Evren Ne Kadar Büyük? Ay’dan Gözlemlenebilir Evrenin Sınırına

Açık ve karanlık bir gecede yukarı bakın; belki birkaç bin yıldız görürsünüz. Çok fazla gibi gelir. Ama hepsi Samanyolu’ndaki kendi mahallemizdedir ve Samanyolu da yüz milyarlarca gökada arasında yalnızca biridir. Peki evren gerçekte ne kadar büyük? Dürüst cevabın iki kısmı var: ölçebildiğimiz ve yalnızca hayal edebildiğimiz.

Kozmik merdiveni tırmanmak

Uzaydaki uzaklıklar o kadar büyük ki kilometre işe yaramaz hâle gelir. Gökbilimciler ışık yılını, yani ışığın bir yılda aldığı yolu kullanır: yaklaşık 9,46 trilyon kilometre. Işık evrendeki en hızlı şeydir; bu yüzden uzaklığı ışığın yolculuk süresiyle ölçmek ölçek hakkında bir fikir verir.

Samanyolu’nun kendisi yaklaşık 100.000 ışık yılı genişliğindedir ve 100 ila 400 milyar arasında yıldız barındırır. En yakın büyük komşumuz Andromeda Gökadası yaklaşık 2,5 milyon ışık yılı uzaktadır. Ona baktığınızda, ilk insanların taş aletleri kullanmaya yeni başladığı dönemde oradan yola çıkmış ışığı görürsünüz.

Gökadalarla dolu bir evren

Bir yüzyıl önce pek çok gökbilimci Samanyolu’nun evrenin tamamı olduğunu düşünüyordu. 1920’lerde Edwin Hubble, gökyüzündeki bazı soluk ve bulanık lekelerin aslında bizimkinin çok ötesinde ayrı gökadalar olduğunu gösterdi. 1929’da daha da şaşırtıcı bir şey buldu: Bir gökada ne kadar uzaksa bizden o kadar hızlı uzaklaşıyor gibi görünüyordu. Evren genişliyor.

Bugün Hubble ve James Webb gibi teleskopların derin görüntüleri, görebildiğimiz kadar uzakta, her yönde gökadalar gösteriyor. Gözlemlenebilir evrendeki gökada sayısına ilişkin tahminler yüz milyarlardan belki iki trilyona kadar uzanıyor; her biri tipik olarak milyarlarca yıldız barındırıyor.

13,8 milyar yaşında, 93 milyar ışık yılı genişliğinde

Büyük Patlama’dan yaklaşık 380.000 yıl sonra salınan soluk bir ışık ışıltısı olan kozmik mikrodalga arka planı inceleyen Planck uydusu, evrenin yaşını büyük bir hassasiyetle ölçtü: yaklaşık 13,8 milyar yıl.

İşte bilmece: Evren 13,8 milyar yaşındaysa ve hiçbir şey ışıktan hızlı gidemiyorsa, her yönde yalnızca 13,8 milyar ışık yılı görebilmemiz gerekmez mi? Oysa gözlemlenebilir evren yaklaşık 93 milyar ışık yılı genişliğinde. Nasıl?

Evren neden yaşından büyük?

Cevap uzayın genişlemesidir. Görebildiğimiz en uzak cisimlerden ışık yola çıktığında bu cisimler bize çok daha yakındı. Işığın yolculuk ettiği milyarlarca yıl boyunca aramızdaki uzay gerilmeye devam etti. Işık sonunda ulaştığında bu bölgeler artık yaklaşık 46 milyar ışık yılı uzaktadır.

Genişleme, gökadaların bir patlamanın şarapnel parçaları gibi uzayda uçtuğu anlamına gelmez. Uzayın kendisinin gerildiği ve gökadaları birbirinden uzaklaştırdığı anlamına gelir; biraz kabaran bir ekmek hamurundaki üzümler gibi. Hiçbir şey uzayın içinde ışıktan hızlı hareket etmez, ama aradaki uzayın gerilmesi yüzünden uzak bölgeler ışıktan hızlı uzaklaşabilir.

Genişleme ışığın kendisini de gerer ve onu daha uzun, daha kırmızı dalga boylarına kaydırır. Bu kırmızıya kayma, gökbilimcilerin uzak gökadaların ne kadar uzakta olduğunu ve ışıkları yola çıktığından bu yana evrenin ne kadar büyüdüğünü ölçmesini sağlar.

1998’de patlayan yıldızları inceleyen iki ekip, genişlemenin aslında hızlandığını buldu. Hâlâ gizemli olan bu nedene karanlık enerji deniyor. Evrenin enerji içeriğinin yaklaşık %68’ini oluşturuyor; görebildiğimiz her şey olan sıradan madde ise yalnızca yaklaşık %5’ini.

Ötesinde ne var?

Gözlemlenebilir evren, ışığın bize ulaşmak için ne kadar yol aldığıyla tanımlanan bir kabarcıktır. Evrenin tamamı değildir. Bir kenar ya da duvar belirtisi yoktur; gökadalar her yönde tıpkı burada olduğu gibi devam ediyor gibi görünür.

Ölçümler en büyük ölçeklerde uzayın neredeyse düz olduğunu düşündürüyor; bu da evrenin sonsuz olabileceği anlamına gelir. Sonlu olsa bile görebildiğimiz kısımdan en az birkaç kat büyüktür. Üstelik genişleme hızlandığı için bazı uzak bölgeler, ne kadar beklesek de bize asla ışık göndermeyecek.

Anlamlandırmak

Güneş bir milimetrelik kum tanesi büyüklüğünde olsaydı, en yakın yıldız yaklaşık 30 kilometre ötede başka bir kum tanesi olurdu. Samanyolu, Dünya’nın kendisinden bile büyük, böyle tanelerden oluşan dağınık bir bulut olurdu; gözlemlenebilir evren de böyle yüz milyarlarca bulut barındırırdı. Zihnimiz bu sayılarla boğuşur; hayranlığın bir parçası da budur.

Özetle

• Gözlemlenebilir evren yaklaşık 93 milyar ışık yılı genişliğindedir.
• Evren, kozmik mikrodalga arka plandan ölçüldüğü üzere yaklaşık 13,8 milyar yaşındadır.
• Işık yolculuk ederken uzay genişlediği için yaşından büyüktür.
• Her biri milyarlarca yıldız barındıran yüz milyarlarca gökada içerir.
• Genişleme, gizemli karanlık enerjinin etkisiyle hızlanıyor.
• Evrenin tamamı çok daha büyük, hatta sonsuz olabilir.