Evrenin yaşı 13.8 milyar yıl iken çapı nasıl 93 milyar ışık yılı olabiliyor?

Çünkü Evren, hızlanarak genişleyen bir yapı ve 13.8 milyar yıl boyunca yol alan, yani "13.8 milyar ışık yılı" uzaktan gelen ışık, buraya gelene kadar 13.8 milyar ışık yılı mesafe kat etmedi, ondan çok daha fazla mesafe kat etti. Çünkü kat ettiği mesafe, durmadan esneyerek uzadı ve ışığın o uzayan mesafeyi de kat etmesi gerekti. Bunun miktarını hesaplayınca, Gözlenebilir Evren'in çapı (Evren'in kendisinin değil!) 93 milyar ışık yılına karşılık geliyor. Kaynaklarda bunun hesabını görebilirsiniz.

Bu soruyu sorarken, kozmoloji ile ilgili 2 temel bilgiyi gözden kaçırmış durumdasınız. Bu ikisini belirttiğimde zaten sorularınıza cevap bulacaksınız.

Birincisi, evrenin genişleme hızını ışık hızı ile bağdaştırmanız bir algı yanılgısına neden olur. Çünkü evren genişlerken bahsettiğimiz "genişleme hızı" aslında nereyi referans aldığınız ile ilgili. Bunu şöyle açıklayayım: Dünyadan Pluton'a doğru hayali bir çizgi çekelim. Ve o çizgiyi, 100 bin ışık yılı daha uzatalım. O çizginin üzerinde çok sayıda sistem ve yıldız olur. Bu çizginin üzerinde yer alıp bizden 1000 birim uzaklıkta olan bir yıldız bizden 1000 km/saniye hızla uzaklaşırken 2000 birim uzaklıkta bulunan, yani iki kat uzaklıkta bulunan bir yıldız 2000 km/saniye hızla uzaklaşır. Yani iki kat hızlı. Bu formülü, evrenin sınırlarına varan uzaklıklara uyarlarsak, bizden 13 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir yıldızın bizden ışık hızının kat kat üzerinde bir hızla uzaklaştığını görürüz. Ama burada bir çelişki var değil mi? Bir cisim nasıl ışık hızından hızlı hareket eder? Cevap: O cisim, ışıktan hızlı hareket etmiyor ki. Evren genişliyor. Bir balonu şişirdiğinizde, balonun üzerinde bulunan bir toz parçası hareket mi ediyor? Hayır. O olduğu yerde duruyor. Balon şişiyor sadece. Evrenin genişleme dinamikleri, ışık hızının ortaya çıkardığı kısıtlamadan mesul değildir. Bir cisim, bizden, ışık hızının yüz katı hızla bile uzaklaşabilir. Çünkü aslında hareket eden bir şey yok.

İkincisi, evren, giderek hızlanarak genişliyor. Evren, ilk 4-5 milyar yıl boyunca, içindeki maddenin birbirine uyguladığı kütleçekimi nedeni ile "genişleme hızı yavaşlayarak" genişledi. Ancak bir aşamadan sonra, karanlık enerjinin negatif kütleçekim etkisi (yani itiş etkisi) maddenin birbirine uyguladığı kütleçekimine gelip geldi evrenin genişleme hızı artmaya başladı. Yaklaşık 8 milyar yıldır bu süreç devam ediyor ve evrenin genişleme hızı artıyor. Buna göre evrenin genişleme hızı sabit olsaydı, sizin söylediğiniz gibi evren 13,82 x 2 = 27 küsür milyar ışık yılı olurdu. Ama evren, genişleme hızı artarak genişlediği için çok daha büyük bir genişliğe ulaşmış durumda. Yukarıda söylediğim gibi, evrenin genişleme hızı, ışık hızının kısıtlayıcılığından bağımsızdır. Çünkü hiç bir şey ışık hızından hızlı gitmiyor. Herkes yerinde oturuyor ama koltuk diğer koltuklardan uzaklaşıyor. Kırmızıya kayma vs. hep bu gerçekle ilgili durumlar.

Kısaca böyle özetleyebilirim. Yoksa konu uzun. Ayrıntıya inilse bitmez. :)

Evren hızlanarak genişlediği için ışığın bize gelmesi daha geç oluyor, ışığın yolu uzuyor. Örneğin Bir otoyolda olduğunuzu düşünün, diyelim ki 6 saatlik yol, ama yol sürekli esniyor. Yol esnediği için mesafe, bir arabanın 6 saatte alacağı mesafeden daha fazla oluyor.

Bu soruyu Sorun Var -1 'de cevapladılar.

https://youtu.be/XoG8QYzdyrE?t=760

Aslında, evrenin yaşının 13.7 milyar yıl olması ve gözlenebilir evrenin boyutunun 96 milyar ışık yılı olması, farklı şeyleri ifade eder. Evrenin yaşını hesaplamak, büyük patlama olarak adlandırılan olaydan bu yana geçen süreyi ölçerken, gözlenebilir evrenin boyutu, gözlem yapabileceğimiz en uzak noktalar arasındaki mesafeyi ölçer.

Evrenin genişlemesi, gözlenebilir evrenin boyutunu açıklamak için önemlidir. Işığın seyahat ettiği uzaklığı artırır, bu da ışığın bize ulaşması için daha uzun bir zaman gerektirir. Bazen gereken bu süre evrenin bir yandan genişlemesiyle gittikçe artar ve ışık hiçbir zaman bize ulaşamaz. Bu gözlenebilir evren sınırları dışında kalan bir cisimden çıkan bir foton demektir. Yani, bizim gözlenebilir evren dediğimiz kavram ışığının bize ulaşabileceği sınırlar içindeki cisimleri kapsar.

Mevcut bilgilerimize göre, evrenin genişlemesi gerçekten de ışık hızından daha hızlı gerçekleşmektedir. Bu, hiçbir şeyin ışık hızından daha hızlı gidemeyeceğini belirten fizik yasalarıyla çelişiyor gibi görünebilir. Ancak bu sınır, uzayın kendisinin genişlemesi için değil, uzayda hareket eden nesneler için geçerlidir.

Genişleme oranı, iki nesne arasındaki mesafeyi göreceli hızlarıyla ilişkilendiren Hubble sabiti adı verilen bir parametre ile tanımlanır. Son yıllarda farklı yöntemler kullanılarak Hubble sabitinin birkaç bağımsız ölçümü yapılmıştır.

Bu ölçümler, Hubble sabitinin değerlerinde bazı tutarsızlıklara yol açmıştır ve bazıları diğerlerinden daha yüksek bir değere işaret eder. En son ölçümler, megaparsek başına saniyede yaklaşık 73 kilometrelik bir değer önermektedir. Bu, bir megaparsek (yaklaşık 3,26 milyon ışık yılı) mesafedeki nesnelerin bizden saniyede 73 kilometre hızla uzaklaştığını anlamına gelir.

Bu kadar büyük mesafelerde, evrenin genişleme hızı ışık hızından daha hızlıdır ama bu, fizik yasalarına aykırı değildir, çünkü genişleyen uzayın kendisidir, o uzayda hareket eden nesneler değil. Bu arada genişleme oranı sabit değildir ve zaman içinde değişebilir.

Çok kısa kescem. Evren sekiz milyar yaşına kadar normal büyüdü. Karanlık madde ve madde kütleçekimi baskı yaptı ve evren çökme evresine girecekken karanlık enerji çıktı ve evren ışık hızından daha hızlı genişlemeye başladı ve bu 5.8 milyar yılda 93 milyar ışık yılına kadar genişledi