James Webb Uzay Teleskobu, kısaca JWST, bugüne kadar geliştirilmiş en güçlü gözlem araçlarından biridir. Ancak onu özel kılan şey yalnızca gelişmiş teknolojisi değildir. James Webb aynı zamanda evrenin geçmişine bakmamızı sağlayan bir zaman penceresi gibidir.
Bir teleskop yıldızları, galaksileri ve ötegezegenleri bize şu anki halleriyle göstermez. Onlardan gelen ışık Dünya’ya ulaşana kadar uzun bir yolculuk yapar. Bu nedenle gökyüzüne baktığımızda, aslında o cisimlerin geçmişteki hâllerini görürüz.
Bir teleskobun bu uzak ve soluk ışığı toplayabilmesini sağlayan en önemli parça aynasıdır. James Webb’in yaklaşık 6,5 metre çapındaki dev aynası, evrendeki en soluk ve en uzak galaksileri, yıldızları gözlemlemesine olanak tanır.
NASA’nın öncülüğünde yürütülen uluslararası bir çalışmanın ürünü olan James Webb, astronomik gözlemlerin sınırlarını zorlamak için tasarlandı. 1990’da fırlatılan ve bugün hâlâ görevini sürdüren Hubble Uzay Teleskobu’nun aynasından neredeyse üç kat daha büyük bir aynaya sahip olması, onu bu kadar güçlü kılan başlıca özelliklerden biridir.
Bu nedenle James Webb, binlerce uzay bilimci için bilinmeyen evrene açılan güçlü bir pencere hâline geldi. Peki James Webb evrenin geçmişinde ne kadar geriye bakabilir? Yaklaşık 13,5 milyar yıl.
Zamanda yolculuk bir biçimde mümkündür.
Bir teleskop yıldızları, galaksileri ve ötegezegenleri bize şu anki halleriyle göstermez. Bunun yerine gökbilimciler, onların geçmişte nasıl göründüğüne dair bir an yakalar. Çünkü ışığın uzayda yol alıp teleskoplarımıza ulaşması zaman alır. Bu nedenle uzaya bakmak, bir bakıma zamanda geriye gitmek anlamına gelir.
Bu durum bize oldukça yakın olan gök cisimleri için bile geçerlidir. Örneğin Güneş’ten gördüğümüz ışık, Güneş’i yaklaşık 8 dakika 20 saniye önce terk etmiştir. Güneş ışığının Dünya’ya ulaşması tam olarak bu kadar sürer.
Bunu basit bir hesapla görebiliriz. Güneş ışığı, el fenerinden çıkan ışık ya da evimizdeki bir ampulün ışığı fark etmez. Işık saniyede yaklaşık 300 bin kilometre hızla ilerler. Bu da dakikada yaklaşık 18 milyon kilometre eder. Güneş’in Dünya’ya uzaklığı yaklaşık 150 milyon kilometredir. Bu mesafeyi ışığın hızıyla böldüğümüzde sonuç yaklaşık 8 dakika 20 saniye çıkar.
Ancak bir gök cismi ne kadar uzaktaysa, ondan gelen ışığın bize ulaşması da o kadar uzun sürer. Bu yüzden Güneş’ten sonra bize en yakın yıldız olan Proxima Centauri’den gördüğümüz ışık yaklaşık 4 yıl öncesine aittir. Çünkü Proxima Centauri, Dünya’dan yaklaşık 40 trilyon kilometre uzaktadır ve ışığının bize ulaşması dört yıldan biraz fazla sürer. Bilim insanları bu uzaklığı kısaca dört ışık yılı olarak ifade eder.
James Webb Uzay Teleskobu yakın zamanda, şimdiye kadar tespit edilen en uzak yıldızlardan biri olan Earendel’i gözlemledi. Webb’in Earendel’den yakaladığı ışık yaklaşık 12,9 milyar yıl öncesine aittir.
Peki evrenin başlangıcına kadar bakmak mümkün mü?
Büyük Patlama, bildiğimiz anlamda evrenin başlangıcını tanımlamak için kullanılan bir kavramdır. Bilim insanları bu olayın yaklaşık 13,8 milyar yıl önce gerçekleştiğini düşünür. Bugün fizikçiler arasında evrenin tarihini açıklamak için en yaygın kabul gören kuram da budur.
Ancak “Büyük Patlama” adı biraz yanıltıcıdır. Çünkü bu ifade, evrenin havai fişek patlamasına benzer bir olayla ortaya çıktığı izlenimini verebilir. Oysa Büyük Patlama, evrenin her yerinde uzayın çok hızlı biçimde genişlemeye başlamasını anlatır. Büyük Patlama’dan hemen sonraki ortamı, ışığın serbestçe yol almasını zorlaştıran kozmik bir sis gibi düşünebiliriz.
Evrenin bu erken dönemine bu yüzden “kozmik karanlık çağlar” denir. Evren genişlemeyi sürdürdükçe kozmik sis yavaş yavaş dağıldı ve ışık sonunda uzayda serbestçe yol alabilir hâle geldi. Nitekim bazı uydular, Büyük Patlama’dan yaklaşık 380 bin yıl sonrasından kalan ışığı gözlemledi. Bu teleskoplar, Büyük Patlama’dan arta kalan ve mikrodalga dalga boylarında izlenebilen soluk ışıltıyı tespit etmek için tasarlanmıştı.
Ancak Büyük Patlama’dan 380 bin yıl sonra bile evrende henüz yıldızlar ve galaksiler yoktu. Evren hâlâ oldukça karanlık bir yerdi. Kozmik karanlık çağlar, ancak birkaç yüz milyon yıl sonra ilk yıldızlar ve galaksiler oluşmaya başladığında sona erecekti.
James Webb Uzay Teleskobu Işık Olduğu Zamandan Sonrasını Bize Gösterecektir
James Webb Uzay Teleskobu, Büyük Patlama’ya kadar uzanan bir dönemi gözlemlemek için tasarlanmadı. Onun asıl amacı, evrendeki ilk cisimlerin oluşmaya ve ışık yaymaya başladığı dönemi incelemektir. Bu dönemden öncesinde, erken evrenin koşulları ve henüz yıldızlar ile galaksilerin oluşmamış olması nedeniyle James Webb’in gözlemleyebileceği çok az ışık vardı.
Büyük Patlama’ya yakın dönemlere bakmak yalnızca daha büyük bir aynaya sahip olmakla ilgili değildir. Gökbilimciler bunu, Büyük Patlama’dan kısa süre sonra ortaya çıkan mikrodalga ışımasını gözlemleyen başka uydularla zaten başardı.
Bu yüzden James Webb’in Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonrasını gözlemlemesi, teleskobun bir eksikliği değildir. Tam tersine, bu onun temel görevidir. Çünkü ilk yıldızlardan ve galaksilerden gelen ışığın evrende ortaya çıkmasını beklediğimiz dönem tam olarak burasıdır.
Bilim insanları, çok eski galaksileri inceleyerek erken evrenin özel koşullarını anlamaya çalışır. Bu çalışmalar, galaksilerin nasıl geliştiğini, süper kütleli kara deliklerin evrimini, yıldızların yaşam döngüsünü ve Güneş Sistemi dışındaki gezegenlerin nelerden oluştuğunu anlamamıza yardımcı olur.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Could a telescope ever see the beginning of time? An astronomer explains. Yayınlanma tarihi: 8 Nisan 2024. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: https://doi.org/10.64628/AAI.qm7cxk3fc
- If Telescopes Are Time Machines, the JWST Will Take Us the Furthest Back Yet. Yayınlanma tarihi: 7 Temmuz 2016. Kaynak site: Smithsonianmag. Bağlantı: If Telescopes Are Time Machines, the. JWST Will Take Us the Furthest Back Yet
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
