Bu görünüşte basit gibi görünen sorunun cevabı sizi şaşırtabilir. Oysa bu sorunun cevabı, 20. yüzyılın ortalarına kadar sırrını korumuştur. O zamana kadar kimse “Güneş gökyüzünde olmadığı için” diyememiş mi diye düşünüyorsanız ise ben de her şey ayrıntıda gizlidir şeklinde bu düşüncenizi yanıtlıyorum. Çünkü evrende yıldız olarak sadece Güneş yok yani ısı ve ışık yayan başka nesneler de var. Hatta şiirlere konu olan sayısızca yıldızdan bahsediyoruz. Dünya’nın bir yarısı en yakın yıldız olan Güneş’e dönükken diğer yarısı ise binlerce milyonlarca yıldıza dönük olabilir, peki neden bu yıldızlar gecelerimizi aydınlatamıyor? Gece gökyüzünün neden karanlık olması aslında ünlü bir kozmolojik problemdir ve Olbers paradoksu olarak bilinir. Heinrich Wilhelm Olbers, 1826 yılında ortaya attığı düşüncelerle yıllar sonra bu konunun tartışılmasını popüler hale getiren bir Alman astronomdur.
Eğer A yıldız katmanı B yıldız katmanına göre Dünya’dan iki kat uzakta ise A yıldız takımından her birinden bize ulaşan ışığın miktarı B yıldız takımından her birinden bize ulaşan ışık miktarının dörtte biri kadardır ama A yıldız takımında da B yıldız takımındaki yıldız sayısından dört kat fazla yıldız vardır.
Bu soruyu açıklamaya ilk çabalayanlardan Heinrich Wilhelm Olbers’in adıyla anılan Olbers Paradoksu şöyle der: “Eğer evren sonsuz genişliğe sahip olsaydı ve hâliyle böyle bir evren içinde sonsuz sayıda yıldız olurdu bu durumda gece tüm gökyüzü parlak olurdu”. Oysa değil, o zaman evren sonsuz genişliğe sahip değil mi?
Soruyu konumun etkisi ile açıklanamayacak şekilde düşünebilirsiniz ama öyle değil. Karışıklığı tam olarak anlamak için, eşit parlaklığa sahip şekildeki gibi yıldızlar Dünya etrafında konsantrik tabakalar halinde eşit olarak dağıldığını varsayalım. Aynı miktarda ışık her bir katmandan Dünya’ya ulaşmalıdır, çünkü ışığın miktarı her bir yıldızdan bize ulaşmasına rağmen uzaklıkla (1/d2) olacak şekilde azalmaktadır, her bir katmandaki yıldızların sayısı artarsa etkili bir biçimde uzaklık etkisini dengeler.
A ve B arasındaki uzaklık 2 birimse, A’daki her bir kare B’deki her bir karenin parlaklığının dörtte biri kadardır ama A’daki karelerin sayısı B’deki karelerin sayısının dört katıdır.
Yani gecenin karanlığı için uzaklıkla ışığın kaybolması hesaba katılmaz. Toz tarafından engellenmesi de cevap değildir. Çünkü ışığın yolu üzerinde herhangi bir toz veya madde ısındıkça ve eninde sonunda yeniden ısı ve ışık yayılacaktır. Sonuçta ışığı soğuracak ne tür bir madde olacaksa olsun aldığı ışık sonucunda ısınacak ve ardından kara cisim ışımasında olduğu gibi aldığı enerji kadar ışıma yapacaktır. Böyle bir durumda da ışığı soğuran madde tıpkı yıldızlar gibi olacak, parlayacaktır. Çoğu modern kozmolog karanlık için aradıkları cevabı iki teori üzerine temellendirmiştirler. İlki Echo ve Doppler kaymasından anlaşılan kırmızıya kaymayı ifade eder. Bu uzayın kendisinin genişlediğini, bize ulaşan ışığın miktarının azaldığını gösterir. Diğer açıklama -genellikle başlıca açıklamalardan biri olarak düşünülür – evrenin sonsuz bir yaşa sahip olmamasıdır. Eğer evren sonsuz yaşa sahip olsaydı, gökyüzü sonsuz aydınlık olacaktı, çünkü evrendeki her bir noktadan gelen ışık her bir diğer noktaya yolculuğu sonsuz bir zamanda olurdu. Bizim bildiğimiz kadarıyla, evrenin bir sınırı yoktur, sadece zamanın bir sınırı vardır. Yani evren genişlemekte ama evrenin bir başlangıç tarihi var dolayısıyla evrenimizin bir yaşı var; yaklaşık 13.7 milyar yıl kadar. Evrenin sonlu yaşa sahip olması bizim ışığı ne kadar göreceğimizi de sınırlamış olur.
Uzaktaki yıldızlar gece gökyüzünü aydınlatamıyor çünkü ışıkların üzerinden henüz bize ulaşacak kadar bir zaman geçmemiştir. Dolayısıyla evrenin yaşından daha uzak mesafeleri göremediğimizden 13 milyar yıllık evrenimize göre 13 milyar ışık yılından daha uzaktaki yıldızları göremiyoruz. Bu anlamda karanlık gökyüzünün evrenin sınırlı olduğuna ve belli bir süredir var olduğuna da kanıt olabilir. Diğer taraftan 13 milyar yıl önce oluşmuş bir yıldızın hâlâ ışımasını bekleyemeyiz, dolayısıyla zaman içinde ömürlerini yitiren yıldızlar da var. Hatta bu düşünceden yola çıkarak yıllar sonra gittikçe gökyüzümüzün daha karanlık olmasını da bekleyebiliriz.
Buna göre evren sonsuz değil ve sonsuz sayıda da yıldız olmadığı için gece gökyüzü karanlıktır.
İlginçtir bu paradoksu çözenin zamanındaki diğer gökbilimcilerin tersine bir şair ve yazar olmasıdır. 1848 yılında ünlü şair ve yazar Edgar Allan Poe 1848 yılında yazdığı “Eureka” isimli bir denemesinde şöyle çözmüştü;
“Yıldızların sayısı sonsuz olsaydı, gökyüzünün her yanı eşit derecede parlak, yani gökyüzünün her noktasında bir yıldız olurdu. Oysa, gökyüzüne teleskoplarla baktığımızda, hiçbir ışığın gelmediği boş bölgeler görebiliyoruz. Bu bölgeler, henüz ışığın bize ulaşamadığı yerlerdir.”
Gökhan Atmaca, MSc. http://twitter.com/kuarkatmaca | http://facebook.com/anadoluca
Kuark Bilim Topluluğu
Kaynaklar:
- http://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/question691.htm
- http://www.akat.org/sizin_icin/gece_neden_karanlik.html
