KAİNATIN GENİŞLEMESİ VE YAŞI

Kur’an’da “Göğü kudretimizle biz kurduk ve şüphesiz biz genişletmekteyiz”¹ (Zariyat,47) ayeti kâinatın genişletildiğinden sarahaten haber verdiği halde ne ortaçağ İslam astronomları, ne de modern bilimin kurucuları (Galileo, Kepler, Newton, hatta 1929 yılından önce Einstein) genişleyen evrenden bahsetmediler. Ayetin haber verdiği gibi kainatın genişletildiğini insanlık ancak 1929 yılından sonra anladı ve idrak etti.

Modern mitolojinin ilahsız yaratılışının yapboz tablosu üstünde, Büyük Patlama başlangıçtır. Şekilsiz ilkel maddesi ile birlikte bugünkü kâinatın yaratılmasını sembolize eder. Kainatın büyüklüğünün sabit olmadığı, sürekli genişlediği 1929’da Edwin Hubble’ın Galaksimiz Samanyolu dışındaki galaksileri gözleyip, onların bizim galaksimize göre hızlarını ölçmesinden sonra anlaşılmış ve ilan edilmiştir². Polisin radar kullanarak trafikteki araçların hızlarını ölçmesi gibi, 1900 yılların başından beri astronomlar radar yerine, yıldızların kendi ışığını kullanarak Doppler olayı (yaklaşan/uzaklaşan cisimden gelen ışığın dalga boyunun uzaklığı sabit cisimden gelen ışığın dalga boyuna göre fark göstermesi) sayesinde yıldızların yaklaşma veya uzaklaşma hızlarını ölçebilmektedirler. Yaklaşma veya uzaklaşma hızının kainatın genişlemesiyle ne ilgisi var diye düşünebilirsiniz. Samanyolu içinde farklı yönlere doğru baktığımızı ve yıldız hızlarının bakış doğrultumuz boyunca izdüşümlerini ölçtüğümüzü düşünelim. Hareket halindeki polis arabasından yapılan radarla hız ölçümlerinden polis arabasının hızının çıkartılması gibi, Dünya’nın Güneş etrafında ve Güneş’in Samanyolu içindeki hızını çıkardığımızda, hangi yöne bakarsak bakalım, bize yaklaşan yıldızlar olduğu kadar, bizden uzaklaşan yıldızların da var olduğunu görüyoruz.

Bu olay, bayram yeri gibi kalabalık ve hareketli bir meydanın herhangi bir yerinde durup hangi yöne doğru bakarsak bakalım bize yaklaşan (gelen) ve bizden uzaklaşan (giden) insanları görmemize benzer. Sabah toplanma, akşam dağılma vakti hariç meydanda sabahtan akşama kadar insan sayısının değişmediğini varsayalım. Belli bir zaman aralığında (diyelim ki her 5 dakikada bir) bize yaklaşan ve bizden uzaklaşan insanları sayıp karşılaştıralım. İnsanların meydanda birikme (sabah) ve dağılma (akşam) saatleri hariç bu sayıların genelde eşit olduğunu görürüz. Bu durum, benzer şekilde, farklı farklı yönlere doğru (üç boyutlu düşünün), gözlenmiş çok sayıda yıldızın hızlarını ölçüp her yön için ayrı ayrı hız ortalamalarını alırsak, sonucun sıfır çıkması (uzaklaşan = yaklaşan) beklenen bir durumdur. Bu böyle olmalı çünkü: Galaksimiz Samanyolu, insan sayısı değişmeyen meydan gibi, hareketli yıldızları dengede olan (çökmeyen veya genişlemeyen) bir sistemdir.

Ancak gözümüzü Galaksi ötesi cisimlere çevirdiğimizde, yani Samanyolu dışındaki galaksilerin bize (Samanyolu’na) göre hızlarını ölçtüğümüzde durum aynı değildir. Bize yaklaştığı tespit edilmiş birkaç galaksi dışında tüm galaksilerin bizden uzaklaştığını görüyoruz. Hem de uzaklığı ile orantılı olarak; uzakta olan daha büyük hızla uzaklaşıyor. Bu gözlem sonucunun bir tek açıklaması vardır; o da evrenin genişliyor olmasıdır.

Bugün genişleyen bir kainat içindeysek, bu genişlemenin bir başlangıcı ve bu başlangıcı tetikleyecek bir patlama olmalıdır. Bu yüzden “Büyük Patlama” özenle seçilmiş, kainatın başlangıcını, ilk yaratılışı anlatan bir kelime gibi görünüyor. Ancak, bu patlamayı bir bomba patlaması gibi düşünmek hatadır. Öncelikle patlama sesi ve görüntüsü yoktur. Patlamadan sonra bomba parçacıkları patlama noktasından uzaklaşırlar. Halbuki, “Büyük Patlama” kelimeleriyle anlatılmak istenen bu değildir. Anlatılmak istenen: sıfır anında kainatın birden bire her yöne doğru büyük bir hızla genişlemeye başlamasıdır.

Bu nedenle, galaksiler uzay içinde hareket ediyor ve bu yüzden uzaklaşıyor değiller. Galaksiler ile bizim aramızdaki uzaklık artıyor, yani uzay genişliyor. Biz de onları bizden uzaklaşıyor gibi görüyoruz. Galaksilerin de yıldızlar gibi uzay içinde uzaklaşma ve yaklaşma hareketleri söz konusu olsaydı, yıldızlar gibi, bizden uzaklaşan galaksiler kadar bize yaklaşan galaksilerin de olması gerekirdi. Ancak, Lokal Grup³ içindeki birkaç galaksi hariç, diğer galaksi kümelerinin ve bu kümelerdeki galaksilerin topyekün bizden uzaklaştığını astronomik gözlemler söylüyor.

Evrenin genişlediğini, Hubble’dan sonra teyid eden ve gözlemlerini devam ettiren astronomlar şimdiki kâinatın genişleme hızını temsil eden bir parametre olarak Hubble sabiti⁴ adı verilen bir sabit tayin ettiler. Kavram olarak Hubble sabiti kainatın homojen genişleme hızını temsil eder. Evrenin genişlemesi homojendir; çünkü, Hubble’dan sonra bugüne kadar kainatın genişlemesi hakkında yapılan eski ve yeni gözlemler ve araştırmalar göstermektedir ki, hangi yöne doğru bakarsak bakalım uzaklaşan galaksilerin uzaklaşma hızları yönden bağımsız uzaklıklarıyla orantılıdır. Yani uzaklık arttıkça uzaklaşma hızı da artmaktadır.

Hubble sabitinin en güvenilir ölçümü ve bugünkü değeri Planck uydusu⁵ gözlem sonuçlarına göre: H₀= 67.3 (km/s)/Mpc, yani her megaparsek (1 parsek= 3.26 Işık yılı) başına 67.3 km/s dir⁶. Aslında astronomlar Hubble sabitini galaksilerin ve galaksi kümelerinin uzaklığını hesaplamak için kullanırlar. Çünkü uzaklığı bilinmeyen bir galaksinin ışığını analiz edip uzaklaşma hızını belirlemek, bu galaksinin uzaklığını ölçerek tespit etmekten daha kolaydır. Unutmayalım, uzaklığı bilinemeyen veya ölçülemeyen galaksiler de vardır. Diyelim ki bir galaksi bizden 36 bin km/s hızla uzaklaşyor. Bu galaksinin uzaklığı 36000/67.3 = 534.9 Mpc yani, 534.9 Milyon parsec = 1.74 milyar Işık yılıdır.

Evrenin yaşı, yani ilk yaratılışından bugüne kadar geçen zaman, Hubble sabitini kullanarak hemen hesaplanabilir. Nasıl? Kısaca açıklayalım: Galaksilerin uzaklıkları belli, uzaklaşma hızları belli ise akla şöyle bir soru gelmektedir: Bizden uzaklaşıyor gibi görünen galaksiler şimdiki konumlarında kaç senede ulaştılar? Bu da uzaklıkların hızlara bölümü anlamına gelir ki, her bir galaksi için ayrı ayrı hesap yapmadan, doğrudan Hubble sabitinin tersini alarak 1/H₀ = 1/67.3 Mpc/(km/s) cevabı bulabiliriz. Mpc birimindeki uzaklığı da km ye çevirirsek, sonuç saniye olarak çıkacaktır. Onu da yıl cinsinden ifade edersek 14.5 milyar yıl bulunur. Bu da kabaca, galaksi uzayının kaç sene önce genişlemeye başladığı, yani bugünkü Evrenin yaşıdır. Kabaca diyoruz çünkü Hubble sabitinin Büyük Patlama başlangıcından bugüne değişmediğini varsayarak bu yaşı bulduk. Kâinatın genişleme hızının geçmişte de aynı olduğunu aslında bilmiyoruz. Şüphesiz daha detaylı model kurarak daha doğru yaş hesabı yapılabilir. Ancak kurduğumuz modelin doğruluğunun da test edilmesi gözlemlerle doğrulanması gerekmektedir. İşte önerilmesinden bugüne Büyük Patlama teorisi üstünde çalışan bilim adamları teorik ve gözlemsel olarak evrenin geçmişini, ilk yaratılış anından bugüne kadar kainatın sıcaklık, yoğunluk, basınç, genişleme hızı gibi parametrelerinin araştırmasını yapmaktadırlar.

Bir sonraki yazımızda, “KAİNATIN BİR YAŞI OLDUĞU NE ANLAMA GELİR?” başlığı altında, tarih boyunca bilim ve Allah inancı konusu analiz edilecektir.

Prof.Dr. Zeki EKER

Galaksi cehenneminde bir küçük cennet

Akdeniz Üniv. Fen Fakültesi.

Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Bölümü

Antalya