Merhabalar. bu derin sorunuzun farklı yorumlara göre birden fazla cevabı olabileceği için birkaç farklı yönden açıklama yapmaya çalışacağım. :)

İlk olarak ışığın bir hızı olduğunu hatırlayalım. bu hız saniyede 299.792.458 metredir. dolayısıyla her ne kadar dünya ölçeğinde ışık anlık seyahat ediyor gibi gözükse de devasa boyutlarda olan evrenimizde ışık bir yerden bir yere giderken hızından dolayı belirli miktarda zaman harcar. örneğin güneşten çıkan ışık dünyaya gelmek için yaklaşık 150 milyon kilometre yol kat etmelidir ve bunun için 8 buçuk dakikaya ihtiyaç duymaktadır. yani güneşe baktığımızda onun 8 buçuk dakika önceki halini görürüz çünkü 8 buçuk dakika önce yola çıkan ışık yeni gözümüze ulaşır. bu durumu kullanarak evrenin boyutları konusunda tahminde bulunabiliriz. çünkü ışığın ne kadar süre yolculuk ederse enerjisinden ne kadar kaybedeceğini ve ne forma dönüşeceğini matematiksel olarak biliyoruz.

elimizde bulunan en güçlü teleskobu evrenin en ucuna yani görüş alanının sonuna odaklarsak ve teleskopumuz mikrodalga bandındaki ışıkları algılayabiliyorsa kozmik mikrodalga arka plan ışınımını görürüz. teleskoplarımız bundan daha uzağı göremez zira oradan uzakta ışık yoktur. evrenimizin bir küre şeklindeki küçük bir nokta halinde başlayıp bir küre şeklinde genişlediğini varsayın. ilk baştaki noktanın dış yüzeyi git gide genişleyecek ve daima evrenin sınırını oluşturacaktır. çünkü o yüzey evrenin başından beri genişlemektedir. noktanın içinde genişlemeye bağlı oluşan yeni maddeler de genişleyecektir ama sınır daima ilk baştaki dış yüzey olacaktır. bu durumda noktada sonradan oluşmuş bir kümeden evrenin en dışına bakmaya çalışırsak noktanın dış yüzeyini (bizim durumda kozmik mikrodalga arka plan ışınımını) görürüz. bu ışınım nereden bakarsak bakalım gözükür ve evrenin sınırını oluşturur. ondan sonrası bizler için karanlıktır. (çünkü oralarda gözleyebileceğimiz bir ışık yoktur.) bu durumda kozmik mikrodalga arka plan ışınımının uzaklığını ölçtüğümüzde evrenin çapını yaklaşık 46 milyar ışık yılı (1 ışık yılı = 10 trilyon kilometre) ve evrenin büyüklüğünü yaklaşık 93^[1] milyar ışık yılı buluruz. ancak evren bundan biraz daha büyüktür çünkü kozmik mikrodalga ışınımı evrenin oluşumundan 300.000 yıl sonra oluşmuştur fakat evren bu 300.000 yılda da genişlemiştir (ama buralarda ışık henüz oluşmadığı için biz göremeyiz).

tabii kozmik mikrodalga ışınımının sonunda da bizi bekleyen bir sonsuzluk olabilir. sonuçta evrenimiz sürekli oraya doğru genişlemektedir ve genişlemesi duracak gibi de gözükmemektedir. dolayısıyla gözlemlenebilir ve kısmen aşina olduğumuz evren sonlu ancak evrenin içinde genişlediği doku (şu anki bilgilere göre) sonsuz denilebilir.

bu konu hakkında daha fazla bilgi edinmek için profilimde yazmış olduğum ve evrenin oluşumunu, geleceğini ve özelliklerini anlattığım yazılara bakabilirsiniz :)

Nihai cevap: Bilmiyoruz. 93 milyar ışık yılı çapında olan gözlemlenebilir evrenimiz sınırlıdır ve bu sınırın dışarında kalan bölgeyle iletişim kuramayız. Evrenin sonlu mu sonsuz mu olduğu sorusuna dolaylı yollardan cevap verebiliriz. Bu cevapları verebilmemiz için evrenin geometrisine bakmamız gerekmektedir. Evrenin net eğimini, içindeki toplam kütleyi ölçüp sonra genel görelilik denklemlerinin yardımıyla geriye doğru yürüyerek belirlemeye çalışmak fazlaca sorun çıkartacaktır. Madde, keşfedemeyeceğimiz şekilde gizlenmiş olabilir. Bir galaksi yada galaksi kümeleri gibi görünür sistemlerin, kütleçekim dinamiklerini kullanarak yalnızca bu sistemler içerisinde madde olup olmadığını araştırabiliriz. Eğer ciddi bir orandaki kütle başka bir yerde bulunuyorsa bu gözden kaçacaktır. O yüzden en etkili yol evrenin geometrisini farklı bir yolla ölçmeye çalışmak.

Basit soru, bir uzay aracıyla yukarıya çıkıp aşağı baktığınızda dünyanın iki boyutlu ve düz olan yüzeyini deneyimlerken, Dünyanın geometrisini nasıl ölçersiniz?

Burada üçgenin iç açıları toplamından faydalanırız. Üçgenin iç açıları toplamı 180 derecedir. Fakat küre gibi bir bükülmüş iki boyutlu bir yüzeyde, çizdiğimiz üçgenin iç açıları toplamı 180 dereceden büyük çıkar.

Bu basit düşünceyi evrenimizin şeklini bulmak için de kullanabiliriz. Bunu ilk fark edenlerden birisi ünlü matematikçi Friedrich Gauss, evrenin bükülmüş olması olasılığına kendisini o kadar kaptırmıştı ki Hohengagen, Inselberg ve Brocken dağlarının zirveleri arasına çizilen büyük üçgenleri ölçerek uzayın geometrisini tahmin etmeye çalışmıştı. Bu çalışma elbette hatalıydı çünkü dünya yüzeyindeki dağları referans alarak çizilen bir üçgenden, uzayın geometrisi üzerine bir tahminde bulunmak olanaksızdı.

Uzayın geometrisini kesin olarak ölçmeye çalışan ilk kişi Rusya'nın Kazan şehrinde yaşamış olan Nikolay İvanoviç Lobaçevski'ydi. Lobaçevski, hiperbolik, yani birbirlerine paralel olarak ilerleyen doğruların birleşebileceği geometriler olabileceğini ileri sürdü. Sonra bizim evrenimizin de hiperbolik olup olamayacağını değerlendiriken yıldızların oluşturduğu üçgenleri incelemenin mümkün olabileceğini belirtti.

Dünya, Güneşin yörüngesinde ve güneşin sağına, soluna geçiyor. Altı ay arayla parlak Sirius yıldızının gözlemlenmesini önerdi. Bu gözlemler sonrasında evrenimizdeki herhangi bir eğimin dünyanın yarıçapından 166.000 kat daha fazla olması gerektiği sonucuna vardı.

Bu biraz büyük bir sayı gibi gelebilir ama astronomik ölçekte bir hiçtir. Fikir doğruydu ancak teknoloji sınırlıydı. Sonrasıonda CMB, Boomerang ve WMAP gözlemleri sayesinde çok daha kesin ve tutarlı veriler elde etmeyi başardık.

Boomerang, 1998-2003 yılları arasında yürütülen bir yüksek irtifa balon projesidir. CMB üzerindeki küçük sıcaklık dalgalanmalarını hassas bir şekilde haritalandırdı. Deney, CMB'deki açısal dalga boylarını inceledi. Bunu yapmasının sebebi bu dalga boylarının açısal genişliğini ölçmekti. Desenler erken evrende yoğunluk salınımları olarak bilinir. 10 günlük bir balon uçuşunda gökyüzünün %2,5'ini, 0,25 derece açısal çözünürlükte taradı. Desenlerdeki 1 derecelik genişlik düz bir evrene işaret ediyordu. CMB dalgalanmalarının açısal boyutu 1 derece idi. Bu demekti ki evren düz (flat ya da öklidyen de diyebilirsiniz). Boomerang projesi bizlere Enflasyon kuramını destekleyici veriler sundu. Sonrasında NASA çok daha detaylı bir CMB inceleme araştırması başlattı. WMAP teleskobu, 2001 ve 2010 yılları arasında görev yaptı ve önemli veriler sağladı. Dünyadan 1.5 milyon kilometre uzaklıkta CMB haritasını çok hassas bir şekilde çıkarttı. Milyonda bir hassasiyetle ölçüm yapan WMAP evren üzerine bildiğimiz birçok bilgiyi kesin bir şekilde doğruladı. Evrenin yaşı, 13.77 milyar yıl yaşında, öklidyen, %5' i görünür madde, %27 si karanlık madde ve %68 i karanlık enerjiydi.

Bu veriler ışığında evren tamamen düz görünüyor. Eğer evren düzse, sonsuz olabilir ancak bu konuda hala bilimsel bir konsensus sağlanabilmiş değildir. Evren zaten bize göre sonsuzdur ama kendi ölçeğinde sonsuz mudur, sınırları var mıdır henüz bilmiyoruz.

Bilim insanları bile tam olarak emin değiller evren sonsuz mu, yoksa sadece aklımızın alamayacağı kadar devasa mı. Şu anki bilgilere göre, evren bir kağıt gibi dümdüz görünüyor. Hani okulda öğrendiğimiz geometride paralel çizgiler hiç kesişmez ya, işte öyle bir düzlükten bahsediyoruz. Bu düz olması demek, onun sonsuza kadar gidebileceği anlamına gelebilir.

Bu sonuca da "Kozmik Mikrodalga Arka Planı" denilen, yani Büyük Patlama'dan kalma bir ışığa bakarak varıyorlar. Sanki evrenin bebeklik fotoğrafı gibi düşünün. Bu fotoğrafa bakan WMAP ve Planck gibi özel uydular, evrenin yoğunluğunun tam da bu düzlüğü sağlayacak bir değerde olduğunu söylüyor.

Ama duralım, hemen "sonsuzmuş" demeyelim. Çünkü evren düz olsa bile, sonlu ama sınırsız da olabilir. Nasıl mı? Mesela bir simit düşün. Üzerinde yürümeye başlasan, hiç kenara çarpmazsın ama başladığın yere geri dönersin, değil mi? Ya da bir video oyunundaki harita gibi; bir taraftan çıkınca diğer taraftan tekrar oyuna girersin. İşte evren de böyle bir yapıda olabilir. Yani sonsuz gibi görünür ama aslında bir şekilde kendi içine kapalı olabilir.

Fakat şu anki en iyi tahminler evrenin dümdüz ve muhtemelen sonsuz olduğu yönünde.^[1] Ama kesin bir şey söylemek için daha çok şey öğrenmemiz lazım, çünkü görebildiğimiz evrenin de bir sınırı var, yani her yerini göremiyoruz. Sanki bir okyanusun ortasındasın ve sadece ufka kadar görebiliyorsun, ötesinde ne var tam bilemiyorsun.