Evren neden genişliyor?

Bu soruya, hem direk bu başlıkla hem de konuyla bağlantılı başka bir çok başlık altında çok ama çok fazla kez cevap verildi. Ayrıca sitemizde bu soru ile ilgili çok sayıda makale de var. Onları incelerseniz oldukça detaylı bilgi edinebilirsiniz.

Ama madem sordunuz, burada kısaca da olsa cevap verelim.

Özellikleri, oluşum ve yok oluş biçimleri net biçimde bilinen gök cisimleri var. Mesela yıldızlar. Yıldızların da kütlelerine göre tipleri var. A tipi, B tipi, C tipi vs. Bunların her birinin büyüklükleri, saçtıkları ışık ve enerji miktarı, renkleri belli. Yani çarpım tablosunu nasıl biliyorsak bunları da biliyoruz, o kadar net. Ve belirli bir grup yıldızın ömürlerini tamamlama biçimleri de belli. Süpernova patlaması deniyor bu sonlanma olayına. Bu süpernova patlamalarının da saçtıkları ışık ve enerji miktarları da belli.

Buraya kadar tamam mıyız? Şimdi... Evreni, gayet gelişmiş teleskoplarımızla sürekli tarıyoruz değil mi? Bir süpernova patlamasını yakalıyoruz. Bu patlamanın enerjisinin ne kadar olduğunu biliyoruz. Ve şunu da biliyoruz ki enerji kaynaklarından gelen ışık ve enerji, uzaklaştıkça güçlerini kaybeder. Yakaladığımız patlamanın uzaklığını, bize ulaşan enerjinin ne kadar kaybolduğu ile denkleştirerek belirleyebiliyoruz.

Diyelim ki yakaladığımız bir patlama bizden 10 birim uzaklıkta oldu. Bunu kenara yazdık mı? Yazdık.

Gelelim kırmızıya kayma meselesine. Işık, boşlukta yol aldıkça gücünü kaybeder ama bir şey daha olur bu süreçte. Işık kırmızıya kayar. Kırmızılaşır yani. Bu da bizden uzaklaşan cisimlerin ışığının dalga boyunun artması ile ilgili bir şey. Buna göre de bize gelen süpernova patlamasının normalde nasıl bir ışık ve ne renkte bir ışık olduğunu biliyorduk ya. Onun ışığındaki kırmızılaşma miktarını da incelersek bizden uzaklaştığını görüyoruz. Yani normalde bir süpernova patlamasının ışığında atıyorum 5 birim kırmızı dalga boyu olması gerekirken 8 birim kırmızı dalga boyu oluyor. Demek ki bu süpernova patlaması meydana geldiği evren bölgesi olduğu yerde durmuyor. Bizden uzaklaşıyor. Bu farklılık, evrenin genişlediğini ispatlıyor. Bu birinci detay. İkinci detay daha garip.

Bakıyoruz ki ışık, (rakamları yine atıyorum) her 1 birim için 1 birim kırmızılaşıyor. Ve bu süpernova patlamasının kırmızıya kayma miktarını incelediğimizde 8 birim uzaklıkta olduğunu görmüştük ya. E ama süpernova patlamasının ışığının enerji kaybından kaynaklanan uzaklığı 10 birim tespit etmiştik? Bu ne?

Bu şu: O patlamanın ışığı, bize ulaşmak üzere yola çıktığında bizden 8 birim uzaklıktaydı. Ama şu an 10 birim uzaklıkta. Yani o ışığın bize ulaştığı süre boyunca o bölge daha da uzaklaşmış. Buna göre de evren, sabit bir hızda değil hızlanarak, genişleme hızı da artarak genişliyor.

Bu ışık incelemelerinden çıkarılan sonuçlar artık tüm bilim dünyasınca kabul edilmiş durumda. Başka bin tane gözlem birbiri ile uyumlu. Ve evrenin yoğunluğu, kütle ve enerji miktarı gibi başka parametrelerle de uyumlu. O nedenle artık bu konuda pek bir şüphe yok.

Peki neden? Evren niye genişliyor? Bunun ise cevabı gayet kısa, net: Karanlık enerji.

Evreni oluşturan bilinen madde, bilinmeyen karanlık madde (+) enerji yüküne sahip. Ama karanlık enerji ise (-) enerji yüküne sahip. İşte bu karanlık enerji evrenin giderek artan bir hızda genişlemesine neden oluyor.

Karanlık enerji niye var, nasıl ortaya çıkmış, neden (-) yüklü gibi soruların cevabını henüz bilmiyoruz.

Özetle böyle... Umarım açıklayıcı olmuştur...^[1]

20. yüzyılda gök bilimciler evrenin genişlediğini kanıtladılar. Sonra ise evrenin sonunda genişleme hızının giderek azalacağını ve sonunda Büyük Çökme denen olayın yaşanacağını düşündüler. Ama işler böyle gitmedi. Yapılan araştırmalar evrenin genişleme hızının öncesine göre daha da arttığını kanıtladı. Peki neden?

Evrenin genişlemesine sebep olan şey karanlık enerji. Karanlık enerjinin henüz ne olduğu bilinmiyor. Karanlık enerji evrenin 68% kaplıyor. Evrenin 27% ise karanlık madde kaplıyor. 5% bildiğimiz evrenin 95% bilmiyoruz! Karanlık enerjinin ismi (İng: dark energy) rengi karanlık olduğu için böyle değil, buradaki karanlık "bilinmeyen" anlamına geliyor.

Evrenin genişlemesinin nedeni, karanlık enerji adı verilen gizemli bir kuvvettir. Karanlık enerji, evrenin içindeki madde ve enerjiden çok daha fazla bir oranda bulunan ve uzayı iten bir tür enerjidir. Karanlık enerji sayesinde, evrenin genişleme hızı giderek artmaktadır.

Evrenin genişlemesi, gözlemlenebilir evrenin kütleçekimsel olarak bağlı olmayan herhangi iki parçası arasındaki mesafenin zamanla artmasıdır. Bu, uzay ölçeğinin bizzat değiştiği içsel bir genişlemedir. Evren hiçbir şeyin “içine” genişlemez ve “dışında” var olmak için uzaya ihtiyaç duymaz. Teknik olarak ne uzay ne de uzaydaki cisimler hareket etmez. Bunun yerine ölçek içinde değişen şey metrikdir (uzay-zamanın boyutunu ve geometrisini yöneten).

Evrenin genişlemesi, kırmızıya kayma adı verilen bir fenomenle gözlemlenebilir. Kırmızıya kayma, uzaklaşan cisimden gelen elektromanyetik dalganın dalga boyunun, uzaklaşma süratine bağlı olarak artmasıdır. Buna göre uzaklaşan galaksilerden gelen ışığın tayfı, kırmızı uca doğru kayar. Amerikalı astronom Edwin Hubble, kırmızıya kaymanın, yani uzaklaşma süratinin uzaklık ile orantılı olduğunu ortaya çıkarmıştır. Başka bir ifadeyle bir galaksi ne kadar uzaksa o kadar büyük bir süratle uzaklaşmaktadır.

Evrenin genişlemesiyle ilgili olarak sıklıkla kullanılan balon analojisi ise şöyledir: Bir balonun üzerine noktalar çizilirse ve balon şişirilirse, noktalar arasındaki mesafe artar. Balonun yüzeyi iki boyutlu bir uzay olarak düşünülebilir. Balonun içindeki veya dışındaki üçüncü bir boyut yoktur. Balonun genişlemesi, içine hava üflenmesi veya yüzeyindeki noktaların hareket etmesi değil, yüzeyinin kendisinin büyümesidir.

1929'da evrenin genişlediğini Amerikan gökbilimci Edwin Hubble kanıtlamıştır. Edwin Hubble diğer gök cisimlerinin Dünya'dan uzaklaştığını ve uzaklaştıkça hızlandığını gözlemlemiştir. Bu da genişleyen evren modeli ile uyum sağlıyor.

George Lemaitre Belçikalı astronomdur. George Lemaitre 1927 yılında bir dergide makale yayınlamıştır. Lemaitre Evrendeki galaksilerin hareket etmediğini, buna sebep olanın evrenin genişlenmesinin kendi olduğunu söylemiştir. Yani, ilk defa George Lemaitre evrenin genişlediğini söylemiştir. Ancak 2 yıl sonra Edwin Hubble evrenin genişlenmesinin hızına ilişkin daha doğru bir değer bulunca bu yasa "Hubble kanunu" olarak bilinmeye başladı.

Evrenin genişlenmesinin hızının artması karanlık enerji ile ireli sürülmüştür. Karanlık enerjinin ne olduğu bilinmiyor. Karanlık enerji evrenin 70% kapsıyor.