Genişleyen bir evrende mesafe ölçmek hiç de kolay değil çünkü ışık yolculuk yaparken uzay da sabit kalmıyor. Galaksiler ışık yaymaya devam ediyor ama bu ışık bize ulaşana kadar milyarlarca yıl boyunca kozmosu kat ediyor. Bu yolculuk sırasında evren genişlemeye devam ettiği için galaksiler arasındaki ortalama mesafe de artıyor.
Yani bir teleskop uzak bir galaksinin ışığını yakaladığında, görüntü o galaksinin bugün nerede olduğunu göstermiyor. Galaksiyi, ışığın yolculuğuna başladığı andaki haliyle görüyoruz. Gökbilimciler bugünkü mesafeyi tahmin etmek için evrenin zaman içinde nasıl genişlediğini hesaba katan bir kozmolojik model kullanmak zorunda.
Günümüzde kullanılan öncü model LCDM olarak adlandırılıyor. Bu model karanlık madde ve karanlık enerjiyi de içeriyor. LCDM'nin güçlü ve zayıf yönleri ayrı bir tartışma konusu olsa da alternatif modeller burada anlatılan genel tabloyu önemli ölçüde değiştirmiyor.
Gözlemlenebilir Evrenin Sınırı
Evren yaklaşık 13,77 milyar yaşında ama gözlemleyebildiğimiz en uzak bölgeler şu anda kabaca 45 milyar ışık yılı uzaklıkta. Bunun nedeni, bu bölgelerin ışığı bize doğru yol alırken uzayın da genişlemiş olması.
Bu sınıra parçacık ufku, kozmolojik ufuk ya da eş-hareketli ufuk deniyor. Gözlemlenebilir baloncuğumuzun dış sınırını oluşturan bu mesafe, bugün görebildiğimiz en uzak noktayı tanımlıyor.
İlk bakışta sayılar çelişkili görünebilir. Evren sadece 13,77 milyar yaşındayken gözlemlenebilir evren nasıl 45 milyar ışık yılına kadar uzanabiliyor? Cevap şu: Evren ışıktan daha hızlı genişleyebiliyor.
Işıktan Hızlı Genişlemeye Neden İzin Var?
Bu durum fizik yasalarını ihlal etmiyor. Işık hızı, nesnelerin yerel bir bölgede uzay içinde ne kadar hızlı hareket edebileceğini sınırlıyor. Hiçbir gözlemci, yakınından geçen bir roketin ışıktan hızlı gittiğini göremez.
Kozmik genişleme ise farklı bir olgu. Uzak galaksiler aslında uzayda olağan anlamda hızla ilerlemiyor. Bunun yerine, bizimle o galaksiler arasındaki uzay büyüyor. Özel görelilik kuramı, evren genelinde büyük mesafelerin ne kadar hızlı artabileceğine aynı kısıtlamayı getirmiyor.
Gökbilimciler bir galaksinin ne kadar hızlı uzaklaştığını kızıla kaymasını ölçerek tahmin edebiliyor. Galaksi uzaklaştıkça ışığı elektromanyetik tayfın daha kırmızı dalga boylarına doğru esniyor. Edwin Hubble bu etkiyi kullanarak evrenin genişlediğine dair kanıtlar buldu.
Genişleyen bir evrende daha uzaktaki galaksiler genellikle daha hızlı uzaklaşır çünkü onlarla aramızda daha fazla uzay bulunur. Daha fazla uzay, genişleyebilecek daha fazla mesafe anlamına gelir.
Galaksilerin ışıktan hızlı uzaklaşmaya başladığı noktaya Hubble mesafesi deniyor. Bu mesafe yaklaşık 13,77 milyar ışık yılı uzaklıkta.
Daha Hızlı Hareket Eden Galaksileri Neden Hâlâ Görebiliyoruz?
Hubble mesafesinin ötesindeki galaksileri gözlemleyebiliyoruz çünkü bugün bize ulaşan ışık, o galaksiler çok daha yakınken yola çıkmıştı. Hatta daha da uzaktaki bazı galaksilerden gelen ışığı da gelecekte alabiliriz, yeter ki o ışık galaksiler daha yakınken bize doğru yola çıkmış olsun.
Ancak kozmolojik olay ufku adı verilen nihai bir sınır daha var. Şu anda yaklaşık 17 milyar ışık yılı uzaklıkta olan bu sınırın ötesinden şu an yayılan hiçbir ışık, ne kadar beklersek bekleyelim, bize asla ulaşmayacak. Uzayın genişlemesi, ışığın artan mesafeyi aşmasını engelleyecek.
Karanlık Enerji ve Kaybolan Evren
Karanlık enerjinin yol açtığı hızlanan genişleme bu ayrışmayı daha da uç noktalara taşıyor. Kozmolojik olay ufku gelecekte genişlemeye devam edecek ama sonunda maksimum 60 milyar ışık yılı civarında bir mesafeye ulaşacak.
Yine de gözlemciler o mesafe içindeki her şeyi göremeyecek. En uzak galaksilerden gelen ışık o kadar büyük dalga boylarına esneyecek ki etkili bir şekilde görüş alanından kaybolacak.
Yaklaşık 100 milyar yıl sonra Yerel Grup'un ötesindeki her galaksi sonsuza dek gözden kaybolacak. Gelecekteki gözlemciler, bugün gördüğümüzden çok daha küçük ve boş bir evrende yaşayacak.
Genişleyen evren, neredeyse tüm uzak galaksileri yavaş yavaş ışığın erişemeyeceği ve sonunda sonsuza dek görüş alanımızdan çıkacağı bir noktaya taşıyor. Kredi: NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
