Selçuk Topal Yazio: Eğer Evren Genişliyorsa Neden Andromeda ve Samanyolu Galaksisi Çarpışacak?
20. yüzyılın belki de en önemli keşiflerinden biri evrenin genişliyor olmasıdır. Evrenin belli bir kesri her saniye belli bir hızda genişler. Peki evren genişlerken neden bizim galaksimiz Andromeda’ya doğru bodoslama gidiyor? Günümüzden yaklaşık 4 milyar yıl sonra olmasını beklediğimiz bu çarpışma hiçbirimizi aslında ilgilendirmiyor (zaman ölçeğini dikkate alırsak!) ancak merak etmekten de kendimizi alamıyoruz. Evren genişliyorsa bu neden oluyor?
Bu sorunun bol görselli ve animasyonlu yanıtını (diğer birçok alakalı konu ile birlikte) yeni hazırladığım videoda bulabilirsiniz. YouTube kanalıma abone olup 130’un üzerinde başka video ile aklınızdaki kozmik sorulara yanıtlar bulabilir ve yeni videoları vakit kaybetmeden izleyebilirsiniz.
Gelelim konumuza. 17. yüzyıldan bugüne yapılan tüm o bilimsel keşiflere rağmen evrendeki yerimizi daha net bir şekilde anlamamız ancak 1920’li yıllarda mümkün oldu.
İki astronom tarihe Büyük Tartışma (Great Debate) olarak geçen bir ‘fikir alışverişi’ sohbetinde galaksimizi ve onun içindeki yerimizi anlamaya çalışıyordu: Astronomlar Harlow Shapley ve Heber Curtis.
İki astronom da bazı doğru şeyler söylemesine rağmen yanlış şeyler de söylediler. Shapley 'evren galaksimizin merkezindedir, gözlenen o sarmal yapılar galaksimizin parçasıdır' derken yanlıştı. Ancak 'Güneş galaksimizin merkezinde değildir' derken doğruyu söylüyordu. Curtis ise gözlenen o sarmal yapıların galaksimiz dışında başka galaksiler olabileceğini söylerken doğruyu söylüyordu. Ancak Güneş’i galaksinin merkezinde zannediyordu ki bu doğru değil.
O dönemin teleskopları gözlenen puslu o sarmal yapıların tam olarak ne olduğunu anlayabileceğimiz kadar iyi değildi. Ancak daha sonra geliştirilen teleskoplar ile her şey daha fazla netlik kazanmıştı. Artık çok iyi bir şekilde biliyoruz ki galaksimiz bir sarmal galaksi ve Güneş galaksimizin merkezinden (ve oradaki süper kütleli kara delikten!) 26000 ışık yılı ötede galaksinin kolları üzerinde bir yerde yer alıyor.
1920’li yılların sonlarına gelindiğinde fizikçi Georges Lemaitre Einstein’ın denklemlerini çözerek evrenin statik değil genişleyen bir yapıya sahip olduğunu gösteren makalesini 1927 yılında yayınladı. Ondan 2 yıl sonra ise astronom Edwin Hubble aynı sonuca ulaşmıştı. Sanıldığının aksine evrenin genişlediğini ilk söyleyen kişi Hubble değil. Elbette Hubble ve Lemaitre’den daha önce statik evren fikrine karşı çıkanlar oldu ancak teorik olarak evrenin genişlediğini gösteren ilk kişi Lemaitre olmuştur.
Geçtiğimiz yıllarda benim de üyesi olduğum Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) bu duruma el attı ve evrenin genişlediğini gösterir Hubble Yasası’nın Hubble-Lemaitre Yasası olarak değiştirilmesi gerektiğini söyledi.
Üyeler arasında bir oylama başlattı ve ben de olumlu oy kullandım. Yaklaşık %80 oyla kabul edildi. Plüton hezimetinden sonra Amerikalılara ikinci bir darbe! Bana sorarsanız direkt Lemaitre Yasası denmeliydi ya neyse.
Artık evrenin genişlemekte olduğunu biliyoruz. Ancak bazı astrofizikçiler bile evrenin genişlemesini normal bir insana anlatırken ‘galaksilerin birbirinden uzaklaşması evrenin genişlediğinin kanıtıdır.’ der. Oysa bu doğru değildir. Nitekim her galaksi birbirinden uzaklaşmaz. Eğer öyle olsaydı galaksimiz Andromeda ile çarpışma rotasında ilerlemezdi. Peki tam olarak ne oluyor?
Bildiğiniz gibi evreni yöneten dört kuvvet var. Bunlardan ikisi çekirdek boyutlarında etkili iken (güçlü ve zayıf çekirdek kuvvetleri) diğer ikisi ise sonsuz mesafelerde etkilidir (elektromanyetik kuvvet ve kütle çekim kuvveti). Diğer her kuvvet bu dört ana kuvvetin türevidir. Evrene galaksi ölçeklerinde baktığımızda kütle çekim kuvvetinin dominant olduğunu görüyoruz. Ölçeği biraz daha büyütüp galaksi kümelerine bakarsak küme üyesi galaksileri bir arada tutan şey de (ve bazen birbirlerine çarpmasına neden olan şey!) kütle çekim kuvvetidir.
Andromeda ve Samanyolu dahil oldukları yerel galaksi grubu içerisinde en büyük kütleye sahip olan galaksilerdir. Bizden 2,5 milyon ışık yılı ötedeki Andromeda’nın bizim galaksimizden biraz daha büyük bir kütleye sahip olduğunu düşünüyoruz (belki 2 katı). Aynı kümenin üyesi galaksiler olarak kümenin ortak kütle merkezi etrafında hareket etmek zorundalar. Bunun sonucu olarak bir süre sonra çarpışacaklar. Yani evrenin genişlemesi galaksi kümelerinde etkili değil. Elbette bir galaksi kümesinin üyesi galaksiler arasındaki mesafe küme içindeki hareketler sonucu daha da artabilir (kümenin boyutu artarsa, bir başka deyişle galaksi yoğunluğu azalırsa) ve bir süre sonra evrenin genişlemesi etkin olabilir. Ancak evrenin genişlemesinin çoğunlukla galaksi kümeleri arasındaki uzayda etkili olduğunu söyleyebiliriz.
İşte bu nedenle bundan 4 milyar yıl sonra Andromeda ile Samanyolu çarpışacak ve çarpışmadan yaklaşık 4 milyar yıl sonra ise farklı evrim durumda ve çok daha büyük bir galaksi oluşturacaklar: Milkomeda (Milky Way + Andromeda).
Eminim kafanızda hemen bir soru oluştu: Bu çarpışma olayına şahit olsaydık (her ne kadar zaman ölçeği milyarlarca yıl olsa da videoyu ileri sarabilseydik!) nasıl bir deneyim olurdu? O gece gökyüzüne çıksaydınız belki şu an gördüğünüzden bin kat daha fazla yıldızı gökyüzünde görürdünüz. Diğer ilginç bilgi ise şu (en azından yapılan simülasyonlara göre); milyarlarca yıldıza sahip iki galaksi çarpışıyor olsa da bir yıldızın diğer bir yıldız ile çarpışma olasılığı çok ama çok düşüktür.
Evrenin genişlemesinin bir başka sonucu ise evrende belli bir mesafeden daha öteye hiçbir zaman ulaşamayacak olmamızdır. Bunun nedeni ise belli bir mesafeden daha ötedeki her şeyin bizden ışık hızından daha hızlı uzaklaşıyor olmasıdır. Peki nasıl? Bu konuyu başka bir yazıya bırakalım.
Uzaya ve bilime meraklı biriyseniz hepsi ve daha fazlasını yakın bir zamanda üçüncü baskısını yapan Kaostan Kozmosa Evrenin Hikayesi kitabımda bulabilirsiniz.
Kaostan Kozmosa yazı serisinin bir başka bölümünde görüşmek üzere. Uzay ve bilimle kalın. Daha da önemlisi sağlıkla kalın.