Bir Avuç Su mu Daha Yoğun Yoksa Evren mi?

Mara Duchetti/iStockphoto.com

Yoğunluk, bir maddenin belirli bir hacimdeki kütlesi olarak tanımlanır. Örneğin suyun 4 °C’deki yoğunluğu 1 g/cm³’tür. Yani 1 cm³ suyun kütlesi 1 g’dır. Evrenin ortalama yoğunluğu ise yaklaşık 10^-29 g/cm³’tür. Başka bir deyişle bir avuç su, evrenden yaklaşık 10²⁹ kat daha yoğundur. Bunun nedeni, evrenin devasa büyüklüğüne rağmen neredeyse tamamen boş olmasıdır.

Evrenin Yoğunluğunu Belirleyen Bileşenler Nelerdir?

Evrenin yoğunluğunu oluşturan bileşenler, gözlemlenebilir madde, karanlık madde ve karanlık enerjidir. Gözlemlenebilir maddeler; yıldızlar, gezegenler, gaz ve toz bulutları gibi ışık yayan veya yansıtan yapılardır. Bunlar evrenin toplam kütlesinin %4-5’ini oluşturur. Bu oransal değerler, teleskop gözlemleri, tayf analizleri ve galaksi kütle ölçümleriyle saptanır. Karanlık madde ışık yaymayan, yansıtmayan ya da soğurmayan, varlığı yalnızca kütleçekim etkisiyle anlaşılan gizemli bir maddedir. Evrenin yoğunluğunun yaklaşık %25-27’sini oluşturur. 1990’lı yıllarda keşfedilen karanlık enerji ise evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli bir enerji türüdür. Evrenin toplam yoğunluğunun yaklaşık %68-70’ni oluşturur.

Evrenin ortalama yoğunluğu uzayın geometrik yapısıyla da doğrudan ilişkilidir. Bu ilişkiyi anlamak için “kritik yoğunluk” kavramı kullanılır.

2001’de yapılan yer ve balon tabanlı gözlemler, evrenin %15 doğrulukla düz olduğunu gösterdi. 2013’te WMAP (Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Uydusu) tarafından elde edilen veriler ise evrenin %99,6 doğrulukla düz olduğunu ortaya koydu. Günümüzde kabul edilen değer yaklaşık Ω ≈ 1’dir.

O hâlde akla şu soru geliyor: Evren sonsuz mu? Evrenin yaşı sonlu olduğundan yalnızca belirli bir kısmını gözlemleyebiliyoruz. Gözlemlenebilir evren, yaklaşık 93 milyar ışık yılı çapında bir küre ve genişlemeye devam ediyor.

Sonuç olarak evren; geometrik olarak düz bir uzaya yayılmış, yalnızca sınırlı kısmını gözlemleyebildiğimiz ve devasa büyüklüğü (hacmi) nedeniyle yoğunluğu 4 °C’deki sudan katrilyonlarca kat daha küçük bir yapıdadır.

Bir avuç suyun trilyonlarca galaksiyi barındıran evrenden daha yoğun olması, size de şaşırtıcı gelmiyor mu?

Sözlük:

Balon tabanlı gözlemler: Bilimsel ölçüm cihazlarının, stratosfere kadar yükselebilen özel balonlara yerleştirilmesiyle yapılan gözlemlerdir. Bu yöntem, atmosferin soğurma ve saçma etkilerini büyük ölçüde azaltarak uzaydan gelen kozmik ışınlar ve diğer gök cisimlerinden yayılan ışınımlar hakkında daha doğru veriler elde edilmesini sağlar.

Kaynaklar:

• https://www.researchgate.net/publication/318110835
• https://www.mira.org/ana/densmatr.htm
• https://www.britannica.com/topic/observable-universe
• https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html 

Yazar Hakkında:

Ege Behram Hastaoğlu

Özel Simya Fen Lisesi Öğrencisi