İsimleri belki yabancı veya daha önce duyup ilginizi çekmeyen hatta manasız gelen kavramlar olabilir ama aslında anlaşılması oldukça basit ve evreni anlamamızda da bize çok yardımcı olan durumlardır doppler etkisi ve kırmızıya kayma. Matematiğe girmeden temelde ne anlama geldiklerini açıklamaya çalışalım bu kavramların.
Kırmızıya Kayma Nedir?
Kırmızıya kayma kısa ve öz tanımıyla bir nesnenin yaydığı ışınımın dalga boyunun artması olayıdır (ışığın dalga boyunun artması demek elektromanyetik tayfının kırmızı ışığın dalga boyuna kayması anlamına gelir ve kırmızıya kayma ismini buradan alır).
Bunun evreni anlamamızda ki katkısı ne?
1929 yılında Edwin Hubble uzaktaki galaksilerin ışık tayfının kırmızıya kaydığını keşfederek galaksilerin bizden uzaklaştığını fark etti. Big Bang Teorisi bu sayede büyük ölçüde doğrulanmış oldu aynı zamanda karanlık enerjinin varlığına dair ilk kanıtları sundu elimize (karanlık enerjinin varlığı bu keşifle de aranmaya başlandı diyebiliriz). Aynı zamanda dalga boyunun kısalması da maviye kayma olarak bilinir ve ışık spektrumu mavi renge doğru kayar. Şimdi ise doppler etkisi açıklamaya çalışalım aslında bakarsanız bahsettiğimiz olayların bağlantı olması doppler etkisi dediğimiz olayın genel olarak bütün dalgalar için aynı özelliği göstermesindendir.
Doppler Etkisi
Doppler etkisi ismini matematikçi Christian Andreas Doppler’den alır. Bu etki kısaca bir dalga kaynağının frekans ve dalga boyunun hareketli bir gözlemci tarafından konum değiştirirken farklı şekilde algılaması olayıdır. Tanım karışık gelebilir bu yüzden biz örneklerle bunu iyice açıklayalım. Bir ses dalgası oluşturan kaynak düşünelim. Biz bu kaynağa yaklaştıkça ve uzaklaştıkça kulağımıza gelen ses dalgalarının frekanslarında farklılık hissederiz. Tanım aslında bunu anlatıyor ama burada değişen frekans değildir. Konum değişikliği (kaynağa uzaklaşmak veya yaklaşmak) dalga boyunu etkiler ve dalga boyunun değişkenliği frekans ile arasındaki bağlantıdan (yani dalga boyuyla frekansın ters orantılı olması) dolayı bize değişen şeyin frekans olduğu hissine kapılmamıza sebep olur.
En sık kullanılan örnek ise sireni çalışan bir ambulansa yaklaşırken ve uzaklaşırken duyduğumuz seslerin hep farklılık göstermesi durumu doppler etkisi en iyi açıklayanlardan biridir. Son olarak konuyu iyice kavramak adına bir örnek daha inceleyelim. Elinizde paintball tabancası olsun ve tabancalardaki mermileri saniyede 100 metreyle 100 metre uzağınızda bulunan bir hedefe her saniye bir mermi olacak şekilde ateş ettiğinizi düşünelim ve bu hedefe gelen mermileri inceleyen birisi olsun. Durduğunuz yerde ateşe başlarsanız mermileriniz bir saniyede hedefe ulaşacaktır hedefin yanındaki gözlemcimiz de aynı şekilde her saniye hedefe bir mermi geldiğini görecektir. Şimdi siz hedefe koşarak yaklaşıyorsunuz ve saniyede bir mermi atmaya devam ediyorsunuz.
Siz hedefe yaklaştıkça mermilerin hedefe ulaşma süreleri gitgide kısalacak ve ne kadar yaklaşırsanız mermiler o kadar kısa sürede hedefe ulaşmaya devam edecek. Bu arada hedefi izleyen gözlemci mermilerin hedefe ulaşma sürelerindeki değişikliğin sebebini sizin mermileri hedefe farklı zaman dilimlerinde atmanızdan dolayı olduğunu iddia edecektir çünkü tahtaya giden mermiler zaman geçtikçe hızlanacaktır.
Fakat aslında siz mermileri farklı zamanlarda değil saniyede bir kere atıyorsunuz (yani frekansı değiştirmiyorsunuz) ama merminin ulaşma süresinin değişmesi gözlemcinin böyle düşünmesine sebep oluyor. Aynı durum siz hedeften uzaklaşarak ateş ettiğinizde de tam tersi olarak gerçekleşiyor. Aslında bakarsanız yazının başında bahsettiğimiz kırmızıya kayma olayını da ışığın dalga özelliğinden dolayı yine aynı mantıkla düşündüğümüzde galaksilerden gelen ışığının dalga boyunun artması (ışık spektrumunun kırmızıya kayması) ışık kaynağının (galaksinin) bizden giderek uzaklaştığını gösterir.