Evrenin yaşı nasıl hesaplanıyor?

Siz kaç yaşındasınız?

* Ben şu tarihte doğmuşum, yani şu kadar yaşım var benim.

* Ne acayip bir soru! Hanımların yaşı sorulmaz, siz bunu bilmiyor musunuz?

* Sizce kaç gösteriyorum?

Şakası bir yana, kendi yaşımızı bir şekilde biliyoruz değil mi?

Hepimizin nüfus kağıdında doğum tarihimiz yazıyor.

Hiçbirimiz doğduğumuz anı hatırlamıyoruz, hatta küçük yaşlarımızı da belli bir yaşa kadar hatıralarımız oldukça belirsiz, bir çoğunu hatırlamıyoruz, ama yaşımızı biliyoruz.

Yaş önemli bir şeydir!

***

Peki, sizi beni bırakalım, mesela oturduğunuz ev kaç yıllık, onu biliyor musunuz?

Evet, yapıldığı yıl belli ya, o tarihten hesaplarsak evimizin yaşını da bulabiliriz.

***

Tamam, daha zor bir soru sorayım öyleyse.

Şu bahçedeki ağaç kaç yaşında sizce? Onu söyleyebilir misiniz?

İşte bu zor bir soru!

Ağacı kesmeden yaşını hesaplamak zor ve ben ağaç kesilmesine karşıyım!

Sonuna kadar karşıyım!

Ama ağacı kesmiş olsak gövde kesitindeki halkaları sayarak yaşını çıkarabiliriz.

Tahminen diyorsanız onu da üç aşağı beş yukarı bulmak mümkün. 

Gövdesinin kalınlığından üç aşağı beş yukarı bir yaklaşımda bulunulabilir.

***

Tamam, daha zor bir soru geldi aklıma.

Diyelim ki bir fosil buldunuz ve yaşını merak ediyorsunuz. 

Nasıl hesaplarsınız o fosilin yaşını?

İşte onu ben bilmem. Yani ben hesaplayamam.

Bilim insanları inceleyip, bir takım testlere tabi tutarak bir şekilde fosillerin yaşını hesaplıyorlar.

Evet, gerçekten şu anda kullanılan karbon-14 diye bir test yöntemi var. 75 bin yıla kadar oldukça doğru sonuçlar verebiliyor.

***

Peki diyelim çok daha eski zamanlardan kalma bir şeyin yaşını bulmak istiyorsak, o zaman ne yapacağız?

Daha eski fosiller için içindeki radyoaktif elementlerden faydalanılıyor. 

Radyoaktif elementler belli bir sürede dönüşüm yaptıkları için fosil içindeki radyoaktif element kırıntıları incelenerek bir şekilde çok eski fosillerin yaşları çıkartılabiliyor.

Dünyanın yaşı bile dünyanın oluşumundan kalan kimi kayalardaki radyoaktivite ölçülerek 4,5 milyar yıl olarak bulunmuş.

***

Peki öyle elimizle tutamayacağımız, üzerinde özel testler yapamayacağımız bir şeyin yaşını öğrenmek istesek, mesela evrenin yaşını hesaplamak istesek ne yaparız sizce?

Niye evrenin yaşını öğrenmek isteyeyim ki deneyin, başta dedim, yaş önemlidir!

* Ben sözel okudum, benim kafam basmaz öyle şeylere!

* Merak da etmiyorum.

* Ben doğdum doğalı güneş hep tepemizde.

* Yıldızlar da gökyüzünde.

Hem buradan, dünyadan bakıp evrenin yaşını nasıl hesaplayabileceksin ki?

Ama bilim insanları birtakım hesaplar yapıp evrenin yaşını bulmuşlar.

Onlar nasıl bulmuşlar evrenin yaşını hiç merak eden var mı?

***

Onlar bilim insanı! 

Hesaplamışlardır bir şekilde.

Belki de atıyorlardır! 

Hatta büyük ihtimal sallapati birtakım hesaplarla evrenin yaşı budur demiş bile olabilirler.

Ben doğrusu inanmıyorum evrenin yaşının tam olarak hesaplanabileceğine!

***

Yine de merak etmiyor musunuz nasıl hesaplamış olabileceklerini?

Aslında merak ediyorum tabii ki de ama çok karışık hesaplar yapmışlardır muhtemelen.

Benim kafam basmaz öyle şeylere!

Ben sözelciydim okulda!

***

Evet, haklısınız. Aslında yapılan hesaplar oldukça karışık.

Ancak hesabın prensibi de bir o kadar basit.

Biliyorsunuz, şu anda kabul gören teoriye göre evrenimizin başlangıçta büyük patlama ile meydana geldiği düşünülüyor.

Daha önce de yazmıştım, büyük patlama denilen şey öyle tek bir noktadan bomba patlaması ve parçalarının etrafa yayılması gibi değil de, merkezi tam olarak belli olmayan, sanki bir bölgede suyun kabarcıklar salarak kaynamaya başlamasındaki gibi bir patlama olduğu düşünülüyor.

Yine de evrenimiz o ilk anki patlama sonrasında bir balonun şişmesi gibi halen daha son sürat genişlemeye devam ediyor.

***

Bu genişleme doppler etkisi denilen bir yöntemle, yani hareket halindeki uzak yıldızlardaki renk kaymaları ve gelen ışıktaki dalga boyu kaymaları gözlenerek tespit edilmiş.

Doppler etkisi nedir, anlamadım diyorsanız daha basit anlatımla yaklaşan bir ambulans sesi ile uzaklaşan bir ambulans sesini kulaklarımızla ayırt edebiliyoruz ya, işte buna doppler etkisi deniyor.

Yıldızlardan bize kadar ulaşan ışıklardaki renk kaymaları da benzer şekilde bize evrenin genişlemekte olduğunu söylüyor.

Zaten büyük patlama teorisi de buradan yola çıkılarak düşünülmüş.

***

Tüm bu söylediklerimin evrenin yaşı ile ne ilgisi var?

Var tabii ki, ama konuyu daha iyi anlayabilmek için önce daha basit bir örnekle anlatmaya çalışayım.

Hız diye bir şey var değil mi?

Öyle ben sözelciyim falan demeyin.

Hepimiz İstanbul’dan otobanda yola çıksak, 100 km öteye saatte 100 km hız ile bir saatte gidebileceğimizi biliriz herhalde.

Şoförlüğünüz olmasa da bu hesabı herkesin yapabileceğini düşünüyorum.

Demek ki hızımızı bilsek, bir de gittiğimiz mesafeyi bilsek zaman bilgisine kolayca ulaşabiliyoruz.

***

Şimdi dönelim yine evrene.

Evrende görebildiğimiz şey yıldızlardan bize ulaşan ışıklar.

Sadece gözümüzle gördüklerimiz değil, gözümüzün görmediği kızıl ötesi ve mor ötesi ışınımı da ışık olarak nitelendirebiliriz.

Fotonlardan bahsediyorum. X ışınımı ve gama ışınımı da buna dahil.

Işığın hızını da bir şekilde biliyoruz. Ölçmek için yüzyıllarca çok uğraşmışız, ama sonunda bir şekilde oldukça hassas olarak ölçebilmişiz.

Yani bir yıldızın bizden ne kadar uzakta olduğunu bilebilsek, ışığın hızını kullanarak o yıldızdan çıkan bir ışığın bize ne kadar sürede ulaşabileceğini hesaplayabiliriz.

Ya da tam tersi, zaman bilgisi ve ışık hızı ile mesafeyi hesaplamak da mümkün.

Eğer o yıldız bize en uzak noktada ise gelen ışığın yolda katettiği süreyi bulabilsek görünen evrenin de yaşını bulabilmemiz mümkün olurdu herhalde.

***

Kozmik mikrodalga arka plan ışıması diye bir şey var (CMB veya CBMR, Cosmic Microwave Background Radiation). 

Büyük patlama ile birlikte oluşan ilk fotonların günümüze kalan yansıması.

En uzak yerdeki, görülebilir evrenin sınırındaki mikrodalga ışıma.

Yapılan ölçümlerle bu kozmik mikrodalga arka plan ışımasının hangi sıcaklıkta olduğu bir şekilde tespit edilebilmiş.

Sıcaklığın da katıldığı bir takım karışık hesaplar ile görülebilir evrenin büyüklüğüne de ulaşılmış.

Yani dünyamızdan bakıldığında kürenin merkezine dünyayı koyduğumuzda kürenin yarıçapını oldukça hassas bir şekilde hesaplayabilmişiz.

***

Bir de yıldızlardan gelen ışık tayflarındaki doppler etkisinden de bahsetmiştim. 

Doppler etkisi ile de uzak noktalardaki yıldızların ışık tayflarındaki kaymalardan (gelen ışığın dalga boyundaki değişimler) evrenin genişleme hızına da ulaşmak mümkün olmuş. 

Hesaplara göre evrenin genişleme hızı saniyede 67 km ile 74 km arasında bir hız çıkıyor diyorlar. (Anladığım kadarıyla bu konuda tam bir kesin hız bilgisi yok gibi!)

Ancak buradan ortalaması alınarak Hubble sabiti denilen bir sabite ulaşılıyor.  

Hubble sabiti tam bir sabit değil, son yapılan gözlemlerden evrenin hızlanarak genişlediğini daha önce yazmıştım.

Ama şimdilik bu değişimin çok hızlı olduğunu söyleyemem. 

Yani Hubble sabitini sabit bir sayı olarak kabul edebiliriz.

***

Gerisi kolay, bu kadar hız ile bu kadar mesafeyi ne kadar zamanda gidebilirdiniz?

İstanbul’dan 100 km öteye saatte 100 km hız ile 1 saatte gidebildiğimiz gibi kolay bir hesapla bilim insanları evrenin yaşını hesaplayabiliyorlar.

***

Hesap bu kadar basit değil tabii ki, bilim insanları hesaba birtakım katsayılar vs. de katarak karışık formüllerle bu sonuca ulaşıyorlar.

Ancak yine de hesabın ana prensibi hız ve mesafeden yola çıkarak zaman hesabı yapmak diyebilirim.

Yapılan bu karışık hesap ile evrenin genişleme hızından ve görülebilir evrenin büyüklüğünden yola çıkarak evrenin yaşının 13.5- 14 milyar yıl kadar olduğuna karar verilmiş.( Son karar 13.7 ya da 13.8 milyar yıl!)

**

Tabii bu konu anladığınız gibi birçok ön kabul içeriyor.

* Genişleme hızı ne kadar doğru ölçülebiliyor?

* Genişleme hızı sabit değil ki! 

* Görülebilir uzay büyüklüğü ne kadar doğru hesaplayabiliyor?

* Görünemeyen uzay da var, orası ne olacak?

Bu ve benzeri bir çok soru yüzünden evrenin yaşını hesaplamak için daha farklı yöntemler deneyenler de olmuş.

***

Bu yöntemlerden biri de LCS yöntemi. (Light Coordinate System)

Bu yöntemin basitçe prensipte ışık hızının sabit (sonlu, sınırlı) olmasını esas alarak, bu yüzden hiç bir şeyin eşzamanlı görünemeyeceğini dikkate alarak bilgisayar ortamında farklı evren yaşlarına göre bir takım modeller oluşturulması yöntemi olduğunu söyleyebilirim.

Dünyamızdan görünmesi muhtemel uzay modelleri üreten bu model uzaylarla, dünyadan gerçekte görünen gökyüzü görüntüsü karşılaştırılarak, bu yönteme göre olası en doğru evren yaşının 19.28 milyar yıl olduğu bulunmuş.

Tabii bu yöntemin de modellemede dikkate alınan ön kabullerdeki kimi belirsizlikler yüzünden kesin bilgi vermesi mümkün değil deniyor.

***

Rajendra Gupta adlı bir astrofizikçi James Web teleskobu ile tespit edilmiş olan uzak galaksilerdeki kimi anormal hareketliliği açıklamak için bir başka astrofizikçinin (Fritz Zwicky) “ışık yorulması” diye daha önce ortaya attığı, ama sonradan Zwicky’nin kendisinin çürüttüğü bir kuramı doğruymuş gibi kullanarak yaptığı hesaptan, evrenin yaşının hesaplanandan çok daha fazla olduğuna dair bir görüşü de son zamanlarda bilim çevrelerinde dikkati çekti.

Rajendra Gupta yaptığı hesaplamalarla evrenin yaşının 13.7 milyar yıl değil, 26.7 milyar yıl olabileceğini öne sürmüş.

Tabii bu kadar yanılgı olabileceği hiç mantıklı olmadığı için diğer bilim insanları hemen bu hesabın hatalarını ortaya çıkartmışlar.

Benim bu derece ileri fizik bilgim yok, ancak bu hesaplarında bugüne kadar defalarca onca bilim insanının ince ince hesapladığı ve uzayda da gözlemlerle doğruluğu zaten ispat edilmiş olan bir çok kozmolojik sabitin yanlış olduğu sonucu ortaya çıkıyor ki, bu kabul edilebilecek bir şey değil diyorlar.

Dolayısıyla diğer bilim insanları Gupta’nın yaptığı bu yeni hesapların hatalı olduğu konusunda görüş birliğine varmışlar.

Ama evrenin yaşının çok daha fazla olduğu haberi de kimi sansasyonel popüler bilim yayınları ile hemen ortalığa yayılmış.

***

Lambda CDM metodu diye bilinen (Lambda - Cold Dark Matter) ve varlığı tam olarak ispatlanamasa da etkileri bir şekilde gözlemlenen kara maddenin etkisi dahil, Einstein’in uzay zaman teorisini de dahil ederek bilim insanları oldukça hassas ölçümlerle evrenin yaşının 13.7 milyar yıl olduğuna karar vermiş görünüyorlar.

Hatta bilim insanları arasında daha da hassas sonuç olarak 13.787 milyar yıl şimdilik evrenin hesaplanabilmiş en doğru yaşı olarak kabul ediliyor.

Bu hesapta hata payının ise 20 milyon yıl gibi kozmolojik ölçekte oldukça düşük bir hata payı olması da ayrıca umut verici sanırım.

***

Yine de evrende halen daha çözümü aranan bir çok bilinmez var. 

Yapılan gözlemlerde halen daha hesaplarla ve doğruluğu ispat edilmiş teorilerle açıklanamayan kimi anomaliler tespit edilebiliyor.

Özellikle James Web gibi teknolojik olarak oldukça ileri teknoloji içeren cihazlar geliştirildikçe teorilerdeki bu kimi hatalar, ya da hesaplarla uyuşmayan anomaliler bir şekilde daha detaylı olarak tespit edilecek görünüyor.

Bilim insanları bu sorulara da cevap arayacaklar ve aralarından kimileri belki de bu yeni sorulara da cevaplar bulacaklar.

Teoriler geliştirilecek ve belki de daha doğru sonuçlara ulaşan yeni teoriler ortaya konacak.

Bilim böyle bir şey işte, biri bir teori ortaya koyuyor, diğerleri de o teorinin doğru olup olmadığını inceliyor.

Çürütülen teori bir kenara konularak soruların cevapları için yeni teoriler üretiliyor.

O yüzden soru sormaya siz de çekinmeyin, bir şeylerin yanlış olduğunu görüyorsanız, doğrusunu yapanların yolundan gidin.

***

Dünyanın yaşının 4,5 milyar yıl olduğunu dikkate alırsak, dünyamız evrenin üçte biri yaşında oluyor.

Oldukça genç bir dünyamız varmış değil mi?

***

Yaşın ne önemi var? 

Önemli olan ne kadar çok değil, ne kadar kaliteli yaşadığınız!

Ne diyorduk?

Sahi siz gerçekte kaç yaşındasınız?

Emin misiniz o yaşta olduğunuza?

Zamanın akışı hızınıza göre değişiyor bildiğiniz gibi! 

Şaka değil, bu dediğim ispatlandı!

Hızlı yaşayın ki, zamanınız bol olsun.

Bilimle kalın, yanılmazsınız!

Moskova’dan herkese sevgi ve saygılarımla