Bir Astrofizikçi Evrenin Karanlık Bir Sonsuzlukla ‘'Bitebileceğini’’ Açıklıyor

Evren – tüm uzay ve zaman ile tüm madde ve enerji – yaklaşık 14 milyar yıl önce Büyük Patlama denen hızlı bir genişlemeyle başladı, ancak o zamandan beri sürekli bir değişim halinde.

Önce, günümüzde atomları oluşturan protonlar, nötronlar ve elektronlardan oluşan seyrek bir gazla doluydu. Ardından, bu gaz yıldızlara ve galaksilere çöktü.

Evrenin geleceğine dair anlayışımız, bugün gözlemlediğimiz nesneler ve süreçler tarafından şekillenir.

Bir astrofizikçi olarak, yıldızların ve galaksilerin zamanla nasıl değiştiğini incelememi sağlayan uzak galaksiler gibi nesneleri gözlemlerim. Bunu yaparak, evrenin gelecekte nasıl değişeceğini tahmin eden teoriler geliştiririm.

 

Geçmişi inceleyerek geleceği tahmin etmek?

Bugün gördüklerimizi genişleterek evrenin geleceğini tahmin etmek ekstrapolasyondur. Bu risklidir, çünkü beklenmeyen bir şey olabilir.

Veri kümesi içindeki noktaları birleştirmek olan interpolasyon ise çok daha güvenlidir. Beş yaşınızda çekilmiş bir fotoğrafınız ve yedi yaşınızda çekilmiş bir başka fotoğrafınız olduğunu düşünün. Birisi muhtemelen altı yaşındaki hâlinizin nasıl göründüğünü tahmin edebilir. Bu interpolasyondur.

Belki iki fotoğraftan sekiz ya da dokuz yaşında nasıl görüneceğinizi ekstrapole edebilirler, ancak hiç kimse çok uzak bir geleceği tam olarak tahmin edemez. Belki birkaç yıl içinde gözlük takmaya başlarsınız ya da birden bire çok uzarsınız.

Bilim insanları, yıldızların ve galaksilerin zaman içinde nasıl değiştiğini ekstrapole ederek evrenin birkaç milyar yıl sonra muhtemelen nasıl görüneceğini tahmin edebilir, ancak sonunda işler tuhaflaşabilir. Evren ve içindeki şeyler, geçmişte olduğu gibi yine değişebilir.

 

Gelecekte yıldızlar nasıl değişecek?

İyi haber: Orta boy sarı yıldızımız Güneş, milyarlarca yıl daha parlamaya devam edecek. 10 milyar yıllık ömrünün yaklaşık yarısında. Bir yıldızın ömrü büyüklüğüne bağlıdır. Büyük, sıcak, mavi yıldızlar daha kısa yaşarken küçük, soğuk, kırmızı yıldızlar çok daha uzun yaşar.

Bugün bazı galaksiler hâlâ yeni yıldızlar üretirken, diğerleri yıldız oluşum gazını tüketmiştir. Bir galaksi yıldız oluşturmayı bıraktığında, mavi yıldızlar hızla süpernova olur ve yalnızca birkaç milyon yıl sonra patlayarak yok olur

Sonra, milyarlarca yıl sonra, Güneş gibi sarı yıldızlar dış katmanlarını bir bulutsuya atar ve geride yalnızca kırmızı yıldızlar yavaşça varlığını sürdürür. Sonunda, evren genelindeki tüm galaksiler yeni yıldız üretmeyi durduracak ve evreni dolduran yıldız ışığı yavaş yavaş kızarıp solacaktır.

Trilyonlarca yıl içinde – evrenin şimdiki yaşının yüzlerce katı uzunlukta bir sürede – bu kırmızı yıldızlar da karanlığa karışacaktır.

Ama o zamana kadar ışık ve sıcaklık sağlayan birçok yıldız olacak.

Gelecekte galaksiler nasıl değişecek?

Sahilde kumdan bir kale yaptığınızı düşünün. Her bir kova kum kaleyi daha da büyütür. Galaksiler, küçük galaksileri yutarak benzer şekilde zaman içinde büyür. Bu galaktik birleşmeler gelecekte de devam edecek.

Galaksi kümelerinde yüzlerce galaksi ortak merkezlerine doğru düşer ve bu durum çoğu zaman karmaşık çarpışmalarla sonuçlanır. Bu birleşmelerde, düzenli diskler olan sarmal galaksiler, kaotik biçimlerde birleşerek düzensiz yıldız bulutlarına dönüşür. İyi yapılmış bir kum kalesini tekmeyle nasıl kolayca darmadağın edebileceğinizi düşünün.

Bu nedenle, zaman içinde evren daha az sarmal galaksiye ve daha çok eliptik galaksiye sahip olacak, çünkü sarmal galaksiler birleşerek eliptik galaksiler oluşturur.

Samanyolu galaksisi ve komşusu Andromeda galaksisi birkaç milyar yıl içinde bu şekilde birleşebilir. Merak etmeyin: Her iki galaksideki yıldızlar da birbirlerinin yanından tamamen zarar görmeden geçecek ve gelecekteki gökyüzü gözlemcileri iki galaksinin birleşmesine dair muhteşem bir manzara görecek.

 

Peki evrenin kendisi gelecekte nasıl değişecek?

Büyük Patlama, gelecekte de muhtemelen devam edecek bir genişlemeyi başlattı. Evrenin içindeki tüm şeylerin – yıldızlar, galaksiler, gaz, karanlık madde – yerçekimi içe doğru çekerek bu genişlemeyi yavaşlatır ve bazı teoriler evrenin genişlemesinin bir noktada durulabileceğini veya tamamen durabileceğini öne sürer.

Ancak bazı kanıtlar, bilinmeyen bir gücün dışa doğru itici bir etki göstermeye başladığını ve genişlemenin hızlanmasına neden olduğunu gösteriyor. Bilim insanları bu dışa doğru güce karanlık enerji diyor, ancak hakkında çok az şey biliniyor

Pişen bir kurabiyedeki kuru üzümler gibi, galaksiler birbirlerinden giderek daha hızlı uzaklaşacak. Bu gelecekte de devam ederse, diğer galaksiler Samanyolu’ndan gözlemlemek için çok uzakta olabilir.

Mevcut en iyi geleceğe dair tahmini özetlemek gerekirse: Yıldız oluşumu duracak, böylece galaksiler yaşlı, kırmızı ve sönük yıldızlarla dolacak ve yavaş yavaş karanlığa soğuyacak. Her galaksi grubu veya kümesi, tek bir devasa eliptik galakside birleşecek. Evrenin hızlanan genişlemesi, yerel grubun dışındaki galaksileri gözlemlemeyi imkânsız hale getirecek.

Bu senaryo sonunda trilyonlarca yıl sürecek karanlık bir sonsuzluğa doğru ilerler. Bu hikâyeyi değiştirecek yeni veriler ortaya çıkabilir ve evrenin tarihindeki bir sonraki aşama tamamen farklı ve beklenmedik şekilde güzel olabilir.

Nasıl baktığınıza bağlı olarak, evrenin aslında bir sonu olmayabilir. Mevcut evrenden çok farklı bir hâl olsa bile, evrenin tamamen yok olduğu uzak bir geleceği hayal etmek zordur.

Bu senaryo seni nasıl hissettiriyor? Beni bazen hüzünlü hissettiriyor, bir çeşit özlem gibi, ama sonra evrenin hikâyesinde çok heyecan verici bir dönemde yaşadığımızı hatırlıyorum: tam başlangıçta, gözlemlenecek heyecan verici yıldızlar ve galaksilerle dolu bir çağda!

Kozmos, insan toplumunu ve merakını milyarlarca yıl boyunca destekleyebilir, bu yüzden keşfetmeye ve cevap aramaya devam etmek için çok zaman var.

Stephen DiKerby, Fizik ve Astronomi Doktora Sonrası Araştırmacı, Michigan State University

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.