Popüler Bilim Tüm Yazılar

Gece Aslında Karanlık Değildir: Olbers Paradoksu

20. yüzyıla değin elimizde evren hakkında yeterli veri bulunmadığından, evrenin durağan ve sonsuz olduğuna dair yaygın bir görüş vardı. Ancak bu durağan ve sonsuz evren fikri kendi içinde tuhaf bir paradoks barındırmaktaydı. Neredeyse 500 yıl gibi uzun bir sürede bu paradoks, pek çok astronomun, bilim insanının ve hatta Edgar Allan Poe gibi bir şairin bile uzun süre üzerinde kafa yormasına sebep olmuştu. Paradoksun 500 yıllık bir geçmişi olsa da, Alman hekim ve astronom Heinrich Olbers, 1823’te konuyla ilgili yazdığı makale ile paradoksu bilimsel tartışmaların içine taşımayı başararak bugün kendi adıyla anılmasını da sağlamış oldu.

Paradoks basitçe gecenin neden karanlık olduğunu soruyordu. Olbers paradoksuna göre evren durağan ve sonsuzsa, gökyüzünde baktığımız her bir noktada mutlaka bir yıldız ya da herhangi bir ışık kaynağı bulunmalıydı. Sonsuz evrendeki sayısız yıldızın ışığı ile gökyüzünün kaplanmış olması lazımdı. Bu durumda geceleri gökyüzünde karanlık tek bir nokta dahi kalmayacak, gece de gündüz gibi aydınlık olacaktı.

Olbers Paradoksu

Eğer evren sonsuzdan beri varsa, soldaki gözlemcinin, yıldızlardan gelen ışıkların birikimi sonucu gece gökyüzünü sağdaki gibi “gündüz aydınlığından daha parlak” görmesi gerekirdi. Eğer yıldızlar arası emilme ihmal edilirse r uzaklığındaki L mutlak parlaklığını gösteren bir galaksinin görünen parlaklığı l=L/4pr2 dir. Galaksi sayıları yoğunluğunu evrende sabit kabul edersek ve buna da h dersek, bu durumda r ile r+dr arasında kalan küresel kabuktaki galaksi sayısı 4phr2dr olur. Buna göre bütün galaksilerin toplam ışıma enerjileri de, sonsuz ve ezeli bir evren için gecenin gündüz kadar parlak olması gerekirdi. (Alıntı: Dr. Sultan Tarlacı)

Ancak durum hiç de böyle görünmüyordu. çünkü gece, karanlıktı. Bu paradoks 20. yüzyıla kadar hakim olan durağan-sonsuz evren fikrini tehlikeye düşürüyordu. Durağan-sonsuz evren fikrinin savunucuları, sorunla başa çıkmak için varsayımlar geliştirdiler. Örneğin bir varsayıma göre, çok uzaktaki yıldızların ışığı, onca mesafeyi katederken uzaydaki diğer gök cisimlerince (gaz ve toz bulutları) yutuluyor ve bu nedenle bütün gökyüzünün geceleri aydınlık olması engelleniyordu. Ayrıca çok uzaktaki yıldızların Dünya’ya olan yolculuğunda ışıklarının giderek sönükleşmesi yüzünden gecenin neden karanlık olduğu paradoksu durağan-sonsuz evren fikrine zarar verilmeden çözülebiliyor görülüyordu. Yine başka bir varsayımda ise yıldızların ömürleri sonsuz olmadığından, evrende sürekli ölen ve sönmüş yıldızların gecenin karanlık olmasına yol açtığı düşünülüyordu.

Ancak büyük sorunlar vardı. Örneğin yıldızların ışığını emen gaz ve toz bulutlarının sonsuz sürede öyle çok enerji yüklenmiş olması gerekiyordu ki, yıldızlar gibi ışık yayıyor olmalıydılar. Yani gecelerimiz yine aydınlık geçmeliydi. Yıldızların kısa ömür süresi de anlam ifade etmiyordu, çünkü sonsuz zaman ve sonsuz yıldız vardı. Bütün bu dayanaksız varsayımlar yalnızca kısa sayılabilecek süre zarflarında kabul görebildiler. Çünkü 20. yüzyıl ile birlikte evrenin sonsuz ve durağan olduğu fikri adeta çökecekti.

samanyolu785454

Gökyüzünün geceleri tamamen aydınlık olmamasının tek sebebi, görebildiğimiz evrenin bir başlangıcının olması ve yıldızların sonsuz sayıda olmamasıdır.

20. Yüzyılda Olbers Paradoksu’na son verecek ve nihayet tatmin edici bir çözüm bulabilecek büyük keşfi bugün astronomiyle az çok ilgisi olan herkesin bildiği bilim insanı Edwin Hubble yapmıştı. Hubble’ın öncülüğündeki Büyük Patlama Teorisi, bizlere basitçe evrenin 20. yüzyıla değin düşünüldüğü gibi ezeli ve statik olmadığını söylemekteydi. Yani Hubble’ın söylediği üzere evren sonluysa, gece gökyüzünde baktığımız her bir noktada bir ışık kaynağı olmak zorunda değildir ve bu nedenle gece karanlıktır. Böylelikle Büyük Patlama Teorisi ile birlikte Olbers Paradoksu’na net bir cevap bulunabilmiş görünüyordu.

Ancak bilimde her cevap, yeni sorular veya paradokslar doğurabilir. Büyük Patlama Teorisi de Olbers Paradoksu’na net ve elle tutulur bir açıklama sunabilmişti ancak yeni bir paradoks daha çıkagelmişti. Teoriye göre patlamanın ilk anlarında evrendeki tüm noktalar yüksek ısı ve ışıkla doluydu. Bu durumda o zamanlar evrenin her noktasına nüfuz etmiş ışıkları hala görüyor olmamız gerekmez miydi? O halde gece neden karanlıktı? Aslında buna tam olarak paradoks diyemeyiz, çünkü hiçbir zaman bir pradoks olarak görülmedi. Bu sorun, Hubble Paradoksu gibi fiyakalı bir isim alacak kadar uzun bir süre geçmeden çabucak açıklandı. Çünkü sorunun cevabı zaten Büyük Patlama Teorisi’nin içinde mevcut. Büyük Patlama Teorisi Kırmızıya Kayma adı verilen bir fenomenle bu sorunu cevaplayabiliyor.

Bilimde her cevap, yeni sorular veya paradokslar doğurabilir.

Bilimde her cevap, yeni sorular veya paradokslar doğurabilir.

Büyük Patlama Teorisi’ne göre evrenin ilk anlarında tüm evreni dolduran ışık, evrenin devamlı genişlemesinden dolayı kırmızıya kaydı. Yani evrenin ilk zamanlarında ışığın asıl dalga boyundan yaklaşık 1.100 kat kırmızıya kayarak mikrodalga boyutlarına kadar düştü. Bu da demek oluyor ki, aslında şu an baktığımız gökyüzü evrenin ilk zamanlarındaki ışığın kalıntılarıyla dolu ve ışıl ışıl. O halde tüm bunlara rağmen gece neden hala karanlık?

Az önce bahsettiğimiz Büyük Patlama’dan kalan ışınımın (bkz: mikrodalga fon ışınımı) dalga boyunun ise insanın görebileceği dalga boyundan çok uzakta olması sebebiyle gece gökyüzüne baktığımızda yalnızca yıldızların görünür ışığını algılayabiliyoruz. Ancak doğrudan gözlerimizle göremesek bile, teknoloji sayesinde yapılan yapay gözlerle bu ışınımı görebiliyoruz. Nitekim önce COBE, sonrasında ise WMAP Uzay Teleskobu isimli mikrodalga ışınım algılayıcı uydular sayesinde gökyüzünü tarayarak Büyük Patlama anında ortaya çıkan ancak sonradan kırmızıya kaymış ışınımla birlikte bilinen evrenin tüm bir haritasını çıkarabildik. Bu haritayla birlikte karanlık zannettiğimiz gökyüzünün aslında “en azından mikrodalga boyunda” ışıl ışıl olduğu kanıtlanmış oldu.

Kemal Cihat Toprakçı

 

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Kemal Cihat Toprakçı

Akdeniz Üniversitesi İngiliz Dili ve Edebiyatı öğrencisidir.

Karaman doğumlu olup, astronomiye küçük yaşlardan beri ilgi duyan yazarın bugüne kadar Türkiye’nin pek çok bilim-astronomi portalında yazı ve makaleleri yayınlanmıştır. Ayrıca yazarın, Shumen Üniversitesi’nde görev yapan Dr. Sunay Ibryamov tarafından çevirisi yapılarak Bulgaristan astronomi gazetesine kazandırılmış bir yazısı da bulunmaktadır. Kozmik Anafor’dan ayrılmış, şu an www.rasyonalist.org sitesinde yazarlık yapmaktadır.