20. yüzyılın başlarında, uzak gökadalar üzerine yapılan gözlemler önemli bir gerçeği ortaya çıkardı. Birçok gökada bizden uzaklaşıyordu ve uzaklaşma hızları, bize olan uzaklıklarıyla ilişkiliydi. Bu ilişki daha sonra Hubble Yasası olarak anıldı. Ancak bu sonuca ulaşılmasında başka araştırmacıların da önemli katkıları vardı.
Bu keşif, evrenin durağan olmadığını gösterdi. Eğer evren genişliyorsa, geçmişte daha yoğun ve daha sıcak olmalıydı. Bu düşünce, evrenin bir başlangıcı olduğu fikrini bilimsel açıdan daha güçlü hâle getirdi. Siz bu cümleyi okurken, bir milyon ışık yılı uzaklıktaki bir gökada bizden yaklaşık 160 kilometre daha uzaklaşmış olabilir.
Evrenin Genişlediği Nasıl Keşfedildi?
İnsanlar sayıları çok eski zamanlardan beri dünyayı anlamak için kullandı. Tarihöncesi atalarımız için sayılar bugünkü gibi kesin olmasa da, yine de çevrelerini değerlendirmeye yarıyordu.
Bugün de sayılarla yaşadığımız dünyayı anlamaya çalışıyoruz. 8 milyarı aşan insan nüfusundan küresel ekonomiye pek çok şeyi sayılarla ifade ediyoruz. Ancak astronomi söz konusu olduğunda ölçekler çok daha büyür. Evren, sandığımızdan çok daha geniştir.
Bu gerçeği anlamamızda en önemli adımlardan biri, 1912’de atıldı. Henrietta Swan Leavitt, çok uzak yıldızların mesafesini ölçmeye yarayan yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem, Sefeid değişen yıldızları adı verilen özel yıldızlara dayanıyordu. Bu yıldızların parlaklığı düzenli aralıklarla artar ve azalır.
Leavitt, binlerce Sefeid yıldızını inceledi ve önemli bir ilişki fark etti. Daha büyük ve parlak Sefeidler daha yavaş, daha küçük ve sönük olanlar ise daha hızlı titreşiyordu. Bir yıldızın bize ne kadar parlak göründüğü ise yalnızca kendi parlaklığına değil, Dünya’ya olan uzaklığına da bağlıdır. Leavitt bu iki bilgiyi birleştirerek yıldızların uzaklığını hesaplamanın yolunu buldu.
Bu yöntem, gökbilimcilere evrenin ölçeğini ölçmek için güçlü bir araç verdi. Bu keşfin en çarpıcı sonucu birkaç yıl sonra ortaya çıktı. 1920’lerde Edwin Hubble, Kaliforniya’daki güçlü Hooker teleskobunu Andromeda Bulutsusu’na çevirdi.
Hubble, Andromeda’da Sefeid yıldızları buldu. Bu yıldızlar bize çok sönük görünüyordu, ama yavaş titreşiyorlardı. Bu da onların aslında büyük ve parlak yıldızlar olduğunu, yalnızca inanılmaz derecede uzakta bulunduklarını gösteriyordu.
Bu keşif, insanlığın evrendeki yerini kavrayışı açısından büyük bir dönüm noktasıydı. Bugün Andromeda’nın bizden yaklaşık 2,5 milyon ışık yılı uzakta olduğunu biliyoruz. Samanyolu, Andromeda ve çevrelerindeki uydu gökadalar ise devasa evrende yalnızca küçük bir kozmik mahalleyi oluşturur.
Hubble Yasası Nedir?
Hubble yalnızca gökadaların uzaklığını ölçmekle kalmadı. Aynı zamanda onlardan gelen ışığın tayfını da inceledi. Bu incelemeler, uzak gökadalardan gelen ışığın çoğu zaman kırmızıya kaydığını gösterdi.
Kırmızıya kayma, Doppler etkisiyle ilişkilidir. Bunu ses üzerinden daha kolay anlayabiliriz. Yanınızdan hızla geçen bir aracın sesini düşünün. Araç size yaklaşırken sesi daha tiz duyarsınız. Uzaklaşırken ise ses pesleşir. Çünkü araç size yaklaşırken ses dalgaları sıkışır, uzaklaşırken gerilir.
Işıkta da benzer bir durum yaşanır. Ancak burada değişimi sesin perdesiyle değil, rengin değişmesiyle fark ederiz. Bir gökada bizden uzaklaşıyorsa, ondan gelen ışığın dalga boyu uzar ve tayf kırmızı uca doğru kayar.
Gökbilimciler bu kaymanın miktarını ölçerek gökadanın bizden ne kadar hızlı uzaklaştığını hesaplar. Hubble’ın 1929’daki büyük keşfi de burada ortaya çıktı: Bir gökadanın kırmızıya kayma miktarı, bize olan uzaklığıyla orantılıydı. Bugün bu ilişkiyi Hubble Yasası olarak biliyoruz.
Bu sonuç iki açıdan çok önemliydi. İlk olarak, evrenin genişlediğini söyleyen kuramsal öngörülerle uyumluydu. İkinci olarak, gökbilimcilere çok uzak gökadaların uzaklığını ölçmek için yeni bir yol sundu. Sefeid yöntemi her gökada için kullanılamıyordu. Ancak kırmızıya kayma ölçümleri, çok daha uzak gökadalar için de evrenin ölçeğini belirlemeye yardımcı oldu.
Uzun süre bu ilişki yalnızca Edwin Hubble’ın adıyla anıldı. Çünkü Hubble, 1929’da yayımladığı çalışmada astronomik verilerin evrenin genişlediğini gösterdiğini ortaya koydu. Ancak bu fikrin geçmişi biraz daha karmaşıktır.
Hubble Yasasını İlk Kim Buldu?
Georges Lemaître, 1927’de evrenin genişlediğini açıklayan bir makale yayımlamıştı. Üstelik aynı astronomik verileri kullanarak evrenin genişleme hızını da hesaplamıştı.. Fakat makalesi Fransızca yazılmış ve Belçika’da yayımlanmıştı. Bu yüzden dönemin astronomi çevrelerinde yeterince dikkat çekmedi.
1928’de Howard Robertson da benzer biçimde evrenin genişlemesini açıklayan matematiksel bir formül türetti ve aynı verilerden genişleme hızını hesapladı.
Bu nedenle bugün birçok bilim insanı, bu ilişkinin yalnızca Hubble Yasası olarak anılmasını eksik bulur. Hubble gözlemsel kanıtları güçlü biçimde ortaya koydu. Ancak Lemaître, genişleyen evren fikrine kuramsal temel kazandırdı ve genişleme hızını Hubble’dan önce hesapladı. Bu yüzden yasa artık daha doğru biçimde Hubble-Lemaître Yasası olarak adlandırılır.
Hubble’ın içine ukde olan tek şey çok istediği Nobel Ödülünü alamamış olması oldu. Ne var ki, astronomi için ödül yoktu ve Nobel komitesi astronominin fiziğin bir dalı olarak görülebileceğine karar verdiğinde artık çok geçti.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Who really discovered Hubble’s Law?; Bağlantı: https://www.sciencefocus.com/
- Hubble E. A RELATION BETWEEN DISTANCE AND RADIAL VELOCITY AMONG EXTRA-GALACTIC NEBULAE. Proc Natl Acad Sci U S A. 1929 Mar 15;15(3):168-73. doi: 10.1073/pnas.15.3.168. PMID: 16577160; PMCID: PMC522427.
- The Day Edwin Hubble Realized Our Universe Was Expanding; yayınlanma tarihi: 17 Ocak 2019; Bağlantı: https://www.livescience.com/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
