Evren Kaç Yaşındadır ve Nasıl Hesaplanır?
Eğer evrenin bir başlangıcı varsa, bir yaşı olmalıdır. Yıllar içerisinde evren kaç yaşındadır sorusuna cevap bulabilmek için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir ve günümüzde bunu ölçmenin dört bağımsız yolu vardır. Bu yolların hepsinin birbirininden bağımsız olması, yaptığımız ölçümlerin doğruluğunu test etmemize olanak sağlar. Eğer bu dördü birden uyum gösteriyorsa, evrenin yaşı hakkında hatalı bir çıkarım yaptığımızı düşünmek için yeterli bir gerekçe yoktur. Günümüzde Planck uydusunun 2015 sonuçlarına göre evrenin yaşı 13.799(±0.021) milyar yıl olarak belirlenmiştir.
Evren kaç yaşında?
Evrenin Yaşı Nasıl Hesaplanır
Teorik Yaklaşım
Evren kaç yaşındadır sorusuna cevap vermek için izlenecek yöntemlerden ilki, evrenin şu anda genişliyor olmasından faydalanarak bir teorik hesaplama yapmaktır. Elbette burada yapılan teorik hesaplama, gözlemsel olarak elde edilen parametreler kullanılarak yapılır ki bunlardan biri evrenin genişleme miktarını ifade eden Hubble sabitidir. Peki evrenin yaşı nasıl hesaplanır?
Eğer evren şu anda genişlemekte ise birim zamandaki genişleme miktarını da bildiğimize göre, zamanda geriye giderek başlangıca ulaşabiliriz. Eğer genişleme miktarını (Hubble sabitini) sabit tutacak olursak, kabaca bir yaklaşımla evrenin yaşı
olarak hesaplanır. Buna Hubble zamanı denir. Fakat evrenin genişleme miktarı, yani Hubble sabiti zaman içerisinde değişebilir (aslında Hubble parametresi olduğunu hatırlayın). Dolayısıyla evrenin yaşı için yapılan bu hesap oldukça kaba bir yaklaşımdır fakat ilk yaklaşım olarak 14.4 milyar yıl, şu anda ölçtüğümüz gerçek değere oldukça yakın bir değerdir.
Daha farklı bir hesap,madde baskın bir evren modeli kullanılarak yapılabilir. Her ne kadar evrenin farklı dönemlerinde radyasyon ve karanlık enerji baskın olsa da, evrenin kayda değer bir bölümünde madde baskındı. Dolayısıyla yine kaba bir şekilde yaş, madde baskın düz bir evren için hesap yapılarak bulunabilir. Böylesi bir model için yaş aşağıdaki gibi bulunur.
Fakat 9.57 milyar yıl değeri, ilk kaba yaklaşım olan 14.4 milyar yıldan ve evrenin yaşının gerçek değeri olan 13.8 milyar yıldan oldukça uzaktır. Bu da madde baskın bir evren modeliyle bir genelleme yapamayacağımız anlamına gelir. Yani evren madde baskın değil gibi görünmektedir.
Yukarıdaki grafikte farklı yoğunluk parametresi ve Hubble sabiti değerlerine karşılık yaş eğrileri verilmiştir. Düz bir evren için yoğunluk parametresi 1 olmalıdır. Planck uydusunun ölçtüğü Hubble sabiti değeri ile bu karşılaştırıldığında 9.5 ile 10.5 arasındaki bir eğriye karşılık geldiği görülmektedir. Yoğunluk azaldıkça, aynı Hubble sabitine karşılık gelen yaş değerleri azalmaktadır.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.Kreosus
Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.Patreon
Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.YouTube
YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.Diğer Platformlar
Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.Giriş yapmayı unutmayın!
Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Daha iyi bir hesaplama, yoğunluk parametreleri hesaba dahil edilerek yapılabilir. Madde yoğunluğu ve karanlık enerji yoğunluğu ayrı ayrı hesaba dahil edildiğinde aşağıdaki grafik elde edilir.
Grafikte mevcut madde yoğunluğu (~0.31) ile mevcut karanlık enerji yoğunluğunun (~0.69) kesişim noktasının sol üst köşede içi boş kare ile verildiğini görüyoruz. Bu aynı zamanda düz bir evren çizgisi ile kesişiyor çünkü yoğunluk parametremiz bu durumda 1 oluyor (0.31+0.69). Karşılık gelen yaş eğrisinin 1.0 ile 0.9 arasında kaldığını görüyoruz. Grafikte bu değer yaş çarpı Hubble parametresi olarak verilmiş. Yani 14.4 milyar yıldan biraz daha az olması gerektiğini söyleyerek, 13.8 milyar yılı işaret ediyor. Bir önceki modelde ise madde baskın bir hesaplama yapmıştık. Madde yoğunluna 1, karanlık enerji yoğunluğuna 0 değeri verilmesi durumuyla grafikte sağ altta yıldız ile gösteriliyor. Karşılık geldiği 0.667 değeri Hubble sabiti ile oranlandığında, az önceki bulduğumuz değerin elde edildiğini görüyoruz.
Bu nedenle evren kaç yaşındadır sorusuna teorikbir hesaplamayla karşılık verebilmek için, evrendeki gözlenebilirdiğer parametrelerin iyi bilinmesi gerektiğini söyleyebiliriz.
Küresel Kümeler ile Yaş Tayini
Evrenin kaç yaşında olduğunu ölçmenin yollarından bir diğeri yıldızların yaşından yola çıkmaktır. Küresel yıldız kümeleri, galaksimizde bulunan en yaşlı gök cisimleridir ve bu kümeler üzerinde yapılan metal bolluk analizleri, Güneş'teki metal bolluğundan yüz kat az metal bolluğu olduğunu göstermektedir. Bu da burada yer alan yıldızların çoğunun, Güneş gibi ikinci nesil bir yıldız olmadığını göstermektedir. Dolayısıyla küme üzerinden yapılan yaş tayini, evrenin yaşının tayini üzerinde önemli bir kısıtlamaya sahiptir. Örneğin, bir küresel kümeden yapılan yaş tayini ile kümenin yaşı 20 milyar yıl gibi bir süre bulunsaydı ya küme üzerinde yaptığımız ölçümde bir hata olacaktı ya da teorik modellerimizde bir sıkıntı olduğunu anlayacaktık. Fakat şu anda kümeler üzerinde yapılan yaş tayinleri, evrenin yaşını hesaplayan diğer yöntemlerle uyumluluk göstermektedir.
Yukarıdaki grafikte, küresel küme içerisinde yer alan yıldızların HR diyagramı çizilmiştir. Yıldızların anakoldan ayrıldığı, dönüm yaptığı nokta, doğrudan kümenin yaşıyla ilgilidir. Çünkü HR diyagramında anakol üzerinde sol üstte büyük kütleli, sağ altta küçük kütleli yıldızlar yer alır. Önce büyük kütleli yıldızlar evrimleşerek anakolu terk eder. Ardından daha düşük kütleye doğru bu durum ilerler. Yani kümeyi terk eden yıldızların dönüm yaptığı nokta, anakol ayrılma yaşı, bize kümenin yaşını verir. Bu eğri ne kadar yukarıda yer alıyorsa, küme o kadar genç, ne kadar aşağıda yer alıyorsa o kadar yaşlıdır.
Grafikte verilerle uyumlu teorik olarak oturtulmuş yaş eğrileri görülmektedir. Bu küme üzerine yapılan gözlem, kümenin yaşının 12-15 milyar yıl aralığında bir değere sahip olduğunu göstermektedir. Günümüzde daha hassas ölçümleri yapılabilse de ne yazık ki CMB kuvvet tayfı ölçümleri kadar hassas ölçümler bu yöntemle elde edilemiyor. Fakat sonuçların uyum içerisinde kaldığını görmek açısından, tamamen bağımsız bir yol olması onu oldukça önemli kılmaktadır.
Beyaz Cüce Soğuması
Beyaz cüceler, Güneş benzeri kütleye sahip yıldızların ömürlerinin sonlarında gezegenimsi bulutsu geçirerek geriye bıraktıkları sıcak ve çekirdeklerinde nükleer füzyon gerçekleştirmeyen sıkışık gök cisimleridir. Yeni bir enerji üretimi olmadığı için mevcut sıcaklıklarından dolayı bir ışıma yaparlar ve ışıma yaptıkça, saldıkları fotonlar sebebiyle enerjilerini zamanla kaybeder, yani soğurlar.
Beyaz cücelere dair elimizdeki modeller, onların zamanla ne şekilde soğuyacaklarının bilgisini bize veriyor. Dolayısıyla bir beyaz cücenin gözlemi yapılarak, başlangıçtan bu yana ne kadar soğuduğu bulunursa, yaşı da bulunabilir. Bir küme içerisinde yer alan beyaz cücenin yaşı ya da mevcut gözlemlerimizle elde ettiğimiz en yaşlı beyaz cüce gözlemi, bize evrenin yaşı hakkında iyi bir fikir verecektir. Şu ana kadar yapılan gözlemler, 13.8 milyar yıl değeriyle uyum göstermektedir. Aynı şekilde, çok zor da olsa yıldızların yaşlarının tespitinden de benzeri bir sonuca ulaşmak mümkündür. Şu ana kadar yapılan gözlemler, 13.8 milyar yıldan yaşlı bir yıldızın varlığını göstermemiştir. Bu da evrenin yaşına dair hesapları güçlendirmektedir.
Radyoaktif Tarihleme (Nükleokozmokronoloji)
Güneş sisteminin, galaksimiz oluştuktan ne kadar süre sonra oluştuğu ve galaksimizin evrenin başlangıcından ne kadar süre sonra oluştuğu bilgisini elde edebilirsek, Güneş sisteminin yaşını bu ikisiyle toplayarak evrenin yaşı hakkında bilgi edinebiliriz. Güneş sisteminin yaşını hesaplamak, nükleer bozunmaları kullanarak oldukça kolaydır.
Güneş sisteminde yer alan uranyum izotopları, Güneş'i oluşturan yıldızın süpernova patlamasından arta kalmıştır. Dolayısıyla bu uranyumun yaşı, kabaca Güneş'in yaşına eşittir. Eğer uranyumun, kurşuna olan bolluk oranı incelenebilirse, uranyum zamanla bozunacağından, ne kadar miktarda bozunmuş olduğu bilgisi kullanılarak, Güneş sisteminin yaşı hesaplanabilir. Bu hesaplarla Güneş sistemi için elde edilen yaş değeri 4.6 milyar yıl olarak bulunur. Evrenin yaşı ise 6-15 milyar yıl aralığına işaret ederek, diğer sonuçlarla uyumluluk göstermektedir.
Bu konular hakkında biraz daha teknik detay merak ediyorsanız:Evrenin Gözlemsel Özellikleri
Kozmoloji konularını detaylı olarak ele aldığımız başlıklara yazı dizilerimize giderek ya da aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.
1. Kozmoloji - 0: Kozmoloji (Evren Bilimi) Nedir?
2. Kozmoloji - 1: Evrenin İlk Üç Dakikası
3. Kozmoloji - 2: Kozmolojik İlke – Homojenlik ve İzotropi
4. Kozmoloji - 3: Robertson-Walker Metriği
5. Kozmoloji - 4: Kozmik Uzaklık Merdiveni
6. Kozmoloji - 5: Evrenin Geometrisi
7. Kozmoloji - 6: Evrenin Yoğunluğu
8. Kozmoloji - 7: Evrenin Yaşı
9. Kozmoloji - 8: Hubble Sabiti
10. Kozmoloji - 9: Son Saçılma Yüzeyi ve Foton Ayrışması
11. Kozmoloji - 10: Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işınımı (CMBR)
12. Kozmoloji - 11: CMB Kuvvet Tayfı
13. Kozmoloji - 12: Genel Görelilik Teorisinin Gözlemsel Testleri
14. Kozmoloji - 13: Kozmolojik Parametreler ve Belirlenme Yöntemleri
15. Kozmoloji - 14: Gökada Dönme Eğrisi
16. Kozmoloji - 15: Çekimsel Merceklenme
17. Kozmoloji - 16: Aktif Galaksi Çekirdeği (AGN)
Yıldızlar, gezegenler, asteroitler arasında…
Beş… Dört… Üç… İki… Bir… Uzay mekiği havalandı ve çoktan bulutların üstüne vardı. Astronot önce atmosferin içinden geçecek ve kendini uzayın derinliklerinde bulacak. Özel kıyafetleriyle uzayda gezecek, inanılmaz aletleriyle bir sürü deney yapacak ve sonuçları Dünya’ya gönderecek. Onun mesleği milyonlarca çocuğun hayali.
İŞTE SANA ASTRONOTLAR, UZAY MEKİĞİ ve UZAY YOLCULUKLARI HAKKINDA HARİKA BİLGİLERLE DOLU BİR KİTAP.
12 dile çevrilen ve pek çok ülkede çocukların sevgilisi olan Ne Yapar? serimizden ASTRONOT’u beğeninize sunmaktan mutluluk duyuyoruz.
Hazırlayan:Ögetay Kayalı
Referanslar
1. Krauss, L. M., & Chaboyer, B. (2003). Age estimates of globular clusters in the Milky Way: constraints on cosmology. Science (New York, N.Y.), 299(5603), 65–69. <https://doi.org/10.1126/science.1075631>
2. Salaris, M., Degl’Innocenti, S., & Weiss, A. (1996). The age of the oldest globular clusters. The Astrophysical Journal, 479, 665–672. <https://doi.org/10.1086/303909>
3. Janes, K., & Demarque, P. (1983). The Ages and Compositions of Old Clusters. The Astrophysical Journal, 264, 206–214.
4. Hansen, B. M. S. (1999). Cooling Models for Old White Dwarfs. The Astrophysical Journal, 520(2), 680–695. <https://doi.org/10.1086/307476>
5. Richer, H. B., Fahlman, G. G., Ibata, R. A., Pryor, C., Bell, R. A., Bolte, M., … Wood, M. A. (1997). White Dwarfs in Old Globular Clusters: Hubble Space Telescope. The Astrophysical Journal, 484, 741–760. <https://doi.org/10.1086/304265>
6. Chaboyer, B., Demarque, P., Kernan, P. J., & Krauss, L. M. (1996). A Lower Limit on the Age of the Universe. Science, 271(5251), 957–961. <https://doi.org/10.1126/science.271.5251.957>
7. Cayrel, R., Hill, V., Beers, T. C., Barbuy, B., Spite, M., Spite, F., … Primas, F. (2001). Measurement of stellar age from uranium decay. Nature, 409, 691–692. <https://doi.org/10.1038/35055507>
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.Soru & Cevap Platformuna Git
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 03/12/2022 13:12:32 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/12959
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.