Evrenin Yapısı Kozmik Cisimler ve Uzaklıkları. Evrenin yapısı özellikle fizikçilerin, gezegen bilimcilerin ve astronotların ilgilendiği oldukça önemli bir konudur. Ayrıca bu konu çok merak edilmiş ve çok da araştırmalara sebep olmuştur. Evren hareket eden cisimlere doludur. Örneğin Dünyayı ele alalım, Güneş’in etrafında dönmekle birlikte Güneş sisteminin bir parçası olarak da uzayda hareket etmektedir. Güneş Sistemin’de Samanyolu Galaksisinin etrafında hareket halindedir. Bu Galaksi, Yerel Grup adı verilen bir topluluğun parçası olarak diğer galaksiler birlikte uzayda hareket etmektedir. Bazı yerlerde galaksiler kümeler ve topluluklar halinde birbirleri etrafında dönerler. Fakat bütün bu galaksiler aynı zamanda evrenin 13,8 milyar yıl önce başlamış genişlemesinin bir parçası olarak uzayda hareket ederler. Buradan da hareketle evrenin çok büyük olduğu söylenebilir.
Yaşamına çok küçük bir nokta olarak başladığı varsayılan evrenin şu anda 93 milyar ışık yılı çapında olduğu tahmin edilmektedir. Evren içerisindeki bütün maddeler hem baryonik hem de karanlık maddeden oluşmuştur. Bu maddeler, milyarlarca ışık yılı genişliğindeki uzay boyunca uzanan dantel gibi ağ içinde dağılmıştır. Ağ iplikleri arasında karanlık madde ile dolu kozmik boşluklar vardır. Neticede her şey evrenin genişlemesine hızlandırdığı için karanlık enerjiden etkilenir. Evrenin Yapısı işte bu kadar karışık olduğu için henüz çözülememiştir.
Kozmik Uzaklık Merdivenini Tırmanma
Kozmosta uzaklıklar çok önemlidir. İnsanlar; gezegenleri, yakındaki yıldızları, bulutsular gibi daha yakın cisimleri galaksilerden daha kolay keşfettikleri açıktır. Ne kadar uzağa bakarsak zamanda o kadar geriyi görürüz. Bu sebeple uzaydan uzağa bakmak kozmosun tarihi ve evrimini inceleme uğraşı haline gelmiştir.
Dünya ve Güneş arasındaki mesafe 150 milyon kilometredir. Bu mesafe astronomik ölçekte bir birim (1 AB) olarak tanımlanmıştır. Bu astronomik bilim sayesinde keşiflerimiz kozmik düzende oldukça küçük kalan Güneş Sistemimiz ile sınırlıdır. Daha uzaktaki cisimlerin uzaklığı ışık yılı cinsinden belirtilir. Bir ışık yılı; ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir. Işığın hızı ise saniyede 300 bin kilometredir. Işık hızı özellikle Evrenin Yapısı hakkında bize önemli bilgiler vermektedir. (Yıldızların Ölümü)
En yakın yıldızlar Güneş’ten 4,2 ışık yılı uzaklıktadır. En yakın yıldız doğum bölgeleri ise 1500 ışık yılı uzaklıktadır. Astronomlar aynı zamanda 3,26 ışık yılına denk düşen parsek terimini de kullanır. Buradan hareketle de daha geniş uzaklıklara daha anlamlı birimler vermek için birtakım metotlar geliştirmişler. Bu yüzden 1000 parsek, 1 kilo parsektir. Bu birimlerdeki ölçümler bizi Samanyolu’ndaki cisimlere götürür. Örneğin galaksimizin merkezi 26 bin ışık yılı uzaklıktadır. Bu da aynı zamanda 8000 parsek ya da 8 kilo parsek olarak ifade edilebilir.
Standart Mumlar
Bir şeyin ne kadar uzakta olduğunu nasıl bilebiliriz? Kozmosta epey uzakta olan bir şeyin mesafesini ölçmek için oldukça kullanışlı bir yol vardır. Evrendeki bilinen ve tahmin edilen parlaklıkta ışık yayan cisimler, standart mumlar olarak adlandırılır. Standart mumlar olarak belirlenen cisimler, Evrenin Yapısı hakkında gözlem ve araştırma yapmak için çok büyük öneme sahiptir. Gözlemciler bunların mesafeleri hesaplayabilmek için ters kare kanunu kullanırlar. Bu kanun; bir cismin parlaklığının o cismin uzaklığının karesi ile ters orantılı olduğunu söyler. Parlaklık astronomik cismin yaydığı enerjinin toplam miktarının ölçüsüdür. Ters kare kanuna göre bir cisim ne kadar sönük görünüyorsa sizden o kadar uzaktadır. Eğer cismin parlaklığını biliyorsanız uzaklığını hesaplayabilirsiniz. En yaygın kullanılan standart mumlar Sefe Değişken Yıldızlarıdır. Bu yıldızlar zaman içinde sabit tahmin edilebilir bir ritim ile titreşen yıldızlardır.
Tür 1A Süpernovalar denen yıldız patlamalarının belirli türleri ve kuasarlar da bu yıldız kategorisine girmektedir. Kuasarlar ise uzaydaki parlak bir uzak patlamalar olarak ele alınmaktadır. Kırmızı devler ve gezegenimsi bulutsularda standart mumlar olarak kullanılmaktadır. Bu standart mumların Samanyolunda ve evrenin başka her yerinde var olması, bu yıldızların bulundukları galaksilerle aramızdaki mesafeyi ölçmemizi imkân tanır.
Galaksimizin Ötesinde Evrenin Yapısı
Samanyolunun dışında astronomlar milyonlarca ya da milyarlarca parsekle ölçülebilen ve sırayla mega parsec ve giga parsec olarak adlandırılan muazzam mesafelerle uğraşırlar. Bunlar galaksiler gibi oluşumlar arasındaki kozmolojik mesafeler olarak bilinirler. Bu kozmik mesafe ölçüleri Evrenin Yapısı hakkında araştırmacılara önemli bilgiler vermektedir. Astronomlar yukarıda bahsedilen standart mumları kullanarak bu mesafeleri ölçebilirler. TullyFisher Bağlantısı denen bir başka metot da kullanılmaktadır. Bu metot; sarmal bir galaksinin yapısal aydınlatma gücü ile galaksinin merkezini ve etrafındaki yıldızların yörüngesel hareketini karşılaştırır. Astronomlar bu dönüş hızını anlamak için galaksilerin ışıklarını spektroskop aracılığıyla incelerler. Spektrumlar galaksi döndükçe yıldızların ne kadar hızlı hareket ettiklerini gösterir. Bazen yüzey parlaklığındaki yani galaksi ya da bulutlu gibi büyük cisimlerin parlaklığındaki değişiklikler de mesafe belirlemek için kullanılabilir. Yüzey parlaklığı metodu 100 megaparsekten daha uzaklıktaki cisimlerde işe yarar.
Evren Nasıl Böyle Oldu?
Yeni oluşan evrendeki o ufacık yoğunluk farklılıklarından evrendeki büyük ölçekli yapılar bir araya toplandılar. Bu toplanma işlemi; galaksiler ve galaksi kümelerinin gelişip ortak kütle çekimsel etkilerinin gücü altına girmeleriyle gerçekleşti. Bu kümeler ve süper kümeler, engin ve bom boş görülen boşlukların etrafında kaplanmış gibi görünen duvarlar, levhalar ve iplikler halinde sıralandılar. Bu olayların hepsi bizlere geçmişte ve bugün Evrenin Yapısı hakkında önemli ip uçları vermektedir. Günümüzde insanlar karanlık madde ve karanlık enerjinin bu kozmik varoluş alanıyla ilgilenmekteler. Bu alanı oluşturan; yıldızlar, galaksiler, galaksi kümeleri ve süper kümeleri evrenin oluşumunda ve evriminde oynadıkları rol açısından çok önemlidirler.
Galaksi Kümeleri ve Süper Kümeler
Galaksiler evrende yalnız gezinmezler. Samanyolu’da dahil olmak üzere hepsi kümelerin yani kütle çekim ile bir arada duran büyük galaksi topluluklarının bir parçasıdır. Bu kümelerden bazılarında onlarca ya da binlerce galaksi varken bazılarında da 10 binlercesi olabilir. Buna en iyi örnek Kahraman -Balıklar Süper Kümesidir. 250 milyon ışık yılı uzaklıkta olan bu süper küme birçok galaksi grubu ve kümesinden oluşmuştur.
Küçükten Büyüğe Evrenin Yapısı
Evrendeki madde, hiyerarşik bir düzen de kümelenir. Küçükten büyüğe doğru giden kozmik cisimlerin listesi yapılabilir. Bu listenin ilk başına gezegenler yerleştirilebilir. Çünkü gezegenler, evrenin boyutları düşünüldüğünde diğer kozmik cisimlerden daha küçüktürler.
Listenin 2 numarasına Yıldızlar 3 numarasına ise galaksiler yerleştirilebilir. Listenin 4 numarasında ise galaksilerin bir araya gelerek oluşturdukları galaksi gruplar yer alır. 5 numarada ise onların da bir araya gelerek oluşturdukları galaksi kümeleri yer almaktadır. Sıralamanın 6. basamağında ise galaksi kümelerinin bir araya gelerek oluşturdukları süper kümeler yer almaktadır. Bundan sonraki sıralamada yani 7. basamakta ise kümeler ve süper kümeler arasındaki boşluklar yer almaktadır. Listemizin son sırası olan 8. sırada ise boşlukların dış hatların oluşturan Galaksi iplikleri yer alır.
İşte milyarlarca yıl önce oluştuğunu varsaydığımız ve bugün oluşmaya devam eden evrenin yapısı bu şekildedir.