Evren sonsuz ve sürekli biçimde genişliyor ise nereye doğru genişliyor?

Bir somun ekmek veya kek pişirmek isterseniz hamuru bir tepsiye ya da kalıba koyarsınız. Hamur fırında pişerken bu tepsinin ya da kalıbın içine doğru genişler. Kekin hamuru genişledikçe içindeki çikolata parçaları ya da kuru üzümler birbirinden uzaklaşır.
Evrenin genişlemesi de bazı açılardan buna benzemektedir. Ancak bu benzetme bir şeyi yanlış anlamamıza yol açar: Hamur fırın tepsisine ya da kalıba doğru genişlerken, evrenin içine doğru genişleyeceği bir kalıp yoktur. Evren sadece kendi içine doğru genişler.
Bir düşünce deneyi gibi görebiliriz: Evren, evrenin içindeki her şey olarak kabul edilir. Genişleyen evrenin bir kalıbı yoktur. Elimizde sadece hamur vardır. Bir kalıp olsaydı bile, o da evrenin bir parçası olurdu ve bu nedenle evren kalıpla birlikte genişlerdi.
Yıllarca evreni incelemiş fizikçiler ve astronomlar için bile bu fikirleri kavramak zordur. Günlük hayatınızda böyle bir şeyle karşılaşmazsınız. Bu, Kuzey Kutbu’nun hangi yönden daha kuzeyde olduğunu sormak gibi bir şeydir.
Evrenin genişlemesi hakkında düşünmenin bir başka yolu da diğer galaksilerin bizim galaksimiz Samanyolu‘ndan nasıl uzaklaştığını düşünmektir. Bilim insanları evrenin genişlediğini biliyorlar; çünkü bizimkinden uzaklaşan diğer galaksileri izleyebiliyorlar. Genişlemeyi, diğer galaksilerin bizden uzaklaşma hızını kullanarak tanımlıyorlar. Bu tanım, genişleyecek bir yere ihtiyaç duymadan genişlemeyi hayal etmelerini mümkün kılıyor.
Evren 13.8 milyar yıl önce Büyük Patlama ile oluştu. Büyük Patlama, evrenin başlangıcını son derece yoğun, sıcak bir tekillik olarak tanımlar. Bu küçük nokta aniden enflasyon adı verilen ve evrendeki her yerin genişlediği hızlı bir genişleme sürecine girmiştir. Ancak Büyük Patlama ismi yanıltıcıdır. Bu, adından anlaşılacağı gibi dev bir patlama değil, evrenin hızla genişlediği sürecin kendisidir.
Evren daha sonra hızla yoğunlaştı ve soğudu ve madde ve ışık üretmeye başladı. Sonunda, bugün evrenimiz olarak bildiğimiz şeye dönüştü.
Evrenimizin durağan olmadığı ve genişliyor ya da daralıyor olabileceği fikri ilk kez 1922 yılında fizikçi Alexander Friedman tarafından dile getirilmiştir. Friedman evrenin genişlediğini matematiksel olarak doğrulamıştır.
Friedman evrenin en azından bazı bölgelerinde genişlediğini kanıtlamış olsa da genişleme oranını daha derinlemesine inceleyen kişi Edwin Hubble olmuştur. Diğer birçok bilim insanı diğer galaksilerin Samanyolu’ndan uzaklaştığını doğrulamıştır; ancak 1929’da Hubble tüm evrenin genişlediğini ve genişleme hızının giderek arttığını doğrulayan o meşhur makalesini neşretmiştir.
Bu keşif astrofizikçileri şaşırtmaya bugün de devam ediyor. Evrenin kendisini bir arada tutan yerçekimi kuvvetinin üstesinden gelmesini ve aynı zamanda evrendeki nesneleri birbirinden ayırarak genişlemesini sağlayan olgu nedir?
Birçok bilim insanı, Büyük Patlama’dan bu yana evrenin genişlemesinin nasıl hızlandığını anlatmak için genişleme hunisi adı verilen bir görsel kullanıyor. Geniş kenarlı derin bir huni hayal edin. Huninin sol tarafı – dar uç – evrenin başlangıcını temsil eder. Sağa doğru ilerledikçe, zamanda ileriye doğru hareket ediyorsunuz demektir. Genişleyen koni evrenin genişlemesini temsil eder.
Bilim insanları bu hızlanan genişlemeye neden olan enerjinin nereden geldiğini doğrudan ölçebilmiş değiller. Onu tespit edemediler ya da ölçemediler. Bu enerji türünü doğrudan ölçemedikleri ya da gözlemleyemedikleri için ona karanlık enerji adını veriyorlar.
Araştırmacıların modellerine göre, karanlık enerji evrendeki en yaygın enerji biçimi olmalı ve evrendeki toplam enerjinin yaklaşık %68‘ini oluşturuyor. Dünya’yı, Güneş’i ve görebildiğimiz her şeyi oluşturan sıradan maddeden kaynaklanan enerji, tüm enerjinin yalnızca yaklaşık %5‘ini oluşturuyor.
Peki, genişleme hunisinin dışında ne var?
Bilim insanları bilinen evrenimizin ötesinde bir şey olduğuna dair kanıtlara sahip değiller. Ancak bazıları birden fazla evren olabileceğini öngörüyor. Çoklu evrenleri içeren bir model, bilim insanlarının evrenimizin mevcut modellerinde karşılaştıkları bazı sorunları çözebilir.
Fiziğin çok küçük ölçeklerde nasıl işlediğini açıklayan kuantum mekaniği ile büyük ölçekli fiziği yöneten kütleçekiminin entegre edilememesi mevcut fizik ile ilgili önemli bir sorundur.
Maddenin küçük ölçekte nasıl işlediğine dair kurallar olasılığa ve kuantize ya da sabit enerji miktarlarına bağlıdır. Bu ölçekte, nesneler varoluşa girebilir ve varoluştan çıkabilir. Madde bir dalga gibi davranabilir. Kuantum evreni bizim dünyayı görme şeklimizden çok farklı bir yapıya sahiptir.
Fizikçilerin klasik fizik olarak adlandırdıkları büyük ölçeklerde, nesneler günlük olarak nasıl davranmalarını bekliyorsak öyle davranırlar. Nesneler kuantize değildir ve sürekli enerji kaynaklarına sahip olabilirler. Nesneler varoluşa girip çıkmazlar.
Kuantum dünyası, enerjinin yalnızca açma-kapama seçeneğine sahip olduğu bir tür ışık anahtarı gibi davranır. Gördüğümüz ve etkileşimde bulunduğumuz dünya, tüm enerji seviyelerine izin veren bir karartıcı anahtar gibi davranır.
Ancak araştırmacılar yerçekimini kuantum seviyesinde incelemeye çalıştıklarında sorunlarla karşılaşıyorlar. Küçük ölçekte, fizikçiler yerçekiminin kuantize olduğunu varsaymak zorunda kalacaklardır. Ancak birçoğunun yaptığı araştırma bu fikri desteklemiyor.
Bu teorilerin birlikte çalışmasını sağlamanın bir yolu da çoklu evren teorisidir. Yerçekimi ve kuantum dünyasının birlikte nasıl çalıştığını açıklamak için mevcut evrenimizin ötesine dayanan birçok teori vardır. Önde gelen teorilerden bazıları sicim teorisi, brane kozmolojisi, döngüsel kuantum teorisi ve diğerleridir.
Ne olursa olsun, evren genişlemeye devam edecek ve Samanyolu ile diğer galaksilerin çoğu arasındaki mesafe zamanla artacaktır.
Yazan: Sosyolog Ömer Yıldırım