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. :)

Bu soru hem soru-cevap platformunda hem de Çağrı'nın yaptığı videolarda birden çok kez cevaplandı. Burada da kısaca cevap verelim.

Sorunuzun ilk cevabı şişme teorisi. Evren oluştuğunda, saniyenin çok küçük kesirlerinde çok büyük bir hızla genişledi. Işık hızından kat kat yüksek bir hızla. O dönemdeki bu genişlemeye şişme diyoruz ve o şişme o kadar büyüktü ki evren, yaşı ile orantısız bir büyüklüğe ulaştı.

İkinci cevabı da şu: Evren bugün, bize göre en uzak bölgelerinde ışıktan çok daha hızlı genişliyor. Çünkü evrenin genişleme dinamiği (buna Hubble yasası deniyor) 1 birim uzaklıkta saniyede 1 birim genişleme, 2 birim uzaklıkta ise saniyede 2 birim genişleme şeklinde. Uzaklık arttıkça genişleme hızı da artıyor. Yani evrenin her bölgesi, belirli bir bölgeye göre ortalama tek bir hızda genişlemiyor. Kendimizi kıstas alacak olursak uzaklar çok daha hızlı genişlediğine göre 13,8 milyar yılda bize göre en uzak noktalar 13,8'den çok daha fazla uzaklaşmış olmalı ki durum gerçekten böyle.

Özetle... Evren, ışık hızıyla tamamen tutarlı ve denk bir hızla genişlemiyor ve geçmişte de genişlemedi.

Umarım açıklayıcı olabilmişimdir. Sağlıcakla.^[1]

Burada gözlemlenebilir evrenin çapının 93 milyar ışık yılı olması (yarı çapı yaklaşık 46-47 milyar ışık yılıdır) iddiasında geçen "93 milyar ışık yılı" ifadesi; yaşının 93 milyar yıl olduğunu değil, çap uzunluğunun 28 milyar parsek (yani 93 milyar ışık yılı -ki bu miktar 93.000.000.000 x 9.000.000.000.000 kilometreye, daha amiyane bir ifade ile 93 milyar kere 9 trilyon kilometreye eşittir-) olduğunu belirtir. Işık yılı; zamanı belirtmek için kullanılan bir birim değil, uzunluk ve mesafeyi belirtmek için kullanılan bir birimdir ve saniyede yaklaşık olarak 300.000 kilometre yol alan ışığın bir dünya yılında (365 günde) aldığı yola, 9 trilyon kilometreye eşittir. Evrenin yaşının 13 milyar yıl olması iddiasında belirtilen "13 milyar yıl" zaman birimini ifade eder, yani "13 milyar kere 365 gün" anlamını taşır. Yani bildiğimiz evrenin yaklaşık 13-14 milyar yıl önce oluştuğu tahmin edilir fakat gözlemleyebildiğimiz kısmının çap uzunluğunun 93 milyar ışık yılı olduğu ifade edilir. Aradaki bu zaman-büyüme farkının orantısızlığı ise evrenin genişlemesinin Şişme Kuramı^[1] ile başlayıp, Hubble Yasası uyarınca devam etmesinden kaynaklanır.

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