Gözlemlenebilir Evrenin Sınırları Tam Olarak Ne Kadar?

Uzayın bir sonu var mı? Peki ya evrenin? Bunlara parçacık ufku ile bir nebze cevap verebiliyoruz.
Gözlemlenebilir Evrenin Sınırları Tam Olarak Ne Kadar?
iStock

Giriş

uzay sonludur fakat bu kesin yargıya varmak için sonu gözlemlememiz gerekmektedir. gözlemleyemeyeceğimiz için de bu savımızı sağlamlaştıramayacağız, biraz tuhaf evet. en makul olan varsayım ile şöyle benzetmeye gidebiliriz. büyük bir su tankınız var (maddesel evren) bu su tankı bir yerden sonra taşmak zorunda kalıyor çünkü muazzam bir birikme var, su tankı bir şekilde bir yerden çatlak veriyor ve boşalmaya başlıyor (big bang), içerideki su öyle hızlı dağılmaya başlıyor ki geçtiği her yer ıslanıyor ve su boş alana işliyor. şimdi bu basit mantık ile malzemeleri yeniden oturtalım. su hızlıca akıp gitmeye başlarken suyun dilerseniz uç kısmına dilerseniz orta kısımlara bi yere bir plastik ördek atıverin. (ördek = ışık ) ördek hiç bir zaman uç kısım ile beraber hareket edemeyecek , ışık hiç bir zaman genişleme hızına yetişemeyecek. dolayısıyla ışık bize bilgiyi taşıdığından biz asla evrenin uç kısmına ait verileri elde edemeyeceğiz. sonlu fakat gözlemlenemeyen bir genişlemeye sahip olduğu için bir nevi sonsuz bir evrene sahibiz.

Biraz daha derine dalıp teorik hesabımızı yapalım

gözlemlenebilir evrenin parçacık ufku, basitçe ışığın t=0 anından bu yana kat ettiği maksimum mesafedir. o t=0 anını evrenin başlangıcına yerleştirirseniz, evrende gözlemlenebilecek en eski an parçasının sınırı, parçacık ufku oluverir. evrenin, bu kavramın anlaşılmasını zorlaştıran tavrı, şahsım nezdinde bir deli saçması olan şu meşhur genişlemedir. evrenin genişlemesi. bu deli saçmasını yine de çeşitli akademik çevrelerde anlatıldığı gibi kabul edip devam edelim.

ışığın, genişlemekte olan bir evren modelinde sergileyebileceği yayılma hareketinin, genişlemeyen bir evren modelinde sergileyebileceği yayılma hareketinden daha karmaşık bir doğaya sahip olacağını sezgisel olarak kestirebilirsiniz. bu kestirim için de, kırmızıya kayan galaksilerin şahitliğinden fazlasına başvurmanız gerekir, çünkü galaksilerin birbirinden uzaklaşmasından söz ediyorken, esasında uzayın dokusunun genişlemesinden söz ediyorsunuzdur. ışığın, içinde yol aldığı uzayın dokusu "genişlerken" ışığa ne olur? siz kanatsız insanlar, farazî olarak ışığın da "genişlediğini" söyleyebilirsiniz. zaten bu da evrenin "yaşının" neden bize anlatıldığı gibi, 13,8 milyar yılda kalmadığını, basitçe açıklar.

uzayın genişlemeyip statik olduğu bir evren modelinde, evren bir "yaş" kavramıyla sınırlandığında, mesela bu evrenin "5 yaşında olduğu" söylendiğinde, parçacık ufkunuzun, yani görebileceğiniz en son şeyin 5 ışık yılı uzakta olacağını çıkarsarsınız. ancak evrenin maddi içeriğine baskın gelen enerji (karanlık enerji) içeriği sebebiyle tanımlanan genişleme kavramı, böyle bir tanıma ağır bir şerh koyar ve yapabileceğiniz ölçümü, türev bir ölçüme dönüştürür ki bu da integrali mümkün ve şart kızı şart kılar. üniversitede genel göreliliği almaktan ziyade, vermiş olanlarınız, matematiksel bir bypass'ın, bize

radius= 3 x celeritas x tempus= r = 3ct

celeritas: hız, tempus: zaman, radius: yarıçap

şifresini vereceğini hatırlarlar. yani evrenin yarıçapı, ışık hızı sabitiyle, başlangıç diye kabul edilen noktadan itibaren, bugüne kadar geçen zamanın çarpımının 3 katına eşittir. 13,8 milyar yıllık zaman dilimi bu eşitlikteki yerini aldığında r = 41,4c gibi bir ifadeye ulaşılır. kozmologlarımız buna karanlık enerji diye ifade edilen bilinmezin ekstra itişinden ileri gelen etkiyi de eklediklerinde, r = 46c olur. bu yarıçap olduğu için, çap da, d=92c oluverir.

ha, bu uzayın sonluluğuna ya da sonsuzluğuna dair bir yorum mudur? hayır. basitçe kumda oynamaktır bu. insana tevazuyu doğa öğretir. bunun enstrümanı ise bilimdir. mütevazı bilimde "sonsuz" gibi kelimeler daima kulak tırmalar, ancak evren insanların kulaklarının duyamadığı sesleri de içermektedir.

Sonlu-sonsuz kavramına boyutlar aracılığıyla bakalım

içinde bulunduğumuz kainat aslında 11 boyuttan oluşuyor. büyük patlama ile bu boyutlardan 3'ü genişlerken, kalan 8'i atomaltı boyutlara küçüldü. küçülen 8 boyut gravitonlar haricindeki tüm atomaltı parçacıkların oluşumuna temel oluşturuyor. mesela elektron denilen parçacık aslında bu boyutların üzerine dolanmış bir sicim. (ek bilgi olarak: gravitonlar bu boyutlara bağlı olmadığından kainatlar arası geçiş yapabiliyorlar. birgün bir başka kainata ait somut kanıt bulursak bu muhtemelen oradan gelen gravitonların tespiti ile olacak.)

gelelim açılıp genişleyen, bizim içerisinde takıldığımız 3 büyük boyuta. biz dünyayı pratikte öklit uzayı dediğimiz varsayımsal uzaya göre yorumluyoruz. bu yoruma göre iki nokta arasındaki en kısa mesafe bir doğruyu oluşturuyor. yani biz iki nokta arasında düz gideceğimizi düşünüyoruz (sanıyoruz) oysaki uzay gerçekte riemann uzayı. riemann uzayının temel varsayımında iki nokta arasındaki en kısa mesafe bir doğru değil bir yaydır. mesela nasa mars'a bir uydu gönderirken hesaplamalarını düz doğrular şeklinde değil yaylar şeklinde yapar. kısa mesafelerde düz olduğunu düşünmek pratiktir ama uzak mesafelerde yay olduğu bariz şekilde ortaya çıkar. peki bu yay nereden geliyor derseniz, devasa bir çember şeklinde genişlemiş, bizim içerisinde takıldığımız 3 boyuttan kaynaklanıyor. haliyle bu boyutların bir ucu veya sonu diye birşey yok, bildiğiniz çember. dolayısı ile uzayda hangi yöne dümdüz giderseniz gidin bir tam tur atıp başladığınız yere dönersiniz.

detaylı bilgi edinmek isteyenler brian greene'in kitaplarını okuyabilir.

Şu Ana Kadar Ölçülebilen En Kısa Zaman Aralığı: Planck Zamanı

İçinde Bulunduğumuz Evrenin Dışında Ne Olduğuyla İlgili Ufkunuzu Açacak Bir Yazı