Evrenin genişlediğini nasıl anladın? | İspatla!

Evrenin Genişlediğini Nereden Biliyorsun?

Önce şu soruyu soralım: Evrenin genişlediğini nasıl anladık? O zaman açıklayayım, bunu anlamamızın en büyük sebebi kırmızıya kayma (redshift) denen olay.

Kırmızıya Kayma ve Hubble’ın Keşfi

Astronom Edwin Hubble, 1929 yılında galaksileri incelerken ışıklarının dalga boylarının uzadığını fark etti. Bu olay, bir nesne bizden uzaklaşırken ışığının daha uzun dalga boyuna kayması demektir ve Doppler etkisi ile açıklanır. Günlük hayattan bir örnek verelim:

Ambulans sireni size yaklaşırken sesi daha tiz (yüksek frekanslı) gelir.

Uzaklaşırken sesi daha pes (düşük frekanslı) gelir.

Işıkta da aynısı olur:

Eğer bir cisim yaklaşıyorsa ışığı maviye kayar (blue shift).

Eğer bir cisim uzaklaşıyorsa ışığı kırmızıya kayar (redshift).

Hubble’ın keşfi şu oldu: Ne tarafa bakarsa baksın, galaksiler bizden uzaklaşıyordu ve uzak olanlar daha hızlı uzaklaşıyordu!

Bu ne demek? Evren genişliyor.

Yani şöyle düşünün. Ambulansın sesi gitgide düşük frekanslı hale geliyordu. O zaman ambulans şoförü ambulansın sesini kısacak hali yok ya! Muhtemelen ambulans sizden uzaklaşıyordur. Değil mi?

Einstein, Genel Görelilik ve Kozmolojik Sabit

Evrenin genişlemesi, Einstein’ı bile ters köşe yapmıştı. 1915’te Genel Görelilik Teorisi'ni geliştirdiğinde, evrenin statik olduğunu sanıyordu. Fakat denklemleri, evrenin genişleyebileceğini veya büzüşebileceğini söylüyordu. Ama o dönem herkes "Evren sabittir" diye düşündüğü için Einstein sırf bunu önlemek için denklemlere kozmolojik sabit (A) ekledi.

Sonra Hubble, evrenin gerçekten genişlediğini gösterince Einstein, "Hayatımın en büyük hatası" demiştir.

Friedmann Denklemleri: Evrenin Genişleme Matematiği

Hubble gözlemsel olarak genişlemeyi buldu ama işin matematiğini Rus fizikçi Alexander Friedmann yaptı. Friedmann Denklemleri, evrenin nasıl genişlediğini veren formüllerdir.

Ana denklem şu:

Burada:

Küçük a(t) = Evrenin ölçek faktörü (genişleme miktarı)

Kafasında noktası olan küçük a = Ölçek faktörünün zamana göre türevi (genişleme hızı)

G = yer çekimi sabiti

p = Evrenin enerji yoğunluğu

k = uzay eğriliği (0: düz evren, +1: kapalı evren, -1: açık evren)

büyük A'ya benzeyen 3 ile bölüm durumunda olan ise = Kozmolojik sabit (karanlık enerjinin etkisi)

Bu formül şunu der:

Eğer evrenin toplam enerji yoğunluğu kritik bir değerden düşükse, sonsuza kadar genişler.

Eğer kritik değerden yüksekse, bir noktada çöker (Büyük Çöküş – Big Crunch)

Şu anki gözlemler evrenin düz (k=0) ve sonsuza kadar genişleyecek bir yapıda olduğunu gösteriyor.

Agora Bilim Pazarı

Levenhuk Karma PLUS 10x25 Binoküler Dürbün

Levenhuk Karma PLUS 10x25 Binoküler Dürbün, kompakt yapısı ve 10x büyütme gücüyle gezi ve kuş gözlemi gibi hareketli kullanımlar için tasarlanmıştır. Küçük boyutları sayesinde cepte veya küçük bir çantada taşınabilir. 110 m/1000 m görüş alanı, uzak nesnel

Devamını Göster

₺8.412,25

Satın Al Tüm Ürünler

Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işıması (CMB)

Büyük Patlama’nın en büyük kanıtlarından biri kozmik mikrodalga arka plan ışıması (CMB)’dır.

Evren ilk oluştuğunda aşırı sıcaktı ve serbest elektronlar yüzünden ışık her yere saçılıyordu. 380.000 yıl sonra sıcaklık 3000 Kelvin’e düşüp atomlar oluşunca ışık serbest kaldı ve her yöne yayıldı. Bu ışık, genişleme yüzünden soğuyarak bugün 2.73 Kelvin’e kadar düştü ve mikrodalga bölgesinde gözlemlendi.

1964’te Arno Penzias ve Robert Wilson bu ışımayı keşfettiğinde Büyük Patlama’nın en büyük kanıtı ortaya çıkmış oldu.

Evren Neden Hızlanarak Genişliyor? (Karanlık Enerji)

Şimdi şunu soralım: Evrenin genişlediğini anladık ama neden hızlanarak genişliyor?

1998’de yapılan gözlemler, süpernova patlamalarına bakarak genişlemenin zamanla hızlandığını gösterdi. Yani büyük kütleçekim yavaşlatmıyor, aksine bir şey itiyor!

Bu güce karanlık enerji diyoruz ve bunun kaynağı hâlâ bilinmiyor. Evrenin %70’i karanlık enerjiden oluşuyor ama ne olduğu hakkında sadece teoriler var mesela:

Kozmolojik Sabit: Einsteinin o A'ya benzer sembolu, aslında evrenin kendi yapısında olan bir itme kuvveti olabilir.

Beşinci Kuvvet (Quintessence): Karanlık enerji, zamanla değişen dinamik bir alan olabilir.

Boşluk Enerjisi (Vakum Enerjisi): Kuantum mekaniğine göre boşlukta bile enerji var ve bu enerji genişlemeye sebep olabilir.

Karanlık enerji, evrenin kaderini belirleyen şey. Eğer güçlü kalırsa, evren Büyük Yırtılma (Big Rip) senaryosuyla parçalanabilir.

Gelecek Senaryoları: Evren Sonsuza Kadar Genişleyecek mi?

Hmm, birkaç olası senaryo var:

Büyük Yırtılma (Big Rip)

Eğer karanlık enerji gitgide güçlenirse, genişleme öyle bir hızlanır ki atomlar bile birbirinden ayrılır. Yani evren dokusu caaaart diye yırtılır. (Burası şakaydı)

Büyük Donma (Big Freeze)

Eğer genişleme sabit hızda devam ederse, galaksiler birbirinden kopar, yıldızlar söner ve evren soğuk bir boşluğa döner.

Büyük Çöküş (Big Crunch)

Eğer karanlık enerji bir noktada azalırsa, genişleme durur ve evren tekrar çöker.

Büyük Sıçrama (Big Bounce)

Evren genişleyip çöktükten sonra yeni bir Büyük Patlama olabilir.

Şu anki verilere göre Büyük Donma en olası senaryo gibi görünüyor.

Ne kadar korkunç! Öyle değil mi?

Peki büyük donma senaryosu olursa ne olacak?

Bu sürecin tamamlanması trilyonlarca yıl sürecek. Yani muhtemelen siz yaşamayacaksınız bu kadar takmayın. Ama merak ediyorsanız, aşamaları şöyle düşünebilirsiniz:

100 milyar yıl sonra:

Galaksiler birbirinden o kadar uzaklaşacak ki, artık gökyüzünde başka galaksi göremeyeceğiz. Evrendeki son büyük yıldız oluşumları yaşanacak.

1 trilyon yıl sonra:

Yeni yıldız oluşumu duracak çünkü gaz bulutları kalmayacak. Mevcut yıldızlar yaşlanıp sönecek, evren karanlıklaşmaya başlayacak.

100 trilyon yıl sonra:

Son yıldızlar da sönecek. Sadece beyaz cüceler, nötron yıldızları ve kara delikler kalacak. Evrende nükleer füzyon yapan hiçbir şey kalmayacak, yani ışık ve ısı kaynağı yok.

10 üssü 15 (katrilyon) yıl sonra:

Gezegenler bile zamanla yörüngelerinden çıkacak ve uzayın boşluğuna savrulacak. Kara delikler yavaş yavaş diğer tüm maddeyi yutmaya başlayacak.

10 üssü 32 yıl sonra:

Protonlar (atom çekirdeğindeki parçacıklar) bozunmaya başlayacak.Maddeler artık yok olacak, sadece ışınım kalacak.

10 üssü 100 (googol) yıl sonra:

Son kara delik de Hawking ışıması nedeniyle buharlaşıp yok olacak. Evren artık tamamen boş olacak. Sıcaklık, mutlak sıfıra (−273,15°C) çok yaklaşacak.

Neden bu yaşanıyor? Adam akıllı hayatına devam edemez mi bu arkadaş?

Bunun sebebi karanlık enerjinin genişlemeyi durdurmaması. Eğer evren kendi içine çökebilseydi, bir noktada yeniden yoğunlaşıp yeni bir döngü başlatabilirdi. Ama şu anki gözlemler karanlık enerjinin hep itici kalacağını ve bu yüzden evrenin sonsuza kadar genişleyeceğini gösteriyor.

Bu da evrenin zamanla enerji ve maddeyi "seyrelterek" yok olmasına sebep olacak.

Sonuç olarak, eğer Büyük Donma gerçekleşirse, evren tamamen ölü bir yer olacak. Sıfırdan bile soğuk, tamamen karanlık ve içinde hiçbir etkileşim olmayan bir boşluk... Sonsuza kadar.

Zaten sıkıcıydı ya!