Genişleyen bir evren, mesafe ölçümünü daha karmaşık hale getiriyor çünkü uzay, ışık içinden geçerken sabit kalmıyor. Galaksiler ışık yaymaya devam ediyor, ancak bu ışık bize ulaşmadan önce kozmosta milyarlarca yıl geçirebilir. Bu yolculuk sırasında evren genişlemeye devam ediyor ve galaksiler arasındaki ortalama mesafeyi artırıyor (evet, galaksilerin çarpışabileceğini biliyoruz, ancak ortalama olarak, büyük ölçeklerde birbirlerinden uzaklaşıyorlar).

Bu, bir teleskop uzak bir galaksiden gelen ışığı yakaladığında, görüntünün o galaksinin bugün nerede olduğunu göstermediği anlamına gelir. Işık yolculuğuna başladığında galaksinin nasıl göründüğünü gösterir. Şu anki mesafesini tahmin etmek için gökbilimciler, evrenin zaman içinde nasıl genişlediğini hesaba katan kozmolojik bir model kullanmalıdır.

Bugün kullanılan önde gelen modele LCDM denir. Karanlık madde (farklı bölüm) ve karanlık enerjiyi (farklı bölüm) içerir. LCDM'nin güçlü ve zayıf yönleri ayrıca tartışılmaya değerdir (farklı bölüm), ancak alternatif modeller burada açıklanan genel resmi önemli ölçüde değiştirmez.

Evren yaklaşık 13,77 milyar yaşında, ancak gözlemleyebildiğimiz en uzak bölgeler şu anda kabaca 45 milyar ışık yılı uzaklıkta. Işıkları bize doğru yol alırken uzay genişledi.

Bu sınıra, o an ne kadar havalı hissettiğinize bağlı olarak parçacık ufku, kozmolojik ufuk veya eşhareketli ufuk denir. Gözlemlenebilir balonumuzun dış kenarını tanımlar ve bugün görebildiğimiz en büyük mesafeyi işaret eder.

İlk bakışta sayılar çelişkili görünüyor. Evren sadece 13,77 milyar yaşındayken gözlemlenebilir evren nasıl 45 milyar ışık yılına uzanabiliyor? Cevap, evrenin ışıktan hızlı genişleyebilmesidir.

Işıktan Hızlı Genişlemeye Neden İzin Verilir

Bu, fizik yasalarını ihlal etmez. Işık hızı, nesnelerin yerel bir bölgede uzayda ne kadar hızlı hareket edebileceğini sınırlar. Bir gözlemci, yakındaki bir roketin ışıktan hızlı geçtiğini asla görmez.

Kozmik genişleme farklıdır. Uzak galaksiler mutlaka uzayda olağan anlamda hızla ilerlemiyor. Bunun yerine, bizimle bu galaksiler arasındaki uzay büyüyor. Özel görelilik, evrendeki büyük mesafelerin ne kadar hızlı artabileceği konusunda aynı kısıtlamayı getirmez.

Gökbilimciler, bir galaksinin ne kadar hızlı uzaklaştığını kırmızıya kaymasını ölçerek tahmin edebilir. Bir galaksi uzaklaştıkça, ışığı elektromanyetik spektrumda daha kırmızı dalga boylarına doğru gerilir. Edwin Hubble, evrenin genişlediğine dair kanıtları ortaya çıkarmak için bu etkiyi kullandı.

Genişleyen bir evrende, daha uzak galaksiler genellikle daha hızlı uzaklaşır çünkü onlarla aramızda daha fazla uzay vardır. Daha fazla uzay, genişleyebilecek daha fazla mesafe anlamına gelir.

Galaksilerin ışıktan daha hızlı uzaklaşmaya başladığı noktaya Hubble mesafesi denir. Yaklaşık 13,77 milyar ışık yılı uzaklıkta yer alır.

Daha Hızlı Hareket Eden Galaksileri Neden Hâlâ Görebiliyoruz

Hubble mesafesinin ötesindeki galaksileri gözlemleyebiliyoruz çünkü bugün bize ulaşan ışık, o galaksiler çok daha yakınken, uzun zaman önce yayıldı. Ayrıca, daha da uzaktaki bazı galaksilerden, ışık bize doğru yolculuğa galaksiler daha yakınken başladıysa, zamanla ışık alabiliriz.

Ancak, kozmolojik olay ufku (kara delik olay ufkundan birazcık farklıdır) adı verilen nihai bir sınır vardır. Şu anda yaklaşık 17 milyar ışık yılı uzaklıktadır.

ŞU ANDA bu sınırın ötesinden yayılan herhangi bir ışık, ne kadar beklersek bekleyelim, BİZE ASLA ulaşmayacaktır. Uzayın genişlemesi, artan mesafeyi geçmesini engelleyecektir.

Karanlık enerjinin neden olduğu hızlanan genişleme bu ayrımı daha da aşırı hale getiriyor. Kozmolojik olay ufku gelecekte genişlemeye devam edecek, ancak sonunda yaklaşık 60 milyar ışık yılı gibi maksimum bir mesafeye yaklaşacak.

O zaman bile, gözlemciler bu mesafe içindeki her şeyi göremeyecek. En uzaktaki galaksilerden gelen ışık...