Neden gece karanlıktır?

Evrenin Büyük Patlama’yla oluştuğu gerçeği bir başka gizemi de açıklıyor: gökyüzünün gece neden karanlık olduğunu. Bu bilmeceyi çözen ilk kişi, 1610 yılında Alman astronom Johannes Kepler oldu.

Gözünüzün önüne, düzenli olarak serpiştirilmiş çam ağaçlarıyla sonsuza dek giden bir orman getirin. Düz bir çizgide koşarak ormanın içine dalacak olursanız, önünde sonunda bir ağaca çarpmanız kaçınılmazdır. Benzer şekilde, evren de düzenli bir şekilde serpiştirilmiş yıldızlarla kaplı durumdaysa ve sonsuza dek gidiyorsa, dünyanın neresinden bakacak olursanız olun, bakışlarınızın bir yıldıza takılacağı ortadadır. Bu yıldızlardan bazıları çok uzakta ve solgun olacaktır. Öte yandan uzakta olan yıldızlar, yakınlarda olanlara nazaran daha fazla sayıdadır. Aslında -önemli nokta da burası- uzakta olan yıldızların sayısı, solgunluklarını dengeleyecek şekilde artacaktır. Diğer bir ifadeyle, dünyadan belli bir mesafede olan yıldızlar, iki, üç ya da dört kat uzakta olan yıldızlarla aynı miktarda ışık verecektir. Dünyaya ulaşan tüm ışık toplandığında ise sonuç sonsuz miktarda ışık olur!

Bu açık bir şekilde anlamsız. Yıldızlar nokta benzeri şekiller değil, küçük disklerdir. Bu nedenle yakınlardaki yıldızlar, daha uzaklardaki yıldızlardan gelen ışığın bir kısmını keser. Tıpkı yakınlardaki çam ağaçlarının daha uzaklardaki ağaçların önünü kapatacağı gibi. Ancak bu etkiyi hesaba kattığımızda bile tüm gökyüzünün, aralarında hiç boşluk olmayacak şekilde yıldızlarla kaplanacağına dair kaçınılmaz sonuç ortadadır. Bu bağlamda, gece gökyüzünün karanlık değil, aksine tipik bir yıldızın yüzeyi gibi parıldıyor olması gerekir. Tipik yıldızla kastettiğimiz kırmızı cücedir; yani can çekişen bir kor gibi ışıldayan yıldızlar. Dolayısıyla gece yarısında gökyüzü kan kırmızısı olmalıdır. Ancak neden böyle olmadığı, 19. yüzyılın başlangıcında Alman astronom Heinrich Olbers tarafından ortaya konmuş ve bu durum Olbers paradoksu olarak adlandırılmıştır.

Olbers paradoksundan çıkışımız, evrenin ezelden beri var olmadığı, Büyük Patlama’yla oluştuğunu fark etmemizle oldu. Evrenin oluşumunun ilk anından itibaren, uzaklardaki yıldızların ışıklarının bize ulaşması için yalnızca aradan 13,7 milyar yıl geçmiştir. Bu nedenle, şu anda gördüğümüz tüm yıldız ve galaksiler, ışıkları bize bu süre zarfında ulaşabilmiş olanlardır. Öte taraftan evrendeki yıldız ve galaksilerin birçoğunun bize olan mesafeleri, 13,7 milyar yıl gibi bir sürede ışıklarının bize ulaşamayacağı kadar büyüktür. Bu cisimlerin ışıkları halen yoldadır.

Gökyüzünün gece karanlık olmasının nedeni, evrendeki birçok cismin ışığının bize henüz ulaşmamış olmasından başka bir şey değildir. İnsanlık tarihinin ilk anlarından itibaren, evrenin bir başlangıç noktasının olduğu gerçeği, gecenin karanlık gökyüzünden gözlerimizin içine bakıp durmuş. Şapşallığımızdan bu kadar geç fark edebiliyoruz.

Bir milyar yıl kadar daha varlığımızı sürdürebilecek olursak, ışığı bize 14,7 milyar yılda ulaşan yıldız ve galaksileri de göreceğiz. Buradaki soru şu: eğer trilyonlarca yıl daha varlığımızı sürdürürsek ve çok daha uzaklardaki birçok yıldız ve galaksinin ışıkları bize ulaşırsa, gece gökyüzünün kırmızı olup olmayacağı. Cevap ise hayır. Kepler ve Olbers’in akıl yürütmesi yanlış bir varsayım olan yıldızların varlıklarını sonsuza dek sürdüreceği üzerine şekillenmişti. Ancak en uzun ömürlü yıldızlar bile 100 milyar yıl gibi bir sürede tüm yakıtlarını tüketerek yok olurlar. Bu da, dünyanın gökyüzünü tamamen kırmızıya boyamaya yetecek miktarda ışığın bize ulaşacağı zamandan çok daha önce gerçekleşecek bir şeydir.

Belirsizlik ve Yıldızlar

Yıldız, kendi kütle çekimsel kuvvetiyle bir arada duran büyük bir gaz topudur. Bu çekim gücü sürekli olarak yıldızı büzmeye çalışır ve kendisine engel olacak bir başka kuvvetle karşılaşmadığı takdirde, yıldızın çok kısa bir sürede kendi içine çökmesini, yani bir kara deliğe dönüşmesini sağlayabilir. Güneş için konuşacak olursak, bunun gerçekleşmesi için yarım saatten kısa bir süre yeterli olacaktır. Öte taraftan güneşin, küçücük bir noktaya dönüşecek şekilde büzülmediği bilindiğinden dolayı, kütle çekimine karşı gelen bir başka kuvvet olmalıdır. Vardır da. Bu kuvvet, çekirdekteki sıcak maddeden gelir. Diğer tüm normal yıldızlar gibi, güneş de çok hassas bir denge durumundadır. Kütle çekiminin içeri doğru yüklenen kuvveti, sıcak maddenin dışa doğru yüklenen kuvvetiyle tam bir denklik içindedir.

Fakat bu denge geçicidir. Dışa doğru yüklenecek kuvvet ancak yanarak yıldızın sıcaklığını korumasını sağlayacak yakıt olduğu sürece sağlanabilir. Ve önünde sonunda bu yakıt bitecektir. Güneş için bu durum beş milyar yıl sonra gerçekleşecek. Bu olduğunda, kütleçekimi güneşin tek hakimi olacak ve artık kendisine karşı koyacak bir kuvvet kalmadığından ötürü, yıldızın sürekli olarak büzülmesini sağlayacak.

Devamını oku “Belirsizlik ve Yıldızlar”

Nötron Yıldızları

notron_yildiziAntik çağlardaki yıldızların ölümsüz ve değişmez olduğu fikrinin tersine, modern astronomi yıldızların ve diğer gök cisimlerinin de bir tarihi, bir doğumu, yaşamı ve ölümü olduğunu göstermiştir –gençliklerinde devasa boyutlarda, düşük yoğunluklarda ve kırmızı renkte; yaşamlarının ortalarında mavi, sıcak ve parlak; yaşlılıklarında da büzüşmüş, yoğun ve bir kez daha kırmızı renkte. Güçlü teleskoplarla yapılan astronomik gözlemlerden, geniş bir bilgi birikimi elde edilmiştir. Yalnızca Harvard’da, çeyrek milyon yıldız, İkinci Dünya Savaşı öncesinde Annie J. Cannon’un çalışmaları sonucunda kırk sınıfa ayrılmıştı. Bugün radyo teleskopların ve uzay araştırmalarının bir sonucu olarak çok daha fazlası biliniyor.

İngiliz gökbilimci Fred Hoyle yıldızların yaşam ve ölümlerinin ayrıntılı bir incelemesini yapmıştır. Yıldızlar çekirdeklerindeki hidrojen atomlarının kaynaşarak helyum atomlarına dönüşmesiyle (füzyon) ayakta kalırlar. Henüz yaşamının başlarında olan bir yıldız, boyut ve sıcaklıkça çok az değişir. Güneşimizin mevcut durumu budur. Ancak, sıcak merkezde tüketilmekte olan hidrojen er ya da geç helyuma dönüşür. Helyum çekirdekte birikir, ta ki belli bir boyuta ulaşana, yani nicelik niteliğe dönüşene dek. Boyut ve sıcaklıkta ani bir değişime yol açan dramatik bir değişiklik gerçekleşir. Yıldız devasa boyutlarda genişlerken yüzeyi ısı kaybeder. Artık bir kırmızı dev haline gelmiştir. Bu teoriye göre, helyum çekirdek büzüşür ve bu da sıcaklığın helyum çekirdeklerinin kaynaşarak karbon oluşturabileceği bir noktaya kadar yükselmesine ve bu kaynaşmanın sonucu olarak da yeni bir enerjinin açığa çıkmasına yol açar. Isındıkça daha da büzüşür. Bu aşamada, yıldızın yaşamı hızla sona doğru yaklaşır, çünkü helyum füzyonu tarafından üretilen enerji, hidrojen füzyonu tarafından üretilen enerjiden çok daha azdır. Belli bir noktada, yıldızın kendi kütleçekim alanının çekimine karşı yıldızın genişlemesini sürdürmek için gerekli olan enerji elde edilememeye başlanır. Yıldız hızla büzüşür, kendi içine çöker, büzüşmenin ısısıyla dışa doğru savrulan dış katmanların kalıntıları olan bir gaz halesiyle çevrili bir beyaz cüce haline gelir.
Devamını oku “Nötron Yıldızları”

Türk Mitolojisine Göre Güneş, Ay ve Yıldızlar

gunes_tutulmasi

“Ne Ay, ne Güneş varmış, insanlar uçarlarmış.
“Uçanlar işi verir, ışıklar saçarlarmış…”
Türk – Altay Efsanesinden

1. GÜNEŞ

Türk mitolojisinde güneş, önceleri daha büyük bir öneme sahipti. M.S. 763 de Uygurlar “Mani” mezhebini kabul edince, yavaş yavaş “Ay”da büyük bir önem kazanmağa başlamıştı. Bununla beraber Büyük Hun Devleti zamanında hem güneşe, hem de aya, ayrı ayrı saygı gösterildikten sonra, kurbanlar kesildiğini de biliyoruz. “Türklerde güneş doğunun, ay da batının sembolü idiler”. Tabiî olarak zaman zaman, bütün bu düşünce düzenleri değişe durmuşlardı. Meselâ, Teleut Türklerine ait bir efsane de, “Ay kuzeyin ve güneş de, güneyin sembolü idiler”. Bu yönleme, göğün en üst katında duran “Gök kartalı”nın duruşuna göre yapılmıştı. Söylendiğine göre, “Bu kartalın sol kanadı ayı, sağ kanadı da güneşi örtüyordu”. Bu duruma göre kartalın başının doğuya bakması gerekiyordu. Bu duruş da, Türk mitolojisine uygun bir yönleme idi. Yine aynı efsaneye göre ay, karanlıklar ve geceler diyarı olan kuzeyin; güneş de aydınlığın hüküm sürdüğü ve gündüzler diyarı olan güneyin sembolü idiler.

Fakat eski Türklerde, “Güneş doğunun sembolü idi”. Onlara göre güneşin doğduğu yön, çok önemli idi. Esasen yönlerin söylenişinde kullanılan deyimler de hep güneşle ilgili idiler. Meselâ “Gün batısı” “Gün doğuşu” gibi. Göktürkler, yönlerini tayin ederlerken, yüzlerini doğuya, yani güneşin doğduğu yöne dönerlerdi. Bunun için de doğuya “İlgerü”, yani “İleri” demişlerdi. Oğuz Destanı’nda da, sabaha, tan ağırmasına ve gün çıkmasına büyük bir önem verilmişti. “Bütün hayat, o gün ve güneşle başlıyordu. Güneş battıktan sonra ise, her şey duruyordu”. Böyle bir anlayış, atlı Türkler ve savaş düzeninde yaşayan kavimler için, normal görülmelidir. Altay bölgesinde yaşayan Türk Samanlarının kapıları da, daima doğuya açılıyordu. Halbuki normal olarak Türk halkları, güneş görebilmeleri için, kapılarını güneye açarlardı. Görülüyor ki, dinî ve manevî bir görevi olan Saman, bu umumî kaideyi bozuyor ve eski din düzenine uyuyordu. Gerek Yakut Türklerinde ve gerekse Altay yaratılış destanlarında, “Cennet ile hayat ağacı da doğu bölgelerinde bulunuyorlardı”.

Devamını oku “Türk Mitolojisine Göre Güneş, Ay ve Yıldızlar”

Kara Delikleri “Gözlemek”

Kara delik sözünü ilk duyduğumda açıkçası çok korkutucu gelmişti. Aklıma ilk gelen, uzayda çevresindeki her şeyi yutarak gitgide büyüyen dev bir nesneydi. Bu kara delik o kadar büyüyecekti ki kaçınılmaz olarak bir gün Dünya’yı da yutacaktı. Şimdi biliyorum ki bu korkum çok yersiz. Her ne kadar evrende çevresindeki yıldızları yutan kara delikler mevcutsa da, bunların sayısı ve etki alanı çok sınırlı.

En basit tanımıyla kara delikler yüzeyinden ışığın bile kaçamadığı yerçekimi kuvvetine sahip nesneler. Genelde tüm özelliklerini anlatmak için Einstein’ın genel görelilik kuramına ihtiyacımız olsa da, basit özelliklerini anlamak için liseden bildiğimiz Newton kanunları yeterli. Kara deliklerde madde o kadar küçük bir alana hapsediliyor ki, yüzeyinden kaçmak için gereken hız, ışık hızını (saniyede 300,000 km) geçiyor. Sonuç olarak ışık dahi kara delikten kaçamıyor, bükülerek yüzeye geri dönüyor. Öyleyse bir kara delik oluşturmak için gereken, başlangıçtaki kütleyi sıkıştırarak hacmini yeterince küçültmek. Aşağıdaki Tablo bize astronomideki tipik kütlelerin kara delik haline gelmesi için sıkıştırılması gereken büyüklükleri veriyor.

 

Cisim Kütle Yarıçap Kara delik yarıçapı**
Dünya 6 x 1024 kg * 6,400 km 9 mm
Güneş 2 x 1030 kg 700,000 km 3 km
Nötron yıldızı 3-4 x 1030 kg 10 – 15 km 4.5 – 6 km
Samanyolu merkezi 3 milyon güneş kütlesi 9 milyon km
M 87 Galaksi merkezi 3 milyar güneş kütlesi 9 milyar km

* Bilimsel notasyon kullanılmıştır, 1024 = 1,000,000,000,000,000,000,000,000 (birden sonra 24 tane 0)
**Kara deliğe dönüştürmek için verilen kütlenin sıkıştırılması gereken yarıçap (Schwarzchild yarıçapı)

Burada bir önemli nokta kara deliklerin çekim alanı ile ilgili. Kara delikten yeterince uzakta (mesela bir kaç yüz Schwarzchild yarıçapı) maddenin tüm dinamiğini Newton yasaları kullanarak tarif etmek mümkün. Daha açık bir örnek vermek istersek, diyelim ki Güneş bir anda kara deliğe döndü. Dünya, diğer gezegenler, göktaşları, kuyruklu yıldızlar hiç istiflerini bozmadan yörüngelerinde dönmeye devam edecekler. Güneş de kara delik oldu diye gezegenleri yutacak değil. Kısacası kara delikten yeterince uzaktaki cisimler için önemli olan merkezdeki toplam kütle: toplam kütleyi oluşturan cismin bir kara delik ya da başka bir astronomik cisim olması fark etmez. Ama kara delik yakınlarına gelirsek iş değişir. Newton kanunları yetersiz kalmaya başlar, Einstein’ın genel görelilik kuramı ve bükülmüş uzay-zamanda hesaplar yapılmaya başlanır.
Devamını oku “Kara Delikleri “Gözlemek””