Uzay yıldızlarla dolu olmasına rağmen, kendisi karanlıktır. Peki neden? Bu görünüşte basit soru aslında o kadar karmaşıktır ki, özel bir isim bile almıştır – Olbers Paradoksu. Düşünün – astronomların tahminlerine göre, gözlemlenebilir evrende yaklaşık 200 milyar trilyon yıldız var. Bunların çoğu bizim Güneşimiz kadar parlak, hatta daha da parlak olanlar var. O halde neden uzay göz kamaştırıcı bir ışıkla dolu değil? Astronomlar haklı olarak cevabın mesafede olabileceğini düşünüyor – gözlemlediğimiz birçok yıldız Dünya’dan çok uzakta. Ve bir yıldız ne kadar uzaksa, o kadar az parlak görünür. Ancak bu, yüzyıllardır çeşitli çözümler önerilen bulmacanın sadece bir parçası. Şimdi ise, James Webb Uzay Teleskopu’nun yardımıyla, araştırmacılar bu ünlü paradoksa yeni bir çözüm öneriyorlar.
Olbers Paradoksu
Olbers Paradoksu, 19. yüzyılda onu popülerleştiren Alman astronom Heinrich Wilhelm Olbers’in adını taşır. Aslında bu paradoks daha önceki düşünürler tarafından da tartışılmıştı, bunlar arasında Thomas Digges, Johannes Kepler, Edmond Halley ve Jean-Philippe de Chéseaux vardı. Hepsi, **evrenin sonsuz** olduğu ve yıldızlarla dolu olduğu varsayımını göz önüne alarak, **gece gökyüzünün neden gündüz kadar parlak olmadığını** sorguluyorlardı.
Olbers Paradoksunu anlamak için basit bir benzetme yapalım. Penceresiz ve kapısız kapalı bir odada olduğunuzu ve elinizde bir elektrik ampulü tuttuğunuzu düşünün. Onu açtığınızda oda aydınlanacaktır. Şimdi diğer elinizde başka bir ampul olduğunu ve onu da yaktığınızı düşünün, bu durumda oda daha da aydınlanacaktır çünkü ışık kaynakları artmıştır.
Sonuç olarak, odaya gittikçe daha fazla ampul eklerseniz, sonunda oda o kadar aydınlık olur ki herhangi bir şeyi görmek zorlaşır. Bu, tüm ampullerden gelen ışığın odanın her köşesini doldurması ve dolayısıyla karanlık için yer kalmaması nedeniyle olur.
Şimdi bu benzetmeyi gece gökyüzüne uygulayalım. Eğer evren sonsuz ve yıldızlarla doluysa, ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar her yönde bir yıldız olmalıdır. Bu yıldızlardan gelen ışık, çok uzun zaman alsa bile sonunda bize ulaşmalıdır. Gece gökyüzü gündüz kadar parlak, hatta daha parlak olmalıdır. Peki neden gerçekte durum böyle değil?
Cevap Arayışı
Cevap açık görünebilir: yıldızlar çok uzakta ve çıplak gözle gözlemleyemeyecek kadar sönükler. Ancak bu tatmin edici bir açıklama değil – yıldızlar çok uzakta olsa ve ışıkları çok sönük olsa bile, sayıları hem mesafeyi hem de parlaklığı telafi etmelidir.
Örneğin, uzaktaki bir dağ sırasına baktığınızda her bir ağacı veya kayayı ayırt edemezsiniz, ancak şekillerini ve renklerini görebilirsiniz. Benzer şekilde, uzak bir galaksiye bakarken her bir yıldızı ve gezegeni görmek imkansız olacaktır, ancak galaksinin şeklini ve rengini görebilirsiniz.
Bu nedenle, gökyüzünde her yönde yeterince yıldız varsa, toplam ışıkları gece gökyüzünü parlak yapmalıdır. Ancak gerçekte bu parlaklık yine de yetersizdir. Evrenin homojen ve statik olduğunu varsaysak bile, “istenen” sonucu elde etmek için her yönde yaklaşık 10 Güneş’e ihtiyacımız olacaktır.
Dahası, evren homojen değildir – farklı yoğunluk ve sıcaklığa sahip bölgeler vardır. Yıldızlardan gelen ışığın bir kısmı uzaydaki toz, gaz ve diğer nesneler tarafından engellenebilir veya saçılabilir. Ayrıca, evren statik değildir. Aksine, dinamiktir ve gelişmektedir. Bu, **yıldızların sonsuz olmadığı** anlamına gelir ve bazıları çoktan yok olmuştur, böylece gece gökyüzünün parlaklığına katkıları azalmıştır.
Gördüğünüz gibi, gece gökyüzünün görünümünü etkileyen başka faktörler veya fenomenler de olabilir ve Olbers Paradoksu sadece bir merak konusu veya bulmaca değildir. Aslında bu, evrenin doğasına ve tarihine açılan bir penceredir ve uzay hakkında bildiklerimize meydan okur.
“New Horizons” Uzay Sondası
Dört yıl önce, astronomlar yapabilecekleri yeni bir tür bilimsel araştırma hakkında çarpıcı bir fikir edindiler: Sonunda **kozmik optik arka planın** varlığını (veya yokluğunu) belirleyebileceklerdi – bu, Samanyolu’nun dışındaki nesnelerden gelen, evrenin tüm tarihi boyunca optik dalga boylarındaki radyasyonun toplamıdır.
2022’de Rochester Teknoloji Enstitüsü’nden astrofizikçiler, New Horizons uzay sondasının Uzun Menzilli Keşif Aracı (LORRI) tarafından çekilen yüzlerce arka plan ışığı görüntüsünü analiz etti. The Astrophysical Journal’da **yayınlanan** sonuçlar, uzay aracının olması gerekenden çok daha fazla ışık gözlemlediğini doğruladı.
İlginç bir şekilde, çeşitli araştırma enstitüleri ve gözlemevlerinden başka bir bilim insanı grubu da benzer sonuçlara **daha önce ulaşmıştı**. Onlar da LORRI cihazının verilerini kullandılar, ancak tek tek görüntülere odaklandılar. Toplam olarak, bu sonuçlar **evrende bilmediğimiz ışık kaynaklarının var olması gerektiği** ve Samanyolu’nun ötesindeki uzayın düşünüldüğünden çok daha parlak olduğu anlamına geliyor.
Evrendeki ışık miktarı ne kadardır ve bunu nasıl öğrenebiliriz?
Bu ışığın toplamı, yani kozmik optik arka plan, galaksilerden ve onların kara deliklerinden gelmesi beklenen ışığa karşılık geliyorsa, evrenin modern resmini doğrulayabiliriz. Ancak, durum böyle değilse ve uzak uzay tamamen karanlık değilse, evrende hakkında hiçbir fikrimiz olmayan bir şey var demektir.
Ancak, ArXiv ön baskı sunucusunda yayınlanan yeni bir araştırmanın sonuçlarıyla durum daha da karmaşık hale geldi (bu, çalışmanın henüz hakemlik sürecinden geçmediği anlamına gelir). Bu yeni keşif, bilinen galaksilerin ışığının üzerinde bir “kozmik optik arka plan” olduğunu öne süren önceki araştırmaların sonuçlarını çürütüyor.
Teorik olarak, evrende bulunması gereken tek “kozmik optik arka plan”, yıldızlar tarafından yayılan ve galaksilerle daha büyük madde kümelerinde sınırlı olması gereken ışık, artı aynı yapıların içinden yansıyan az miktarda ek ışık olmalıdır. Ancak Dünya’dan ve hatta Güneş Sistemimiz içindeki uzaydan bu ölçümleri yapamıyoruz – gerçek karanlığı tespit etmek için yıldızımızdan gelen ve gezegenler arası uzaydaki küçük parçacıklardan yansıyan çok fazla “saçılmış ışık” var.
Bu galaksilerin arasındaki boşlukta, kozmik optik arka plana katkıda bulunan çok sayıda ayırt edilemeyen zayıf galaksi vardır. Astronomlar, kozmolojik modelimizin gerçekliği doğru bir şekilde yansıttığından emin olmak için tüm dalga boylarında bu arka planın nicel değerlendirmesinin hayati önem taşıdığını belirtiyorlar.
Bilim insanları, James Webb Teleskopu ve Hubble gibi gözlemevlerini kullanarak yüksek çözünürlüklü derin tarama yöntemleriyle ve Sloan Digital Sky Survey, Gaia ve Euclid gibi teleskoplarla daha düşük çözünürlüklü geniş tarama yöntemlerini kullanarak çok farklı mesafelerdeki sönük galaksilerin olağanüstü bir sayımını yaptılar. Ancak tüm bu teleskopların önemli bir dezavantajı var: Güneş’ten yeterince uzakta değiller.
Sonuç olarak, hem Samanyolu’ndan hem de zodyak tozundan gelen saçılmış ışığın bu gözlemevlerini kirletme riski var. Yıldızlar arası uzayın derinliklerini araştırmak için, daha iyi bir ifade bulamadığımız için “ışık kirliliği” olarak adlandırabileceğimiz bu kaynakları ortadan kaldırmamız gerekiyor.
Bu nedenle, astronomlara göre tek gerçekçi seçenek, gezegenler arası toz parçacıklarının yoğunluğunun son derece düşük olduğu çok uzak mesafelere uçmaktır. Sonuç olarak, yıldızlar, galaksiler ve Samanyolu gece gökyüzünde alışıldık bir manzara olsa da, bunların ötesinde neler olup bittiği hala bir gizemdir ve Olbers Paradoksu hala çözülmemiştir.