Evrenin derinliklerinde başıboş bir kaç hidrojen atomu veya bir miktar radyasyon dışında tamamen boş olan devasa alanlar var. Üstelik bu kozmik boşluklar bir gün büyüyerek tüm evreni tüketecekler.
Evrendeki en eski ışığı görmek için eski bir televizyonun kanallarını ayarlamanız yeterli. Ekranda dans eden minik parçacıklar, antenin yaklaşık 13,8 milyar yıl önce, büyük patlamadan kısa bir süre sonra yayılan fotonlardan kaynaklanıyor. Bu fotonlar, uzayda her yöne doğru eşit bir şekilde uçarak kozmik mikrodalga arka planı adı verilen bir radyasyon bulutu oluşturuyor.
Ancak bebeklik resmimizde birkaç kusur var. Fizikçiler bunları anormallik olarak adlandırıyor çünkü standart kozmolojik teorilerimiz tarafından tam olarak açıklanamıyorlar. 2004 yılında bilim insanları, Büyük Patlama’dan arta kalan kozmik fon ışınımını incelerken, beklenmeyen büyüklükte soğuk bir bölge keşfettiler. Önceleri ölçüm hatası ihtimali üzerinde durulsa da, 2013 yılında Planck uydusunun verilerinde de aynı sonuç belirince, bu ihtimal devre dışı kaldı. Keşfettikleri şey süper büyük bir boşluktu.
Kozmik Boşluklar Nedir?
Boşlukları anlamak için öncelikle doğru bakış açısına sahip olmalıyız. Bunu yapmak için de güneş sisteminin ötesine, Samanyolu galaksisinin ötesine, hatta evrendeki tüm galaksilerin ötesine bakmamız gerekir. Bu kozmik uzaklıklarda muhteşem bir yapının ortaya çıktığını görüyoruz. Evrenimizdeki galaksiler masaya dökülen tuz tanecikleri gibi rastgele dağılmamıştır. Aksine binlerce galaksiye ev sahipliği yapan kümelenmeleri ve bu kümeleri birbirine bağlayan uzun, ince şeritler vardır. Bu gördüğümüz yapıya da kozmik ağ diyoruz.
Ancak kozmik ağdaki yıldızların ve galaksilerin ışıkları ön plana çıksa da, bu yapılar yalnızca evrenin gerçek efendilerinin sınırlarını belirlemeye hizmet eder. İlk kez 1980’lerin başında keşfedilen kozmik boşluklar evrenin hacminin yüzde 80’inden fazlasını oluşturuyor, ancak toplam kütlesinin onda birinden azını içeriyor. Diğer bir deyişle evren çoğunlukla boşluktan oluşuyor.
Eğer yeterince dikkatli bakarsanız bu kozmik boşluklarda küçük, sönük, cüce galaksileri bulabilirsiniz. Ancak bu çok nadirdir ve bu kozmik boşluklar gerçekten boştur. Herhangi bir anlamlı yapı veya madde konsantrasyonundan yoksundur.
Kozmik Boşluklar Nasıl Oluştu?
Boşlukların tohumları evrenin ilk anlarında, hatta ilk yıldızlar ve galaksiler bile ortaya çıkmadan önce ekildi. Milyarlarca yıl önce, evrenimizdeki madde neredeyse mükemmel bir şekilde her yere eşit dağılmıştı. Sadece çok küçük mikroskobik farklılıklar vardı.
Ancak evrenimiz yaşlandıkça bu çok küçük farklılıklar büyüdü. Kütleçekimi zayıf bir kuvvettir, ancak çok ısrarcı ve son derece sabırlıdır. Sonucunda evrenimizin madde açısından çok az da olsa avantajlı olan bölgeleri, aynı zamanda bir miktar daha fazla çekim gücüne sahipti. Bu, daha fazla maddenin o bölgeye çekilmesine ve çevresini boşaltmasına neden oldu. Böylece yüz milyonlarca yıl içinde yıldızlar, galaksiler, galaksi kümeleri derken kozmik ağ oluştu. Kozmik ağ oluştukça da kozmik boşluklar giderek genişledi.
1990’ların sonlarında evrenin genişlemesinin hızlandığı keşfedilmişti. Yani evrenimiz her geçen gün daha da büyüyordu. Bu keşif aslında bizim düşündüklerimize çok da uymamıştı. Sonucunda evrendeki tüm maddenin çekim kuvveti, bu genişlemeyi yavaşlatmalıydı. Ancak zaman içinde, günümüzde yapılan çok sayıda deneyle doğrulanan bu giderek hızlanan genişlemeden neyin sorumlu olduğunu öğrendik. Buna karanlık enerji diyoruz.
Basitçe söylemek gerekirse, karanlık enerjinin ne olduğu hakkında çok fazla fikrimiz yok. Bu gizemli ivmenin bir şekilde uzay-zamanın boşluğunun bir özelliği olduğundan şüpheleniyoruz. Peki ama madem böyle bir enerji var, neden hissedemiyoruz? Sonucunda Dünya ya da güneş sistemi genişlemiyor. Samanyolu genişlemiyor ve hatta yerel kozmolojik çevremiz bile genişlemiyor.
Bunun nedeni, evrenin bu kısımlarının yıldızlar, gaz, toz ve insanlarla dolu olmasıdır. Sonuçta kütleçekimi bir kere daha işini yapar. Ancak boşlukların içinde karanlık enerjinin etkilerini ortadan kaldıracak hiçbir şey yok. Ve böylece boşluklar büyüyor, genişlemeleri hızlanıyor. Bunun neticesinde yaklaşık 10-20 milyar yıl içinde kozmik ağ çözülecek. Ancak bu gerçekleşmeden önce yapacak çok işimiz var. Çünkü Karanlık enerji kendisini yalnızca boşluklarda gösterir.
Kozmik Boşluklar Aynı Zamanda Zaman Kapsülleri Gibidir
Boşluklar karanlık enerjiyi anlamamızın anahtarıdır. Kozmik zaman içindeki büyümeleri, şekilleri, sayıları ve tüm özellikleri bize karanlık enerjinin gücü ve tarihi hakkında bilgi verir. Astrofizikçiler, özelliklerini ve özelliklerini teorik tahminlerimizle karşılaştırmak için evrendeki mümkün olduğunca çok sayıda kozmik boşluğun haritasını çıkarmaya başladılar. Araştırmacılar, bu geniş bölge araştırmalarının karanlık enerjinin incelikli ve yeterince anlaşılmayan özelliklerini ortaya çıkarabileceğini umuyor.
Ama dahası da var. Kozmik boşluklar evrendeki en büyük zaman kapsülleridir. Milyarlarca yıldır pek fazla değişmediler. Günümüzde galaksiler genç hallerine hiç benzemiyor. Ancak milyarlarca yıl önce boşluklar basit ve boştu. Ve bugün hâlâ basit ve boşlar. Bu nedenle birçok kozmolojik gizemin yanıtları (karanlık enerjinin doğası, antik evrenin özellikleri ve daha fazlası) boşluklarda yaşıyor.
Boşluklar, bir zamanlar kütlesiz olduğu düşünülen, sıradan maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmeden evreni kaplayan temel parçacıklar olan nötrinoların doğasını belirlemeye bile yardımcı olabilir. Bu nedenle gelecekte bir gün hiçbir şey ile ilgili yaptığımız analizler, her şeye cevap verme potansiyeli taşıyor.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Most of the Universe Is a Void. Here’s How That Emptiness Will Eventually Gobble Up All of Space. Yayınlanma tarihi: 11 Haziran 2023. Kaynak site: Popular Mechanics. Bağlantı: Most of the Universe Is a Void. Here’s How That Emptiness Will Eventually Gobble Up All of Space
- Do we live in a giant void? It could solve the puzzle of the universe’s expansion. Yayınlanma tarihi: 30 Kasım 2023. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Do we live in a giant void? It could solve the puzzle of the universe’s expansion
- How Analyzing Cosmic Nothing Might Explain Everything. Yayınlanma tarihi: 1 Ocak 2024. Kaynak site: Scientific American. Bağlantı: How Analyzing Cosmic Nothing Might Explain Everything
- Curtis, Olivia et al. “Cosmic voids in GAN-generated maps of large-scale structure.” Astron. Comput. 38 (2021): 100525.
- Pisani, Alice & Doré, Olivier & Wang, Yun. (2019). Cosmic voids: a novel probe to shed light on our Universe.
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
