EVRENBİLİM

Gece Gökyüzü Neden Karanlık Olur? Olbers Paradoksu

Geceleri gökyüzünün karanlık oluşu olur. Bu durum genelde, güneş ışığının Dünyanın karanlıkta kalan kısmına ulaşamamasına bağlanabilir. Ancak durum aslında çok daha karmaşıktır. Öyle ki adını bir paradoksa vermiştir. Olbers paradoksu…

Öncelikle Olbers paradoksu olarak adlandırılan bu durumun nereden kaynaklandığına bir göz atalım. Daha sonra da paradoksun nasıl çözüldüğünü görelim.

Bu soru hakkında kafa yoran bir çok kişi olmuştur tarih boyunca. 15. yüzyılda Thomas Diggs, 16. yüzyılda Johannes Kepler, 18. yüzyılda Edmond Halley bunlardan sadece bir kaçı.

Sorunun bir paradoks olarak popülarize edilmesi 1823’te Alman amatör gökbilimci Heinrich Olbers tarafından formüle edilmesi ile gerçekleşti ve doğal olarak kendisinin soyadı da bu paradoksa verildi.

Basitçe bu paradoks der ki, eğer evren sonsuz ve durağan ise dünya üzerindeki herhangi bir noktadan herhangi bir açı ile gökyüzüne bakıldığında bir yıldız görmemiz gerekir. Ve bu yüzden gece gökyüzü gündüz kadar aydınlık olmalıdır.

Şaşırtıcıdır ki mantıklı bir yaklaşım Edgar Allan Poe’dan gelmiştir. Edgar Allan Poe, 1848’de yazdığı Eureka adlı süslü nesirde Olbers Paradoksu hakkında şu gözlemlerine yer veriyordu:

Yıldız silsileleri sonsuz olsaydı, arkaplanda kalan gökyüzü bize tıpkı Galaksinin sergilediği gibi tekdüze bir parlaklık olarak görünürdü. Böyle parlak bir arkaplanda hiçbir nokta olamayacağı için yıldızlar da görünemeyecekti. Dolayısıyla bu şartlar altında teleskoplarımızın gökyüzünde her yönde bulduğu boşlukları açıklamanın tek yolu şöyle düşünmektir: Karanlık görünen bu arkaplanın bize olan uzaklığı o kadar muazzamdır ki ondan bize henüz hiçbir ışın ulaşamamıştır.

Bu düşünce doğrudur, ancak Olbers paradoksunun çözümü için tek başına yeterli değildir.

Gözlemler uzayın büyük ölçekteki yapısının izotropik olduğunu gösterir yani, gökyüzünde hangi yöne bakarsanız bakın homojen bir dağılım görürsünüz. Eşit alanların içinde hemen hemen aynı sayıda galaksi, yıldız vs. vardır.

Öyle ki hangi yöne bakarsanız bakın, gözünüze o yöndeki bir yıldızdan ışık gelir. Daha uzak olan yıldızlardan gelen ışık miktarı tabii ki daha az olacaktır ancak daha uzak mesafelerdeki yıldızların sayısı daha çoktur.

Dünyayı uzayda bir nokta olarak düşünecek olursak, Dünya’ya eşit uzaklıkta olan noktalar bir kürenin yüzeyinde bulunacaktır. Kürenin yüzey alanı, yarıçapının karesiyle orantılı olduğu için Dünya’ya olan mesafe iki katına çıktığı zaman o uzaklıktaki yıldızların sayısı dört katına çıkacaktır.

Ancak yıldızlardan ulaşan ışığın miktarıysa aradaki uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Dolayısıyla Dünya’ya farklı uzaklıklardan ulaşan ışık miktarı aynı olmalıdır.

Olbers Paradoksunun Çözümü

Olbers Paradoksu çözümü aslında, evrenin genişlemekte olduğu gerçeğinde yatar. Esasen uzayda her yönde Büyük Patlamadan arta kalan ışık vardır. Ancak evrenin genişlemesi sebebiyle, kozmik mikrodalga artalan ışıması olarak adlandırılan bu ışığın dalga boyu uzamıştır. İnsan gözü, ışık tayfının mikrodalga kısmında kalan artalan ışımasını algılayamaz.

Büyük Patlamanın varlığı yeni bir paradoks doğmasına yol açar. Büyük patlama ile birlikte evrenin ilk evrelerinde her yer fotonlar ile dolu idi. Ve o dönemlerde kainat gündüz gibi aydınlıktı. Peki, şimdi bu fotonlar nereye gitti?

Evrenin genişlemesi nedeniyle bu sıcak fotonların dalga boyları yaklaşık 1100 kat daha uzun hale geldi ve bu dalgaboyunu insan gözünün algılayabilmesi mümkün değil.

Evrenin yüksek enerjili, parlak arka planı günümüzde özel detektörler ile taranmakta. Bu sayede Büyük Patlama anında ortaya çıkan ancak sonradan kırmızıya kaymış ışınımla birlikte bilinen evrenin tüm bir haritasını biliyoruz artık.

Ancak aslında Olbers ve diğerleri çok da haksız değillerdi, gece aslında karanlık değil ışıl ışıldı. Ancak fark edemedikleri tek şey bu ışımayı sadece bizlerin göremediğiydi.

Referans: Joanne Baker, Gerçekten Bilmeniz Gereken 50 Fizik Fikri

Matematiksel

Paylaşmak Güzeldir

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Kapalı