Karanlık Maddenin Sırları 3 >> Kainatın sınırları ve başka evrenlere açılan kapılar

Şişme modeli fizikçiler tarafından, evrendeki maddenin Büyük Patlamadan sonra uzaya neden eşit ölçüde dağıldığını açıklamak için geliştirilmişti. Ancak, evrenin 300 bin yıldan daha genç olduğu zamanları gösteren şişme modelini laboratuar ortamında test etmemiz imkansızdı.

Fizikçiler buna rağmen evrenin 380 bin yaşında nasıl bir yapıya sahip olacağına dair hesaplamalar yaptılar. Evrenin resmini çeken Planck gözlemevi de bu tahminlerin doğru olduğunu göstererek şişme modelini kanıtladı…

Matematiksel tahminlerin doğru çıktığını görmek her bilim adamını sevindirir diye düşünebilirsiniz, fakat astronomların şişme modelinin kanıtlanmasına pek sevinmediğini söylemeliyiz. Çünkü şişme modeli aynı zamanda kainatta sonsuz sayıda evren olduğunu gösteriyordu. Bu nasıl olabilir?

 

Sonsuzluğa açılan bir kapı

Evrenin şişme aşamasında ışıktan hızlı genişlediğini hatırlayın. Ayrıca Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi nedeniyle, şişmenin tam olarak nerede, ne zaman sona ereceğini asla bilemeyeceğimizi dikkate alın. Bu durumda, evrenin bir bölgesindeki şişme bizim bulunduğumuz bölgeden biraz daha geç sona ererse ne olur?

 

Şişmenin geç sona erdiği bölgeler bizden ışık hızını aşan bir hızda uzaklaşmış olacaktır. Evrende hiçbir şey ışıktan hızlı gidemeyeceğine göre, uzaydaki o bölgeye sinyal göndermemiz ve o bölgenin bizimle fiziksel olarak etkileşime geçmesi imkansızdır. Dikkat ederseniz pratikte bizim evrenimizden; yani Samanyolu’ndan bakıldığında “gözlemlenebilen evrenden” tümüyle kopmuş olan bir bölgeden söz ediyoruz. Aslında bize komşu yeni bir evren bu.

Öte yandan, şişme modelini yorumladığımızda, evrenin uzay ve zaman meydana gelmeden önce var olan kuantum salınımlarının yol açtığı “Büyük Patlamayla” oluştuğunu görüyoruz… Bu durumda her an kainatta sonsuz sayıda evren, sonsuz sayıda Büyük Patlama ile meydana geliyor olabilir! Şimdi bu evrenlerdeki bazı bölgelerin, şişmenin her yerde aynı anda sona ermemesi nedeniyle ana evrenden koptuğunu düşünün.

 

Kainatta sonsuz sayıda evren… Şaşırtıcı ve hayranlık uyandıran bir konsept.

 

 

Evrenlerin sayısı sonsuz olabilir ama tek tek evrenlerin sonu ve sınırı var

Her evrenin bir sonu ve sınırı var derken gözlemlenebilir evreni kastediyoruz. Gözlemlenebilir evrenin sınırları içinde yeterince beklersek, evrenin en uzak köşesindeki ışık bile bize ulaşacaktır. Evrenimizde geçerli olan fizik yasalarını belirleyen enerji değerleri, evrenin farklı bölgelerine ışıktan hızlı olarak aktarılamayacağına göre bu iyi bir şey :)… Fizik yasaları gözlemlenebilir evrenin her yanında aynıdır, evrenimizin dışına çıkana kadar yasalar her yönde ve her mesafede aynı olacaktır.

 

Evrenimiz için bu sınır yaklaşık 47 milyar ışık yılıdır. Samanyolu galaksisini merkeze alırsak, gözlemlenebilir evrenin çapının 93 milyar ışık yılı olduğunu görüyoruz. Bu da her yöne doğru Dünya’dan bakıldığında 47 milyar ışık yılı uzağı görebileceğimiz anlamına geliyor (Düşük bir olasılık ama gerçek evren gözlemleyebildiğimiz evrenden daha küçük de olabilir. Yakındaki galaksilerin ışığı evrenin etrafından dolaşıyorsa bu galaksiler bize gerçekte olduklarından daha uzak görünebilirler).

 

 

Bu noktada, “Evrenin yaşı yaklaşık 13 milyar yıl, bu yüzden 13 milyar ışık yılından daha uzağı göremeyiz” diye düşünebilirsiniz. Ancak, evrenin eskiden çok daha küçük olduğunu ve zamanla genişlediğini hesaba katmamız gerekiyor. Bugün 47 milyar ışık yılı mesafeye kadar olan bütün galaksiler, eskiden bizim bulunduğumuz bölgeye 13 milyar ışık yılından daha yakındı.

Bu galaksiler artık bizden çok uzaklaştılar, görebildiğimiz evrenin dışına çıktılar fakat biz uzun bir süre boyunca onları görebileceğiz… Galaksilerin bize yakın olduğu eski zamanlardan kalan ve bize milyarlarca yıl sonra, ancak şimdi ulaşan ışığı görmeye devam edeceğiz. Peki, gözlemlenebilir evrenin ötesinde ne var? Artık ışığın bize asla ulaşamayacağı kadar uzaklaşan eski galaksilere ne oldu?

 

Evrenin uzak bölgeleri ile aramızdaki ışık iletişimi koptuğuna göre, bu galaksilerin artık bizim evrenimizde yer almadığını kabul etmemiz gerekiyor. Hatta aynı sebeple, söz konusu galaksilerin içinde bulunduğu evrendeki fizik yasaları bile az çok farklı olabilir!

 

 

Sonsuz sayıda evren olduğuna inanmak zor

Bu evrenlerde bizim gibi akıllı canlılar var mı? Varsa uzaylılar neye inanıyor, evrenin yaradılışı hakkında ne düşünüyor? Kainatta sonsuz sayıda evren olması, dinsel inançlar ve felsefe açısından derin sorular doğuruyor.

Bence felsefe açısından en önemli sorun nedensellik konusu, yani neden–sonuç ilişkisidir… Hiçbir şey ışıktan hızlı gidemediği için evrendeki neden–sonuç ilişkisi de ışıktan hızlı gerçekleşemez. Kainatta sonsuz sayıda evren varsa, sonsuz sayıda neden–sonuç ilişkisi vardır.

Determinizme inanan kişiler için farklı evrenlerde birbirinden bağımsız neden–sonuç ilişkileri olduğunu düşünmek zor yutulur bir lokma… Buna rağmen birçok fizikçi, Şişme Teorisini geliştiren Paul Steinhardt ve Andreas Albrecht’in sırf bu zor soruları sormamızı sağladıkları için Nobel Ödülüne hak kazandığını düşünüyor.

 

 

Evrenin ötesinde ne var?

Evrenler arasında yolculuk etmek bizim için mümkün mü bilemiyoruz; ancak eskiden evrenimizin parçası olan bazı galaksilerin bugün başka evrenlere yolculuk ettiğini biliyoruz! En basitinden, gözlemlenebilir evrenin ötesinde, eskiden evrenimizin bir parçası olan galaksiler bulunmaktadır. Neden böyle olduğuna gelince…

 

Gözlemlenebilir evrenin çapı nereden bakarsak bakalım aynıdır, çünkü evrenin 13 milyar yıl yaşında olması bize evrenin maksimum çapını veriyor… Örneğin, şu anda teorik olarak görebileceğimiz en uzak galaksinin şimdi Dünya’ya doğru yola çıkan ışığı, asla bize ulaşamayacak kadar uzaktır. Peki, bizden 47 milyar ışık yılı uzaktaki o galaksiden baktığımızda ne görüyoruz? Arkamıza bakarsak, Samanyolu Galaksisini, yani içinde bulunduğumuz evreni göreceğiz.

 

 

Ancak, bizim evrenimizin kenarındaki bir galakside olduğumuza göre; evrenin dışına doğru bakarsak, Samanyolu galaksisinden bakıldığında gözlemlenebilen evrenin tümüyle dışında kalan başka galaksileri göreceğiz.

Buradan bir ders çıkıyor: Gözlemlenebilir evrenin çapı her yerde aynıdır ama her galaksinin kendi gözlemlenebilir evreni vardır… Gözlemlenebilir evrenler tıpkı çatıdaki kiremitler gibi birbiriyle kısmen örtüşebilir ama her galaksinin gözlemlenebilir evreni farklıdır. Hiçbir galaksi bunun ötesinde ne olduğunu bilemez.

 

Yine de dikkatinizi çekerim, gözlemlenebilir evren taş duvarlarla sarılı arena gibi fiziksel bir sınır oluşturmuyor. Sadece evrenin gözleyebildiğimiz kadarıyla, maksimum teorik sınırını çiziyor… Bize 1 milyar ışık yılı uzaktaki galaksilerle aynı evrende yer alıyoruz; ama bu galaksilerin gözlemlenebilir evrenlerinin 1 milyar ışık yılı genişliğindeki dış kısmı, “bizim gözlemleyebildiğimiz evrenin” ötesinde kalıyor. Bu da insanın aklına aşağıdaki soruyu getiriyor:

 

 

Evrenler birbiriyle temas ediyor mu?

Çocukluğunuzda hiç kulaktan kulağa oynadınız mı? Arkadaşınızın kulağına bir şey fısıldarsınız, o da yanındaki diğer çocuğun kulağına fısıldar ve bu böyle gider… Dedikodular da çevremizde böyle yayılır. Biri bir şey söyler, herkes bunu arkadaşlarına bire bin katarak anlatır ve bir bakarsınız, benzin istasyonunda çıkan basit bir sarhoş kavgası, Twitter’a “isyan haberi” olarak yayılmış!

Gözlemlenebilir evrenler birbiriyle örtüşüyorsa, “olayları çarpıtarak aktarma” mantığı fizik yasaları için de geçerli olabilir mi? Örneğin görebildiğimiz galaksilerin, “göremediğimiz başka galaksileri görebilmesi nedeniyle”, evrenimizin fizik yasaları da dolaylı olarak komşu evrenlere aktarılıyor olabilir mi?

 

Gözlemlenebilir evrenin dışındaki fizik yasaları bizim yasalarımızla aynı mı? Yoksa farklı mı? Farklıysa ne kadar farklı? Gözlemlenebilir evrenler örtüşebildiğine göre, belki de komşu evrenlerin fizik yasaları evrenimizden farklı olmayabilir.

Çok fazla soru sorduk ama hiçbirine kesin cevap veremedik :/. Ne yazık ki bu soruların cevabını bilmiyoruz ama konumuzla ilgili olarak soracağımız son bir soru kaldı…

 

 

Başka evrenlere yolculuk etmek mümkün mü?

NASA’nın WMAP uydusunun evrende yaptığı gözlemleri değerlendiren bir grup fizikçi, yakın zamana kadar evrenin yan yatan bir masa gibi biraz devrik olduğunu düşünüyordu. Alexander Kashlinsky’nin liderliğindeki grup 2008 yılında uzak galaksilerdeki gaz ve toz bulutlarının hızını ölçtüğünde, yüzlerce galaksinin, Yelken ile Erboğa takımyıldızları arasındaki bir bölgeye doğru hızla kaydığı sonucuna vardı.

 

 

Galaksilerin buna yol açacak kütleye sahip olmaması nedeniyle, evrendeki maddenin belirli bir yöne doğru akmasını ancak karanlık madde sağlayabilirdi. Elbette evrendeki maddenin belirli bir yönde toplanması hem Büyük Patlama Teorisine hem de Büyük Patlamayı tamamlayan Şişme Modeline aykırıydı. Bu teorilere göre, madde ve enerjinin evrene eşit ölçüde dağılmış olması gerekiyordu.

Kashlinsky’nin ekibi bu olaya karanlık maddeden esinlenerek “Karanlık Akış” adını verdi… Bu akışa, karanlık maddeyi ve karanlık maddenin içindeki galaksileri kendine doğru çeken başka evrenler yol açıyor olabilirdi. Komşu evrenlerin birbiriyle temas ettiğini düşündüren varsayım, evrenler arası seyahat olasılığını da güçlendiriyordu. Ancak…

 

 

…Planck gözlemevi evrende Karanlık Akış olmadığını gösterdi

Princeton Üniversitesi’nden David Spergel ve aynı bildiriye imza atan diğer 174 bilim adamı bu konuda şimdilik son noktayı koydular: Planck’ın gözlemlerine göre Karanlık Akış yok, evrendeki galaksiler belirli bir yöne doğru akmıyor, bu yüzden Karanlık Akışı açıklamak için evrenin masa gibi yan yattığını düşünmeye gerek kalmıyor. Yine de gözlemlenebilir evrenlerin örtüştüğünü biliyoruz ve belki de kara delikler aracılığıyla başka evrenlere yolculuk etme fikri insanı heyecanlandırıyor.

 

Evrenin ve insanoğlunun geleceği

Evrenle ilgili yeni keşiflerimiz insanlığın geleceği için bana umut veriyor… Ve kendimizi savaşlar, açlık veya küresel ısınmaya bağlı olarak yok etmeyeceğimize dair inancımı güçlendiriyor.

İşte evren orada, uzayın enginliğine kazınmış dev bir bilim ve sanat tablosu olarak gece göğünü süslüyor. Doğrusu hayatın anlamını ve evrenin nereden gelip nereye gittiğini bilmiyorum… Ancak, “Nasıl?” sorusunu sormaya devam edersek, bir gün neden ve niçin sorularının da yanıtını bulabiliriz. Neden ve niçin soruları bilimsel sorular değildir fakat bunları sormadan; yani matematik, geometri ve felsefe kavramları olmadan bilimsel keşifleri de anlamlandıramayız.

 

 

Bugün Ray Kurzweil’in How to Create a Mind (Zihin Nasıl Yaratılır?) kitabını okuduğumuzda, niceliklerin (yeterince karmaşık ise) niteliklere yol açtığını görüyoruz. Peki, nitelikler de yeterince sofistike olursa başka nicelikler yaratabilir mi? Örneğin “Neden?” sorusu, bir gün evrenin ve fizik yasalarının niçin böyle olduğunu, niye başka bir şekilde olmadığını anlamamızı da sağlayabilir mi?

Buna cevap vermek için “neden sokaktaki o kızla” değil de eşinizle evlendiğinizi düşünebilirsiniz. Hayatınızdaki seçimlerin ne kadarı size ait; ne kadarını ortam koşulları, rakamlar, formüller ve fizik yasaları dayatıyor? Özgür iradeniz var mı? Çocuklarınız varsa ve bir insana aşık olduysanız, nitelikten nicelik çıkar mı sorusunun cevabını herkesten önce siz biliyorsunuz. 🙂

 

Karanlık Maddenin Sırları 1 >> Uluslararası Uzay İstasyonu nihayet karanlık maddenin izlerini buldu

Karanlık Maddenin Sırları 2 >> Kainatta sonsuz sayıda evren var ve her şeyin sonu “Büyük Yırtılma” ile gelecek

 

Gözlemlenebilir evrenin sınırları