bilim

Uzayın Şekli Nedir? (MinutePhysics) | Video

 

MinutePhysics ve PHD Comics tarafından ortaklaşa hazırlanan bu videoda, evrenin farklı şekillerde olması için gereken koşullar, halihazırda bilinen şekli ve bunun nedenleri açıklanıyor.

 

İyi seyirler…

 

-oo-

 

Uzayı, içinde olayların olduğu bir boşluk gibi, mesela doldurulmaya hazır bir depo ya da evrenin olaylarının oynandığı bir tiyatro sahnesi gibi düşünürüz. Ama genel görelik kuramına göre uzay sadece boşluk değildir: fiziksel, dinamik bir şey; ve bu fikir bir çok deney tarafından teyit edilmiştir.

Uzay, madde ve enerji nedeniyle bükükülebildiği için içindeki nesnelerin izledikleri yolların eğrilmesine neden olabilir. Kütleçekimsel dalgalarla dalgalanabilir ve genişleyip, iki obje arasında daha da boşluk oluşturabilir.

Bu bahsedilen olayların hepsi tek bir fikirle açıklanabilir: Uzayın (ya da uzay-zamanın) eğriliği.

Uzayın düz bölümlerinde (yakında madde veya enerji yoksa) paralel yollarda hareket eden objeler paralel hareket etmeye devam eder. Uzayın pozitif eğilmiş bölümlerinde (gezegenlerin veya karadeliklerin yakınında), paralel yollar kesişir; ve negatif eğrilmiş bölümlerde de paralel yollar (hatta birbirine doğru giden yollar) birbirinden uzaklaşır.

Peki ya uzayın tamamı? Eğer uzay her yerde pozitif eğilmişse, uzayın alabileceği tek bir şekil vardır: kocaman bir hiper uzay patatesi. Eğer bir yolda yeterince uzun gitseydiniz, başladığınız yere geri dönerdiniz. Eğer uzay her yerde düzse, şekli basit bir şey olur: Sonsuzluğa kadar uzanırdı. Ya da, bazı video oyunlarında olduğu gibi, periyodik bir döngü olurdu. Ya da uzay her yerde negatif eğrilikte olsaydı, spor yapmak imkansız olurdu.

O zaman hangisi?

Evrenin büyük ölçekli eğimin ölçmek için temel olarak iki yol vardır. Birisi üçgenin içindeki açıları hesaplamak: Eğer uzay düzse, açıların toplamı 180 derece olacaktır. Ama eğer uzar eğimliyse, o açıların toplamı eğimin tipine göre 180 dereceden büyük ya da küçük olacaktır. Kozmolojistler evrenimizin üçgenlerini, evrenin ilk hallerine bakarak ve o fotoğraftaki değişik noktalar arasındaki mekansal ilişkiye bakarak hesaplamışlardır.

Uzayın eğimini ölçmenin ikinci yolu ise uzayın ilk başta eğilmesine yol açan şeyi, uzaydaki enerji ve maddenin yoğunluğu, ölçmektir, ki kozmolojistler bunu ölçtüler. İki durumda da, ölçümlere göre evrenimiz %0.4 hata payı ile düzdür.

Ama havalı kozmik hiper patateste yaşamadığımız için hayal kırıklığına uğramadan önce, size büyük bir problem anlatayım: Düz bir evrende yaşadığımız gerçeği kocaman bir tesadüf. Eğer uzayda birazcık daha fazla madde ve enerji olsaydı, uzay dışa doğru eğilirdi. Ve yine birazcık daha az madde ve enerji olsaydı, uzay içe doğru eğilirdi. Ama görünüşe göre, uzayın düz olması için tam da gerektiği kadar madde ve enerji var. Bu gereken miktar 1 metreküp boşlukta ortalama 5 hidrojen atomudur.

Uzaydaki geri kalan boşluklar buradaki atomlara eşit. Eğer metreküp başına 6, ya da 4 atom olsaydı tüm evren dışa ya da içe doğru eğilirdi. Ve şu ana kadar evrenin kütle enerji yoğunluğunun neden böyle olduğuna dair hiçbir fikrimiz yok. Konu evrenin eğimine geldiğinde, bizim bilgimiz henüz yeterli değil.

 

-oOo-