20.yüzyılın en şaşırtıcı keşiflerinden birisi evrenin aslında genişliyor olmasıydı. Einstein Genel Görelilik Teorisini ortaya attığı zaman, teorisinden çıkan sonuçtan pek de memnun kalmamıştı:Tüm yönlerde maddeyle dolu, kütleçekimsel çöküşe karşı koyamayan bir evren sonucuyla karşılaşmıştı. Einstein bu sonucu, teorisine ‘kozmolojik sabit‘ dediği, evreni kütleçekimsel çöküşten önleyen, dışa doğru itici ve görünmez olan bir kuvvet ekleyerek düzeltmişti. Eğer bu kozmolojik sabit dahil edilmeseydi diğer fizikçiler, kararlı bir yapıda olmayan, uzayın kendisinin ya genişliyor ya da küçülüyor olduğu bir evrenin ortaya çıkacağını aniden fark ederlerdi.
1910 yılında Vesto Slipher gökyüzündeki ‘sarmal nebulaların’ ışık tayfının kırmızıya kaydığını fark etmiştir. Bu gözlem, nebulaların bizden uzaklaşıyor olduğu yorumuyla tutarlıydı. 1920’li yıllarda Edwin Hubble nebulaların aslında galaksiler olduğunu keşfetti ve bize olan uzaklıklarını hesaplayabildi. Eğer bu 2 gerçeği bir arada düşünürsek(galaksilerin bizden uzaklaştığı ve uzaktaki galaksilerin daha hızlı uzaklaştıkları ) hemen ilginç bir gerçeği fark ederiz: Bir galaksi bizden ne kadar uzaksa o kadar hızlı uzaklaşıyor görünecektir.
Bu uzaklaşma, aşağıda sıralanan birkaç nedenden ötürü olabilir:
- Uzak galaksilerden gelen ışığın ‘yorulması’ ve uzayda mesafe kat ettikçe enerji kaybetmesi.
- Hızlı hareket eden galaksilerin zamanla daha uzaklaştığı bir ‘hızlı hareketinin’ olması.
- Bazı galaksileri zamanla daha uzağa iten bir ilk patlama.
- Veya uzayın kendisinin genişlemesi
Hem genel görelilik teorisini hem cisimlerin astrofiziksel dağılımını hem de gözlemlenen tüm galaksilerin özelliklerini destekleyen verilerle uyuşan, galaksilerin uzaklaşma hareketine sebep olan tek neden, uzayın kendisinin genişlemesiydi. 1930 yılı gibi erken bir tarihte bile şu çok açık bir şekilde biliniyordu: Evren aslında hızlanarak genişliyordu.
Fakat evren genişliyorsa, neredeyse herkes şu soruyu sormaya başlayacaktır: “Evren neyin içinde genişliyor?” Bu konuyu neredeyse tüm deneylerimizde kullandık. Bir balon, içindeki artan hava nedeniyle genişledikçe, dışındaki moleküllere karşı bir itme kuvveti uygular. Fakat bir an için düşünün: Balonun genişlemesi için gerçekten havaya ihtiyaç var mıdır? Örneğin, esnek balonu alıp iki elimizle her yönden onu çekip uzatamaz mıyız? Ve balonun kendisi de aynı anda genişlemez mi? Bir şeyin genişlemesine yahut uzamasına sebep olan gerçekten çok fazla etken vardır.
Şimdi farz edin ki balonun yüzeyinde yaşıyorsunuz ve çok ama çok küçük bir bölgeyi görebiliyorsunuz.(Belki de sadece bir milimetrelik bir çapı görebiliyorsunuz.) Eğer balonun görebildiğiniz bölgelerine bakarsanız, içindeki şeyler sizden uzaklaştıkça balonun genişlediğini söyleyebilirsiniz. Sadece bu da değil, balonun üzerindeki bir şey size ne kadar uzaktaysa, o oranda bir hızla sizden uzaklaşıyor olduğunu görürdünüz. Tıpkı Edwin Hubble’nın 1929 yılında gözlemlediği ve bugün hala görülebilen galaksilere ait hız-mesafe ilişkisi gibi.
Peki genişlemeye sebep olan nedir? 2 boyutlu balonun yüzeyinin, görünmeyen dış bir kuvvet tarafından uzatılması(genişletilmesi) mi buna neden olmaktadır? 2 boyutlu yüzey daha yüksek boyutta mı mevcuttur ve aynı boyutta onu şişiren bir şey mi vardır? Yoksa, kendi kendine genişlemesine sebep olup, balonun kendisine has bir özelliği mi vardır?
Eğer bu soruyu evren için soruyorsak, doğru cevabı bilmiyoruz. Dahası da var, bilemeyiz de! Balon benzetmesine geri dönersek, bizim bakış açımızdan tek görebildiğimiz şey balonun genişliyor olduğudur. Pekala görebileceğimizin ötesinde daha çok balon yüzeyinin olduğunu da varsayabiliriz. Fakat balonun gözlemleyebileceğimiz kısmının ötesinde var olan şey açısından hiçbir bilgimiz yok.
Evrenimiz balonun yüzeyinin üç boyutlu bir versiyonu gibidir. Galaksilerde balonun üzerindeki noktalar olarak görülebilir. Görüş alanımızın içinde bu noktaları(galaksileri) gözlemleyebiliriz. Öte yandan ‘görüş alanımız’ ışık hızı tarafından ve Büyük Patlama’dan beri geçen zaman tarafından belirlenir. Ve görebileceğimizin ötesinde daha fazla balon yüzeyi, daha fazla nokta olduğunu varsayabiliriz. Fakat bilebileceğimizin hepsi bu kadardır. Evrenimizin geçmişteki genişleme hızını tespit edebiliriz, genişlemenin hızlanıyor olduğunu ölçebiliriz. Fakat gözlemlediğimizin ötesinde ne olup bittiği konusunda ise cevaplardan fazla sorulara sahibiz.
Toplamda dört boyutlu(veya daha fazla) uzay boyutu var mıdır? Gerçekten evrenimizin bir merkezi var mıdır? Sınırsız mıdır yoksa algılayabileceğimizden daha mı büyüktür? Evren kendi içinde bükülüp birbirine uçtan uca bağlanabilir mi? Ve nihayet, gözlemleyebileceğimizden daha büyük olup, içine genişlediği daha büyük ve görkemli bir yer var mıdır? Bu soruları sadece bilmemekle kalmıyoruz, bilmenin mümkün olup olmadığını da bilmiyoruz. Fakat işin bu kısmı da bilimin hayret uyandırıcı ve heyecanlandırıcı kısmı. Şunu kabul etmeliyiz ki kulağa en absürt gelen açıklamalar bile aslında mümkün olabilir. Evrenin, kendisinden daha büyük bir şeyin içine genişlemesine ihtiyacı yok. Sadece genişliyor vaziyettedir. Çünkü genel göreliliğe göre uzay bu şekilde davranıyor. Fakat fazlasını, çok daha fazlasını da yapabilir. Eğer şanslıysak, belki bir gün bunu anlamanın bir yolunu buluruz.
Çeviri: Forbes
Ana Görsel: https://www.youtube.com/watch?v=kc-oQjVPR-4