Yıldızları izlemek için uygun olan gecelerde bile gökyüzüne baktığımız zamanlarda çoğunlukla bir karanlık ile karşılaşırız. Burada bir yıldız, orada bir yıldız görsek bile çoğunlukla Ay’dan yansıyan cılız ışıkla yetinmek zorunda kalırız.
Galaksimiz tek başına yaklaşık 200 milyar yıldız barındırır ve gözlemlenebilir evrende en az 100 milyar galaksi bulunmaktadır. Gökyüzü neredeyse Güneş kadar parlak sonsuz sayıda yıldız barındırıyorsa, gece neden bu kadar karanlık?
Bu sorunun basit bir cevabı olduğunu düşünebilirsiniz. Gökyüzünün karanlık olmasının nedeni güneşin batması gibi gelebilir. Ancak Dünya, kendi ekseni etrafında dönerken, güneşten uzaklaştığı anda yüzünü sayısız başka yıldızlara doğru çevirir. Bu sorunun cevabı daha kapsamlıdır ve bizi Olbers paradoksu ile karşı karşıya getirir.
Olbers Paradoksu Nedir?
Gece gökyüzünün neden karanlık olduğu sorusu, Antik Yunanlardan yirminci yüzyıl gökbilimcilerine kadar birçok fizikçi ve filozof sordu. Soru bir paradoks olarak 1823’te Alman amatör gökbilimci Heinrich Olbers tarafından formüle edildi ve doğal olarak kendisinin soyadı da bu paradoksa verildi.
Basitçe bu paradoks der ki, eğer evren sonsuz ve durağan ise dünya üzerindeki herhangi bir noktadan herhangi bir açı ile gökyüzüne bakıldığında bir yıldız görmemiz gerekir. Ve bu yüzden gece gökyüzü gündüz kadar aydınlık olmalıdır.
1952 yılında gökbilimci Hermann Bondi, içinde “Olbers Paradoksu” teriminin ilk kez geçtiği bir ders kitabı yayınladı. Fakat göreceğimiz üzere, bu adlandırma gerçeği yansıtmıyordu, çünkü soruyu ilk ortaya koyan kişi Olbers değildi. Aslında ondan bir asır önce Edmond Halley de aynı soruyu dile getirmişti.
Ondan da bir asır önce Johannes Kepler 1610 yılında bu konuya merak salmıştı. Ve hatta ilk yazılı bahsi için ondan da bir kaç on yıl kadar önce, Kopernik’in 1576 yılında basılan De revolutionibus ( Göksel Kürelerin Devinimleri Üzerine ) isimli şaheserine bakmamız gerekir.
Gece Neden Karanlık Olur Sorusuna Gelen Alternatif Cevaplar
1610’da Johannes Kepler soruyu ele aldığında, gecenin karanlık olmasını, Evren’in sonlu olmasıyla açıkladı. Yıldızlar arasındaki karanlık, Evren’i çevreleyen dış duvarın karanlığıydı. Kepler’den yüz yıl sonra, Edmond Halley soruyu tekrar ele aldı ve farklı bir sonuca ulaştı. Evren sonsuzdur, fakat uzaktaki yıldızlar çok silik olduğundan görünmezler.
Ardından sahneye Heinrich Olbers çıktı. 1823’te yayınladığı bir makalede gece gökyüzünün niye karanlık olduğunu daha farklı açıkladı. Olbers uzaktaki yıldızların silik görünmesinin soruya yanıt olamayacağını biliyordu. Onun yerine, uzayın yıldızlararası toz ve gazla dolu olduğunu, bunların uzaktaki yıldızlardan gelen ışığı örttüğünü savundu.
Ancak bilmediği bir şey vardı: Yeterli zaman sonra, o tozlar ve gazlar bile emdikleri ışık yüzünden ısınıp sonunda kendileri de örttükleri yıldızlar (ya da galaksiler) gibi parlamaya başlarlar. Şaşırtıcıdır ki mantıklı bir yaklaşım Edgar Allan Poe’dan geldi. Edgar Allan Poe, 1848 yılında, yani kırkında hayata veda etmeden bir yıl önce, genelde en önemli ve etkileyici eseri kabul edilen “Eureka: A Prose Poem” adlı makalesini yayınladı.
Poe’nun daha çok doğa yasalarıyla ilgili sezgilerine dayanan çalışmasının bilim eseri olarak geçerliliği yoktur. Ancak yazısında karanlığı açıklamanın tek yolunun görünmez arka planın çok büyük olduğunu hayal etmek olduğunu savundu. Bu nedenle ondan gelen hiçbir ışın bize ulaşamayacaktı. Bu düşünce doğrudur, ancak Olbers paradoksunun çözümü için tek başına yeterli değildir.
Olbers Paradoksunun Çözümü Nedir?
Gerçekte, 20. yüzyıldan önce yaşamış olan her gökbilimci, yeni bir model geliştirirken eski modellerde ortaya atılan bir varsayımın üzerinden devam ediyorlardı. Bu Evren’in temelde durağan olduğu fikriydi. Olbers Paradoksu çözümü aslında, evrenin genişlemekte olduğu gerçeğinde yatar.
Edwin Hubble,1929’da uzak galaksilerin muazzam bir hızla bizden uzaklaştığını gözlemledi. Bu genişleme nedeniyle, galaksiler arasındaki boşluk artıyor ve bunun sonucunda galaksiler bizden uzaklaşıyordu. Bu olurken, galaksilerden gelen ışık, sesten aşina olduğumuz fiziksel bir değişime uğrar.
Bir tren veya ambulans yaklaşırken motorların sesini dinleyin. Yaklaştıkça ses tizdir ancak uzaklaştıkça ses düşük perdelidir. Bu duruma Doppler etkisi denir. Aynı şey ışık için de geçerlidir. Bir ışık kaynağı hızlı bir şekilde azaldığında, görünür ışığın tüm spektrumu önceki örnekteki ambulanstaki gibi azalır. Bir noktadan sonra bu ışık görünür spektrumdan çıkarak kızılötesi ışık, mikrodalgalar ve hatta radyo dalgaları haline gelir. Bunların hepsi bizim için artık görünmezdir.
Ancak bu bilgi gece gökyüzünün neden karanlık olduğunu açıklamak için tek başına yeterli değildir. Gizemin çözümü yine Evren’in genişlemesi ile ilişkilidir. Evrenin genişlemesi sayesinde, genişlemeyi geriye doğru izleyerek evrenin yaşını hesapladık. Evren 13.82 milyar yaşındadır. Hiçbir galaksi bundan daha yaşlı değildir. Bu, görebildiğimiz hiçbir galaksinin 13,82 milyar ışık yılından daha uzakta olamayacağı anlamına gelir.
Işık, Evrendeki en hızlı şeydir ancak hızı sınırlıdır. Bir milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan yıldızlardan yayılan ışığın bize ulaşması bir milyon yıl alacaktır. Bu nedenle gözlemlediğimiz şey şu anda var olan yıldızlar değil, aslında milyonlarca yıl önce nasıl var olduklarıdır. Bu esnada galaksiler ölür ve yenileri ortaya çıkar. Ancak Evren’in devam eden ve hatta hızlanan genişlemesi, çoğunun menzilimizin dışında kalacağını garanti eder.
Sonuç Olarak
“Çok fazla yıldız, çok az ışık” paradoksu yıllar boyunca büyük düşünürleri cezbetmişti. O zamanlar Evren hakkında gerçekte ne kadar az şey bilindiğini düşünürsek, Poe’nun öngörüsü şaşırtıcı biçimde en doğru olanıydı. Yeryüzünden bakıldığında geceleri gökyüzü her zaman karanlık olacaktır. Sonucunda dışarıdaki ışığın çoğu bize ulaşamayacak kadar uzaktadır.
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- Why the sky is dark at night; https://www.sciencefocus.com
- Jay Ingram; Why Do Onions Make Me Cry?: Answers to Everyday Science Questions You’ve Always Wanted to Ask; Simon & Schuster; Abridged edition- 2019
- Einevoll, Gaute & Lindén, Henrik & Tetzlaff, Tom & Łęski, Szymon & Pettersen, Klas. (2013). Local Field Potentials: Biophysical Origin and Analysis.
- Why is space so dark even though the universe is filled with stars? Yayınlanma tarihi: 16 Ekim 2023. Kaynak site: The Conversation. Bağlantı: Why is space so dark even though the universe is filled with stars?
Matematiksel
