Evrenin Genişlemesi Ne Anlama Geliyor?

Evrenin genişlemesinin tam olarak ne anlama geldiği, somut benzetmelerle daha iyi anlaşılır. Örneğin uzayın bir boyutlu elastik bir ip olduğunu varsayalım. Bu uzayda hareket eden cisimler, ileriye ya da geriye doğru yol alırken elastik ip esneyerek uzar. Ancak cisimlerin uzunluğu değişmez. Benzer biçimde iki boyutlu bir uzayı da her yönde esneyen elastik bir düzlem gibi düşünebiliriz. Uzay genişlerken cisimlerin arasındaki mesafeler artar ancak cisimlerin boyutları değişmez.

Evrenin genişlediğine işaret eden pek çok veri vardır. Bunların en önemlilerinden biri, uzak gökadaların gözlemlenmesi ile elde edilen sonuçlardır. Edwin Hubble 1929’da yaptığı gözlemler sonucunda, istisnasız her yöndeki uzak gök cisimlerinin Dünya’dan uzaklaştığını ve Dünya’ya olan mesafe arttıkça uzaklaşma hızının arttığını göstermişti. Bu veriler, genişleyen evren modeli ile uyumludur. Kozmik artalan ışımasının zaman içinde soğuması da genişleyen evren modelini destekleyen veriler arasında sayılabilir.

Uzak noktalar arasındaki mesafenin zamanla giderek artması, ölçek çarpanı adı verilen bir parametre ile nitelendirilir. Zamana bağlı olarak değişen bu çarpanın günümüzdeki değerinin 1 olduğu kabul edilir. Kozmolojik modeller kullanılarak geçmişe dönük yapılan hesaplar, ölçek çarpanının değerinin yaklaşık 13,8 milyar yıl önce sıfır olduğunu, yani bugün aralarında büyük mesafeler olan noktaların 13,8 milyar yıl önce birbirine çok yakın olduğunu gösterir. Bu durum bugün içinde bulunduğumuz evrenin, Büyük Patlama sonucunda oluştuğuna işaret eder.

Genişleme hızının mesafeye bağlı olarak değişimi Hubble sabiti kullanılarak hesaplanabilir. Değeri zamanla değiştiği düşünülen bu sabit, günümüzde H₀=67,15 (km/s)/Mpc’dir. Bu değer, gözlemciye olan mesafe bir milyon parsek (parsek=3,26 ışık yılı) arttığında genişleme hızının saniyede 67,15 kilometre arttığı anlamına gelir. Özel görelilik kuramı hiçbir cismin ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceğini söylese de, bu durum evrenin genişleme hızına herhangi bir sınır koymaz. Örneğin bize 4,5 milyar parsekten daha uzak olan gökadaların bizden uzaklaşma hızı, ışık hızından daha büyüktür. Eğer evrenin genişleme hızı gelecekte azalmazsa, bugün bu gökadalardan yayılan ışık hiçbir zaman Dünya’dan gözlemlenemez. Ancak bu gökadalardan uzak geçmişte yayılan ışığın Dünya’ya ulaşması mümkündür.

Ölçümler, evrenin genişleme hızının 5 milyar yıl öncesine kadar azaldığını daha sonra ise artmaya başladığını gösterir. Evrenin genişleme hızının azalması kütleçekiminin etkisine bağlanabilir. Evren genişledikçe maddeler arasındaki mesafe arttığı için kütleçekiminin etkisi azalır. Evrenin genişleme hızındaki artışı açıklamak içinse karanlık enerjinin varlığı öne sürülmüştür. Kütleçekiminin aksine karanlık enerjinin etkisi evren genişledikçe azalmaz.