eğer bunu hesaba katarsak, evrenin gerçek boyutu en az 250 kat daha büyük olabilir. Araştırmacılar, uzayı Hubble hacmi olarak adlandırılan ve görünür evrendeki uzay hacmine benzeyen bir hacimle ifade ederlerse, kapalı ve sonlu bir evrenin kabaca 250 ila 400 Hubble hacmi içereceğini öne sürmüşlerdir.
Nobel ödüllü Roger Penrose gibi bilim insanları tarafından öne sürülen bir başka alternatif olasılık da Büyük Patlama’nın evrenimizin yaşadığı kozmik yenilenme dönemlerinden sadece biri olduğudur. Birden fazla Büyük Patlama ve ardından evrenin genişlemesinin durduğu ve kendi üzerine çöktüğü dönemler olan Büyük Çöküşler yaşanmış olabilir.
Evren hakkında tüm bildiklerimiz son Büyük Patlama’dan sonra nasıl genişlediğinden kaynaklanıyorsa, evrenin sonsuz olup olmadığı ya da ne büyüklükte olabileceği soruları tartışmaya açıktır. Çoğu zaman olduğu gibi, teorilerimiz üzerinde daha fazla çalışma ve doğrulama yapılması gerekmektedir.
Evrenin sınırı var mı?
İster sonlu bir evrenimiz olsun ister sürekli genişleyen bir balon misali sonsuz bir evrenimiz olsun, yine de bir “sınırı” var mıdır? Vardığınızda “Hah işte, burası evrenin sonu” diyebileceğiniz bir yer var mı? Bu sorunun basit cevabı muhtemelen hayırdır.
Chicago Loyola Üniversitesi’nde fizik doçenti olan Robert McNees’in Live Science’a söylediği gibi, evren izotropik yapıdadır. Bu, “kozmolojik ilke” olarak adlandırılan ilkeye uyduğundan dolayı her yönde aynı özelliklere sahip olduğu ya da aynı fizik yasalarını uyguladığı anlamına gelir.
Eğer durum böyleyse, o zaman evren bir balonun yüzeyine çok benziyor demektir. Bir balon boyunca yürüyen bir karınca olduğunuzu hayal edin. İleriye doğru yürümeye devam ederseniz balonun bir ucu olduğunu bilemezsiniz. Muhtemelen eninde sonunda başladığınız yere geri dönersiniz, ancak etrafınızdaki yolculuk hiç bitmeden devam edecektir.
Siz balonun üzerinde yürümeye devam ederken birisi balona daha fazla hava verirse, balonun bazı kısımlarının sizden uzaklaştığını görürsünüz. Yine de balonun kenarını bulmaya daha fazla yaklaşamazsınız.
Karıncalar gibi bizim de evrenin sonuna ulaşmamız pek olası değil. Ama yine de bir gün evren sonsuz mu ya da gerçek bir sınırı var mı sorusuna bir cevap bulabiliriz.
Orijinal Başlık: Is the universe infinite?
Yazar: Paul Ratner
Türkçeye Çeviren: Özlem Kırtay
Editör: Bekir Demir
