Evren, bütün zamanlarda ve yerlerde gerçekleşmiş şeyleri içeren "şey"dir. Bu olayların gerçekleştiği uzay-zaman ise, üç uzay ve bir zaman boyutuna sahiptir (Standart Model’in ötesinde bazı birleşik kuramlar daha fazla boyut önerir, ancak deneyler ile test edilmemişlerdir). Günümüzde deneyler evrenin şeklinin düz ya da düze çok yakın olduğunu gösteriyor. Bunun dışında, 2000’li yıllarda süpernovaların ışıkları üzerinde yapılan gözlemlerde evrenin hızlanarak genişlediği görülmüştür.
Genişleme
Kozmologlar evrenin genişlediğini söyledikleri zaman kastettikleri şey, uzayın genişlemesidir; uzay-zamanın genişlemesi değil. Evrenin (yani uzayın) genişlemesi ışık hızından daha hızlı olabilir. Ancak bu durumgörelilik ilkesini, yani “hiçbir şey ışık hızından hızlı gidemez” ilkesini ihlal etmez. Bu ilke uzay-zaman içerisinde hareket eden cisimlerin uzayda (uzay-zamanda değil) yaptığı harekete getirilen kısıtlamadır; uzayın kendisi için geçerli değildir. Uzayın kendisi, ışık hızından daha hızlı hareket edebilir, yani genişleyebilir.
Düz ya da Eğri
Einstein’ın ortaya attığı Genel Görelilik Teorisi, kütlenin uzay-zamanın yapısını eğdiğini söyler. Bu eğrilik, kütle-çekim dediğimiz şeyi oluşturur. Genel göreliliğin bu öngörüsü, deneylerle pek çok kez kanıtlanmıştır. Genel Görelilik, aynı zamanda içinde bulunduğumuz evrenin yapısı hakkında da öngörü verebilir. Evrenin yapısı için üç seçenek vardır:
- Evren pozitif eğriye sahiptir, bir küre gibi.
- Evren negatif eğriye sahiptir, bir eğer gibi.
- Evren düzdür, bir kağıt gibi.
Geometrinin yapısı evrenin şekline bağlıdır. Mesela pozitif eğriliğe sahip bir evrende, üçgenin iç açıları toplamı 180 dereceden büyüktür. Aynı şekilde negatif eğriliğe sahip bir evrende üçgenin iç açıları toplamı 180 dereceden küçüktür, düz bir evrende ise üçgenin iç açıları 180 derecedir.
2000’li yıllarda süpernova patlamalarından gelen ışıklar üzerine yapılan deneylerden elde edilen sonuçlara göre, evrenin düz ya da düze çok yakın olduğu tahmin ediliyor. Burada evrenden kastedilen uzaydır, uzay - zaman değildir. Uzay - zaman düz olsaydı, kütle-çekim olmazdı.
Şunu da bilmek gerekir ki, kozmologlar uzayın düzlüğünden bahsettiklerinde uzayın geniş ölçüdeki halini ele alırlar. Eğer küçük düzeylerde uzayı incelersek, uzay kesinlikle düz değildir çünkü her kütle uzayı ve zamanı eğer.
Sonlu mu, Sonsuz mu?
Uzayı x, y ve z koordinatları olarak düşünürsek, bu uzay içerisindeki bir nesneyi bu koordinat düzleminde sonsuza götürebilirmişiz gibi gelir. Bir uzay gemisi, x yönünde sonsuza kadar gitmek isterse onu kim durdurabilir ki? Fakat sonsuza kadar gidebilmek, uzayın sonsuz olduğu anlamına gelmez. Bir küre düşünün; bu kürenin yüzeyi iki boyutlu uzayımız olsun. Bu küre, üzerinde yaşayan iki boyutlu bir cisim hangi yöne giderse gitsin; asla bir “son”a ulaşamaz. Tek bir yöne giderse, bir süre sonra başladığı yere geri döner. Buna benzer bir kavram, içinde yaşadığımız uzay için de geçerli olabilir. Böyle bir uzaya sonlu fakat sınırsız uzay denir.
Kozmologlar, uzayımızın sınırsız olduğunu düşünüyorlar (yani bir yönde geri gelmeden sonsuza kadar gidebiliriz). Henüz evrenimizin sonlu mu yoksa sonsuz mu olduğuna dair bir kanıt yok. Einstein kendi kütle-çekim kuramını ortaya attığında, evrenin sonlu olduğunu ve mükemmel bir üç boyutlu küre olabileceğini söylemiştir. Bazı yazarlar Einstein’ın bu fikri, üç boyutlu bir kürenin mükemmel bir simetriğe ve estetiğe sahip oluşundan ötürü ortaya attığını yazmıştır.
Son yıllarda, bazı kozmologlar bu ihtimalin olabilirliğini test etmeye çalışmışlardır. Her ne kadar gözlemler evrenin düz ya da düze çok yakın olduğunu gösterse de, eğer yeterince geniş ölçekle bakılabilirse evrenimizin de küre gibi kapalı olduğunu gözlemleyebiliriz belki; tıpkı Dünya’nın bize düzmüş gibi gelmesi ama uzaydan baktığımızda kutuplardan hafif basık bir küre olduğunu görmemiz gibi.
Uzayın sonlu mu sonsuz mu olduğunu kesin olarak bilemememizin sebebi gözlemlenebilir evrenin ötesini göremememizdir. Evrenimizin 13,7 milyar yıl önce genişlemeye başlaması ve hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidememesi sebebiyle, gözlemlenebilir evrenin ötesindeki olaylar hakkında bir fikrimiz yok çünkü daha uzak galaksilerden (veya başka cisimlerden) gelen ışığın bize ulaşması için gereken yeterli süre geçmedi.
Gözlemlenebilir evrenin yarıçapı yaklaşık 46 milyar ışık yılıdır ve merkezinde biz varız. Bize gelen ışık gözlemlenebilir evreni belirliyor. Eğer başka bir gezegende, mesela 10 milyar ışık yılı ötede bir yerde yaşıyor olsaydık; gözlemlenebilir evrenimizin merkezi orası olurdu.
Büyük patlamadan 13,7 milyar yıl geçmesine rağmen, gözlemlenebilir evrenin çapının neden 46 milyar ışık yılı olduğunu şu şekilde anlayabiliriz: Diyelim ki; 2milyar ışık yılı uzaklıktaki bir yıldız, süpernova patlaması yapsın. Süpernovanın ışığı bize ancak 2milyar yıl sonra ulaşır; ne var ki, bu süre zarfında evrenin genişlemesinden dolayı süpernova patlaması yapan yıldızdan arta kalanlar, bizim gördüğümüz 2milyar ışık yıllık patlamadan çok daha uzaktadır artık.
Kaynaklar
