Evren kaç yaşında?

[DeNiZ]

Derleyen: Uğur Erözkan
Sıradan bir insanın zaman algısı oldukça sınırlıdır. Ölçütü kendi yaşı ya da ortalama bir insan ömrü olan birisi için milyonlarca insan ömrüne denk gelen evrenin yaşını algılamak çok zordur. Peki evren kaç yaşında ve evrenin yaşı nasıl hesaplanıyor?
Çağlar Sunay, 50 Soruda Evren başlıklı kitabında bu soruya şöyle yanıt veriyor: (1)

“Evren kaç yaşındadır?”
“Çok değil 20 yıl önce Evren’in yaşının 10-20 milyar arasında olduğu söylenirdi. Çünkü Büyük Patlama’nın gerçekleştiği tarih ancak bu düzeyde bir kesinlikle hesaplanabiliyordu. 1990’lı yılların sonunda kesinlik biraz daha arttı ve 12-15 milyar aralığına gelindi. Ocak 2003’ten bu yana Evren’in yaşının kaç olduğundan neredeyse eminiz. Bu çok değerli veriyi Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası’na (WMAP) borçluyuz. Onun taşıdığı aygıtların mikrodalga ışımasındaki sıcaklık değişimlerine dayanarak çıkarttığı Evren haritası sayesinde, Evren’in yalnızca yaşına değil, genişleme hızına, hatta temel içeriklerine ilişkin de oldukça duyarlı veriler elde edilmiştir.

Evrenin yaşının grafiksel gösterimi
“Evren’imizin genişlediğinin yaklaşık 90 yıldır farkındayız. Artık genişleme hızını da oldukça “kesin” biliyoruz. Evren’in bugünkü genişleme hızını geçmişe yönelik kullanarak, Büyük Patlama’nın günümüzden ne kadar zaman önce olduğunu hesaplayabiliyoruz. Gökbilimciler Evren’in genişleme hızını Hubble Değişkeni (eskiden Hubble Sabiti denirdi) diye adlandırdıkları bir sayıyla anlatırlar.
“Hubble Değişkeni, gökadaların uzaklıklarıyla hızları arasındaki ilişkiyi ortaya koyar ve H0 simgesiyle gösterilir.

“Evren’in genişleme hızı zaman içinde değişmiştir. O nedenle H0’daki sıfır, değişkenin günümüzdeki değerini göstermek için kullanılır. Değişkenin değerini belirlemek oldukça zordur; çünkü gökadalar arası uzaklıkların ölçümüne dayanır. Gökadalar arası uzaklıkları duyarlı bir şekilde ölçmek de gerçekten zor bir iştir.

Yukarıdaki grafikte gökadalar arası uzaklıkların artışının -Evren’in genişleme hızının- zamanla değişimi görülüyor. Genişleme sabit bir hızla (22 km/s/milyon ışık yılı) olsaydı, Evren’in yaşı 13,5 milyar olacaktı; eğer geçmişten azalarak gelip, azalarak devam etseydi, o zaman Evren’in yaşının 13,5 milyardan küçük olması gerekecekti; eğer artarak gelip, artmaya devam etseydi, o zaman da 13,5 milyardan daha yaşlı olması gerekirdi. Ne var ki bu üç senaryo da gerçekleşmemiştir. Gerçekleşen durum genişleme hızının belli dönemlerde arttığı belli dönemlerde de azaldığı karma bir durumdur.
“Edwin Hubble’ın kendi gözlemlerine dayanarak bulduğu ilk değer 150 km/s/milyon ışık yılıydı. 1994’te Hubble Uzay Teleskopu’nun, yakın bir gökadaya yönelik gözlemleri sonucunda 24,5 km/s/milyon ışık yılı olduğu hesaplanmıştı. En son gözlemler doğrultusunda Hubble Değişkeni’nin 22±2 km/s/milyon ışık yılı olduğu kabul ediliyor. Bu şu anlama gelir: On milyon ışık yılı ötedeki bir gökada, bizden saniyede 220 km’lik bir hızla uzaklaşır; 20 milyon ışık yılı ötedeki bir gökadaysa saniyede 440 km’lik bir hızla uzaklaşır; 300 milyon ışık yılı ötedeki bir gökada da saniyede 6600 km’lik bir hızla uzaklaşır. Hubble Değişkeni’nden yararlanarak yapılan basit hesapla (Hubble Değişkeni’nin tersi, doğrudan Evren’in -kabaca- yaşını verir), Evren’deki her şeyin tek bir noktada toplandığı anın, yani Büyük Patlama anının günümüzden 13,5 milyar yıl önce gerçekleştiği sonucuna ulaşılır. Bir başka deyişle Evren’imiz 13,5 milyar yaşındadır.

Üstteki grafikte Evren’in genişleme hızının zaman içindeki değişimi görülürken alttaki grafikte de buna karşılık gelen uzaklık artışı görülüyor. Buna göre bugün 22 km/s/milyon ışık yılı olan Evren’in genişleme hızı, gelecekte daha da artacak ve gökadalar birbirlerinden daha hızlı uzaklaşacak. 1999’da ortaya çıkan bu olgu aslında bilim insanlarının çoğunun karşılaşmayı hiç beklemediği bir olguydu. Onlar Evren’in genişlemesinin süreceğini, ama genişleme hızının ya azalacağını ya da sabit kalacağını bulmayı umuyorlardı.
“Ancak bu hesap, büyük bir ön kabul ile birlikte yapılmıştır. O da Evren’in genişleme hızının Evren’in başlangıcından bu yana hep aynı olduğu ön kabulüdür. Halbuki Evren’in genişleme hızı zamanla değişmiş olabilir, ki gerçekten de değişmiştir. Gökbilimciler Evren’in geçmişte bir dönem çok hızlı genişlediğini, sonra bu hızın yavaşlayıp bugünkü düzeyinin de altına indiğini ve sonra yeniden arttığını bulmuşlardır. Geçmişte Evren’in genişleme hızının düşük ve yüksek olduğu dönemlerin aslında birbirine yakın uzunlukta olduğu ortaya çıkmıştır. Sonuçta yapılan hesaplara göre Büyük Patlama’nın günümüzden 13,75±0,11 milyar yıl önce olduğu anlaşılmıştır. Bir başka deyişle Evren’imizin yaşı 13,75 milyardır.”
Kaynak:
1) Sunay, Çağlar, 50 Soruda Evren, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, İstanbul, 2011, ss. 217-219.