Hubble Yasası – Genişleyen Evren ve Hubble Sabiti İle Açıklaması

0

Hubble Yasası nedir? Evrenişn genişlemesi nasıl açıklanmaktadır? Hubble sabiti ve yasası ile açıklaması, uzayda uzaklıkların ölçümü hakkında bilgi

Hubble Yasası

Advertisement

Hubble Yasası

Kendi galaksimiz dışındaki galaksilerin bizden uzaklaştığını ilk fark eden kişi Edwin Hubble olmuştur. Hubble’ın keşfettiği yasaya göre galaksiler ne kadar uzaktaysalar o kadar hızlı uzaklaşıyorlardı. Galaksilerin bu şekilde yayılıyor olması, Evren’in genişlediğine yönelik ilk kanıttı. Bu, Evren’e ve onun kaderine ilişkin bakış açımızı sonsuza dek değiştirecek şok edici bir keşifti.

Kopernik’in 16. yüzyılda vardığı sonuç, yani Dünya’nın Güneş’in çevresinde dönüyor oluşu büyük bir şaşkınlık yaratmıştı. Bundan böyle insanlar kozmosun merkezinde yer almayacaktı. Ama 1920’li yıllarda Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble’ın teleskoplu ölçümlerinin sonuçlan çok daha sarsıcıydı. Hubble, Evren’in sabit olmadığını, sürekli genişlediğini gösterdi. Galaksilerin bize olan uzaklıklarını ve galaksimiz Samanyolu’na göre hızlarını hesapladı. Bulduğu sonuca göre bütün galaksiler bizden uzaklaşıyordu. Kozmik açıdan aslında hiç de popüler değildik; yalnızca birkaç komşumuz yavaş yavaş bize yaklaşıyordu. Bir galaksi bize ne kadar uzaksa bizden o kadar hızlı uzaklaşıyordu; yani uzaklaşma hızı uzaklığıyla orantılıydı (Hubble yasası). Galaksilerin hızlarının uzaklıklarına oranı hep aynı sayıyı veriyordu. Buna Hubble sabiti deniyor. Gökbilimcilerin günümüzdeki hesapları bu değerin yaklaşık 75 kilometre/ saniye/megaparsek olduğunu gösteriyor – bir megaparsek yani bir milyon parsek 3.262.000 ışık yılına yani 3xl022 m’ye karşılık gelir.

Büyük tartışma

20. yüzyıldan önce gökbilimcilerin galaksimiz Samanyolu hakkında çok az fikri vardı. Yüzlerce yıldıza yönelik ölçümler yapmışlar ve içinde bulutsu (nebula) dedikleri birçok beyaz, bulanık leke saptamışlardı. Bu bulutsulardan bazıları yıldızların doğumlarıyla ve ölümleriyle ilgili gaz bulutlarıydı. Ama bazıları biraz farklı görünüyordu. Bazılarının sarmal ya da elips şeklindeki yapısı onların bilinen bulutsulardan daha düzenli olduğunu gösteriyordu.

1920’de iki ünlü gökbilimci bu bulutsuların kökenine ilişkin bir tartışmaya tutuştu. Harlow Shapley gökyüzünde görülen her şeyin Samanyolu’nun bir parçası olduğunu ve onun da bütün Evren’imizi oluşturduğunu iddia ediyordu. Buna karşın Heber Curtis, bulutsulardan bazılarının bağımsız “ada evrenler” yani galaksimiz Samanyolu dışındaki “evrenler” olduğunu ileri sürüyordu. Galaksi terimi (bu bulutsu evrenleri tanımlamak için) kullanılmaya daha sonra başlandı. Her iki gökbilimci de kendi iddialarını destekleyecek kanıtlar ileri sürdüler ve tartışma o gün sonlanmadı. Hubble’ın sonraki çalışmaları Curtis’in savının doğru olduğunu gösterdi. Bu sarmal bulutsular gerçekten de başka galaksilerdi ve Samanyolu’nun dışında yer alıyorlardı. Evren bir anda engin bir büyüklüğe erişmişti.

Advertisement

Hubble Yasası

Aranın açılması

Hubble, Andromeda bulutsusundaki yıldızların titreşen ışıklarını ölçebilmek için Wilson Dağı’ndaki 2,5 m’lik Hooker Teleskopu’nu kullandı. Artık Andromeda’nın Samanyolu’na çok benzeyen sarmal bir galaksi olduğu ve bizim de içinde yer aldığımız bir grup galaksinin üyesi olduğu biliniyor. Bu titreşen yıldızlara Sefe takımyıldızında keşfedilen bir yıldızdan dolayı Sefeid değişken yıldızları denir ve günümüzde bile uzaklık ölçümünde kullanılan paha biçilmez gökcisimleridir. Bunların ışığının titreşme miktarı ve zaman aralığı yıldızın mutlak parlaklığıyla orantılıdır. Bu nedenle ışığın değişim düzenini bilirseniz, yıldızın parlaklığını da bilirsiniz. Parlaklığını bildiğinizde de ne kadar uzakta olduğunu hesaplayabilirsiniz; çünkü uzaklıkla ışığın nasıl sönükleştiğini bilirsiniz. Bu, uzaktaki 100 Watt’lik bir ampulün ne kadar uzakta olduğunu, yakındaki 100 Watt’lik bir ampulün parlaklığına bakarak hesaplamaya benzer.

Hubble bu yolla Andromeda’ya olan uzaklığı ölçtü. Ölçülen uzaklık Shapley’nin verdiği Samanyolu’nun boyutlarına göre çok daha büyüktü; dolayısıyla bulutsunun Samanyolu’nun dışında olması gerekiyordu. Gerçek basit ama devrimseldi. Evren’in tıpkı Samanyolu gibi başka galaksilerle dolu engin büyüklükte bir yer olduğu anlamına geliyordu. Güneş’i Evren’in merkezine yerleştirmek insanın duygularını sarsmış ve kiliseyi de rahatsız etmişse, Samanyolu’nu milyonlarca galaksi arasında sıradan bir galaksi seviyesine indirmek, insan egosuna çok daha büyük bir darbe vurmuştur.

Hubble sonra da çevremizdeki galaksilerle aramızdaki uzaklıkları ölçmeye başladı. Onlardan gelen ışıkların çoğunlukla aradaki uzaklıkla orantılı miktarlarda kırmızıya kaydığını buldu. Kırmızıya kayma, hızlanan nesnelerde gözlenen Doppler kaymasına benzer bir şeydir. Gelen ışıkların frekanslarının beklenenden daha kırmızı oluşu -tıpkı çok sayıda ambulansın sirenlerinin uzaklaşırken tizleşmesi gibi- bütün bu galaksilerin bizden kaçıyor olduğunu ortaya koyuyordu. Bütün galaksilerin bizden kaçıyor oluşu, yalnızca “yerel” olanların bize doğru yaklaşıyor oluşu çok garipti. Ne kadar uzağa bakılırsa, o kadar hızlı uzaklaşan galaksiler görülüyordu. Hubble galaksilerin, bizim Evren’deki konumumuzu çok ayrıcalıklı yapacak şekilde yalnızca bizden uzaklaştıklarını gözlemedi; birbirlerinden de uzaklaştıklarını gözledi. Hubble Evren’in tıpkı şişen dev bir balon gibi, genişliyor olduğu sonucuna vardı. Galaksiler balonun üzerindeki noktalar gibiydi; balon şiştikçe birbirlerine olan uzaklıkları artıyordu.

Hubble sabiti

Ne kadar uzak ne kadar hızlı?

Bugün bile gökbilimciler Evren’in yakın çevremizdeki genişlemesini hesaplamak için Sefeid değişken yıldızlarını kullanırlar. Hubble sabitini kesin olarak hesaplamak artık başlı başına bir amaç olmuştur. Bunun için bir şeyin ne kadar uzak olduğunu ve hızını, yani kırmızıya kaymasını bilmek gerekir. Kırmızıya kaymalar gelen ışıkların atom tayfından doğrudan ölçülür. Yıldız ışığının içindeki belli bir atomun geçişinin frekansının laboratuvar ortamındaki bilinen frekansıyla karşılaştırması yapılır; aradaki fark kırmızıya kayma miktarını verir. Yıldızların uzaklığını saptamak daha zordur. Çünkü uzak bir galakside gerçek uzaklığını ya da gerçek parlaklığını bildiğiniz bir şeyden, bir “standart mum”dan yararlanmanız gerekir.

Advertisement

Uzayda uzaklıkları ölçmek için kullanılan çeşitli yöntemler vardır. Yıldızları bağımsız olarak görebildiğimiz yakın galaksiler için sefeid yıldızları kullanışlıdır. Ama uzaklık arttıkça yeni yöntemlere gerek duyulur. Bütün değişik yöntemler “uzaklık merdiveni” denen tek bir büyük ölçüm çubuğu oluşturacak şekilde birbirine eklenir. Ama her yöntemin kendine özgü bazı garip yanları olduğu için bu uzatılmış merdivenin doğruluğunda hâlâ birçok belirsizlik vardır.

Hubble sabiti artık yüzde 10 hata payıyla biliniyor. Bunu ağırlıklı olarak kozmik mikrodalga arkaplan ışımasına yönelik gözlemlere ve Hubble Uzay Teleskopu’yla yürütülen galaksi gözlemlerine borçluyuz. Evren’in genişlemesi Evren’i oluşturan Büyük Patlama ile başladı ve o zamandan beri galaksiler birbirlerinden uzaklaşıyorlar. Hubble yasası Evren’in yaşına da bir sınır getiriyor. Evren sürekli genişlediği için genişleme geriye, başlangıç noktasına doğru izlendiğinde aradan ne kadar zaman geçtiği bulunabiliyor. Bu sürenin yaklaşık 14 milyar yıl olduğu ortaya çıktı. Neyse ki bu genişleme hızı Evren’i parçalamak için yeterli değil. Kozmos, içerdiği madde miktarıyla sonunda içine çökmek ile şişerek parçalanmak arasında ince bir dengededir.


Leave A Reply