Evren Sonsuz Mu?

Evren'in sonsuz olduğunun düşünülmesinin başlıca sebeplerinden ilki, gözlemlenebilir evrenin düz bir duvar benzeri bir sonunun olmamasıdır. Bir diğeri ise evrende birbirini tekrarlayan yapılar ile karşılaşmıyor olmamızdır.

Peki gözlemlenebilir evren nedir? Kısaca, elimizdeki cihaz ya da sensörler ile gözlemleyebildiğimiz en uç noktadır diyebiliriz. Bu cihazlar ile kozmik mikrodalga arka plan ışıması (Cosmic Microwave Background Radiation, CMB) gözlemleniyor. Bu kadar uzaktan gelen ışık, kızıla kayma yüzünden görünmez olduğu için normal teleskoplar ile görmek olanaklı olmamaktadır.

Kozmik mikrodalga arka plan ışıması üzerinde yapılan gözlemler ise bize bir şeyi gösteriyor: Gözlemleyebildiğimiz bu alan dahilinde, uzay-zaman düzlemi düz bir yapı sergilemektedir.

Uzay-zaman düzlemini bir çarşaf gibi düşünün. Eğer bu çarşafı yuvarlak bir nesnenin üzerine sererseniz, bu çarşafın üzerine çizdiğiniz iki paralel doğru er geç birbirini kesecektir. Bunu Dünya’nın meridyenlerinde de görmek mümkündür: Birbirine paralel bu çizgiler kutuplarda birbirlerini keserler. İşte aynı şekilde, eğer evren içbükey ya da dışbükey olsaydı, uzayda herhangi bir nesnenin etkisine girmeden hareket eden iki nesnenin yolu er geç kesişirdi. O yüzden geriye kalan tek alternatif düz olması.

Şu durumda Evren'in küre şeklinde bir yapıya sahip olmadığını kanıtlamış olduk. Evren düz ve bu durumda sonsuz olması gerek. Ama daha her alternatifi tüketmedik. Ya evren bir torus gibiyse? Torus, simit benzeri bir şekildir. Ve bu şeklin içindeki iki paralel doğru birbirini çoğu durumda kesmez. Yani eğimli olsa da iki boyutlu yüzeyi düzdür. Topoloji bazen kafa karıştırıcı olabiliyor.

Burada ifade edilmek istenen şeyi anlayabilmek için elinize bir parça kağıt alıp bu kağıdı rulo yaptığınızı ve bu ruloyu da simit şeklini alacak şekilde iki ucunu birleştirdiğinizi düşünün. İlk başta elimizdeki düz kağıt, şimdi iki ucu birbirine değecek şekilde bükülmüş oldu. Bu kağıdın üzerinde birbirine paralel iki doğru çizerseniz, birbirlerini kesmeyeceklerdir.

Eğer Evren'in şekli bir torus ise, sonsuz değildir. Ama öyle olsaydı Evren'de gene tekrar eden yapılar görmemiz gerekmez miydi? Evet, ancak Evren'in ne kadarını gördüğümüzü bilmediğimiz için onun bir torus olmadığını söylemek de zor.

Başka bir problem ise Evren'in nerede başlayıp nerede bittiğini belirleyebilmek.

Eğer her yanı aynı ve yürüdükçe dönen metal bir küre içinde hareket eden karınca boyutunda bir canlı olsaydık, bu kürenin neresinde olduğumuzu nasıl bilirdik? Başladığımız noktayı bir şekilde işaretlemedikçe aynı noktaya döndüğümüzü bile fark edemezdik. Yürüdüğümüz yüzeyin sonsuz olduğunu sanırdık.

Aynı şekilde uzayda başladığımız noktayı işaretleme gibi bir olanağımız da yok, Evren'deki her şey hareket ediyor ve değişiyor. Eğer Evren bir de yeterince büyükse, zaman ilerledikçe başlangıç noktamızı bile tanıyamaz hale gelme ihtimalimiz var. Tabii bu sadece yola çıkan ışığın bize biz yok olmadan dönüp ulaşacağını varsaydığımız durumda geçerli.

Ayrıca Evren'in burada belirtilen torus haricinde benzer ya da daha farklı şekiller olması da mümkün. Bu şekillerin ne kadar olası olduğu konusunda da süregelen tartışmalar mevcuttur.

Bu noktada Evren'in şeklinin neden sonsuz bir düzlem olduğunun geniş çapta kabul gördüğünden bir miktar bahsetmek gerekiyor. Big Bang'ten, yani Büyük Patlama'dan sonra kozmik mikrodalga arka plan ışıması üzerinde yapılan gözlemler Evren'in her yerde aynı sıcaklıkta ve yoğunlukta olduğuna işaret ediyor.

Bunun mümkün olabilmesi için ise Evren'in boyutları çok küçükken, yani ışımanın dağılmak için yeterince zaman bulmuş olması gerekmektedir (tıpkı bir fincan kahvenin içine koyulan sütün kahve içinde tamamen dağılacak kadar zaman bulabilmiş olması gibi). Evren'in geçmişini genel göreliliğin oluşturduğu fiziği geri sararak izliyoruz ve buna göre Evren'in genişlemesi her zaman aynı hızda gerçekleşmiş olmalı. Ki bu durumda da ilk oluşan Evren'deki bir fotonun Evren'in öbür ucuna varması mümkün olmayacaktı. Çünkü Evren'in genişleme hızı ışık hızına göre çok daha fazlaydı. Buna ufuk problemi deniyor.

Çözüm olarak sunulan ise kozmik enflasyon teorisi denen tezdir. Ufuk problemi sorununu Evren'in başta fazla hızlı genişlemediğini, karışacak kadar zamanı olduğunu ve bu karışma gerçekleştikten sonra evrenin hızla genişlemeye başladığını söyleyerek çözer. Bu fikir ile ilgili doğrudan bir kanıt olmasa da Büyük Patlama ile ilgili pek çok sorunu çözdüğünden doğru kabul edilir. Tabii bunun işleyebilmesi için Evren'in sonsuz bir düzlem olması gerekiyor.

Evren'in şekli hakkında şu an için kesin bir şey söylemiyor olsak da elimizde bunu açıklamaya yönelik birçok fikir var. Ve hangisinin doğru olduğunu zaman gösterecek...