Evren Genişlerken İçerisindeki Her Şey Evrenle Birlikte Genişliyor mu?

1920’lerin başında, spiral ve eliptik bulutsuların aslında Samanyolu’nun çok dışında yer alan ayrı gökadalar olduğunu anladık. Aynı on yılın sonuna gelindiğinde ise evrenin genişlediğini keşfettik.

Buna rağmen, aradan neredeyse yüz yıl geçmiş olmasına karşın kozmik genişleme hakkında hâlâ yaygın yanlış anlamalar var. Evrenin genişlemesi tam olarak ne anlama gelir? Hangi yapılar bu genişlemenin parçasıdır, hangileri değildir?

Genişleyen Evren Fikrine Nasıl Ulaştık?

20. yüzyılın başında evren anlayışımızı kökten değiştiren üç önemli gelişme yaşandı. O zamana kadar birçok bilim insanı evrenin durağan ve değişmez olduğunu düşünüyordu. Ayrıca var olan her şeyin Samanyolu’nun içinde yer aldığını sanıyorduk.

Ancak 1920’lerin sonuna gelindiğinde bu tablo tamamen değişti. Önce Einstein’ın genel görelilik kuramı, kütleçekimi yeni bir biçimde açıkladı. Bu kurama göre kütleçekim, uzaktan etki eden görünmez bir kuvvet değil, madde ve enerjinin uzay-zamanı bükmesinin sonucuydu.

Bu fikir yalnızca yıldızların ve gezegenlerin hareketini açıklamakla kalmadı. Tüm evrenin yapısını düşünmek için de yeni bir yol açtı. 1922’de Alexander Friedmann, genel görelilik denklemlerinden yola çıkarak madde ve enerjiyle dolu bir evrenin durağan kalamayacağını gösterdi. Böyle bir evren zamanla ya genişlemeli ya da büzülmeliydi.

Başta bu düşünce kolay kabul görmedi. Ancak gözlemler giderek aynı yöne işaret etmeye başladı. Aynı dönemde uzaklık ölçümleri de gelişti. Böylece Andromeda gibi cisimlerin aslında ayrı gökadalar olduğu ortaya çıktı. İnsanlık ilk kez Samanyolu’nun evrenin tamamı olmadığını kavradı.

Gökadaların uzaklıkları ile kırmızıya kaymaları birlikte incelendiğinde daha büyük sonuç ortaya çıktı. Uzak gökadalar genellikle bizden uzaklaşıyordu. Üstelik bir gökada ne kadar uzaktaysa, bizden o kadar hızlı uzaklaşıyordu. Bugün bu ilişkiyi Hubble-Lemaître Yasası olarak adlandırıyoruz.

Bu gözlemler yalnızca evrenin genişlediğini doğrulamaz. Evrenin neyden oluştuğunu da anlamamıza yardım etti.

Bugünkü ölçümlere göre evrenin yaklaşık yüzde 68’i karanlık enerjiden oluşur. Karanlık enerji, evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli bileşendir. Yaklaşık yüzde 27’si karanlık maddedir. Karanlık madde ışıkla etkileşime girmez, bu yüzden doğrudan görülemez. Ancak kütleçekim etkisiyle gökadaların hareketini ve evrenin büyük ölçekli yapısını belirler.

Evrenin yalnızca yaklaşık yüzde 4,9’u normal maddedir. Protonlar, nötronlar, elektronlar, atomlar, yıldızlar, gezegenler ve biz bu küçük payın içinde yer alırız. Geriye çok daha küçük oranlarda nötrinolar ve fotonlar kalır.

Evren İle Birlikte Neler Genişliyor?

Bu tablo bize önemli bir şey söyler: Evrenin genişlemesi yalnızca gökadaların birbirinden uzaklaşması değildir. Aynı zamanda evrenin geçmişini, bugünkü yapısını ve gelecekte nasıl evrileceğini anlamanın anahtarıdır. Yeterince hassas gözlemlerle, evrenin uzun vadeli kaderi hakkında bile güçlü çıkarımlar yapabiliriz.

Peki evren genişliyorsa, onunla birlikte başka neler genişliyor? Samanyolu da genişliyor mu? Güneş Sistemi genişliyor mu? Dünya ile Güneş arasındaki uzaklık artıyor mu? Ya da bedenimizdeki atomlar birbirinden uzaklaşıyor mu?

Bu sorular ilk bakışta mantıklı görünür. Çünkü “evren genişliyor” dediğimizde, sanki evrendeki her şeyin aynı anda büyüdüğünü düşünebiliriz. Oysa kozmik genişleme her ölçekte etkili değildir. Bu yüzden yaşlandıkça kemerin dar gelmesini evrenin genişlemesine bağlayamayız. Kozmik genişleme, günlük yaşamımızdaki nesneleri büyütmez.

Örneğin atomlar elektromanyetik kuvvetle bir arada durur. İnsan bedeni, kayalar ve gezegenler de atomlar arasındaki bu bağlar sayesinde genişlemez. Dünya ile Güneş arasındaki uzaklığı evrenin genişlemesi değil, Güneş’in kütleçekimi belirler. Samanyolu’nun içindeki yıldızlar da gökadanın kütleçekimiyle bağlıdır. Bu yüzden Samanyolu kendi içinde kozmik genişlemeyle büyümez.

Aynı durum gökada grupları ve birçok gökada kümesi için de geçerlidir. Bu yapılarda kütleçekim, gökadaları bir arada tutar. Bazıları bize yaklaşabilir, bazıları beklenenden daha yavaş ya da daha hızlı uzaklaşabilir. Çünkü her gökadanın, kozmik genişlemeye eklenen kendine özgü yerel hareketi vardır.

Virgo Kümesi buna iyi bir örnektir. Bu kümedeki binlerce gökada, birbirlerinin kütleçekimi altında hareket eder. Bu yüzden küme içindeki gökadaların hızları tek tek bakıldığında düzenli bir Hubble akışına uymaz. Burada kütleçekim baskındır. Kozmik genişleme ise daha çok birbirine bağlı olmayan yapılar arasındaki büyük boşluklarda etkili olur.

Sonuç Olarak;

Kısacası, evrenin genişlemesi günlük nesneleri, atomları, gezegenleri, yıldız sistemlerini ya da bağlı gökada kümelerini büyütmez. Genişleyen şey, en büyük ölçeklerde birbirine bağlı olmayan yapılar arasındaki uzayın kendisidir.

Kaynaklar ve İleri Okumalar

• Ask Ethan: Are we expanding along with the Universe? – Big Think ; Bağlantı: Ask Ethan: Are we expanding along with the Universe? – Big Think ; Yayınlanma tarihi: 17 Mayıs 2024

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