EVREN KAÇ YAŞINDA?

Astronomlar, Büyük Patlamanın 10 ila 20 milyar yıl önce meydana geldiğini tahmin etmektedirler. Buna geniş bir açıdan bakarsak, Güneş Sisteminin 4,5 milyar yaşında olduğu düşünülmektedir ve insanoğlu bir canlı türü olarak birkaç milyon yıldır mevcuttur. Astronomlar evrenin yaşını iki yolla tahmin etmektedirler: Birincisi en yaşlı yıldızlara bakarak; ve İkincisi evrenin genleşme oranını ölçerek.

En Yaşlı Yıldızlardan Daha Mı Yaşlı?

Astronomlar evrenin yaşını küresel kümeleri inceleyerek tahmin edebilirler. Küresel Kümeler yaklaşık bir milyon yıldızın yoğun bir şekilde toplanmasıdır. Küresel Kümelerin merkezine yakın yıldızlara ait yoğunluklar muazzamdır. Eğer bir Küresel Kümenin merkezine yakın yaşasaydık, o zaman en yakın takımyıldız komşumuz olan, Alfa Kentaur takımyıldızından bize daha yakın yüz binlerce yıldız olacaktı. Bir yıldızın yaşam devresi onun kütlesine bağlıdır. Yüksek kütleli yıldızlar düşük kütleli yıldızlardan çok daha parlaktırlar, nitekim hidrojen yakıtı tedarikleri vasıtasıyla hızla yanarlar. Güneş gibi bir yıldız çekirdeğinde mevcut parlaklığında yaklaşık 9 milyar yıl yakacak kadar yeterli yakıta sahiptir. Güneşin iki katı kadar kütleli bir yıldız yakıt tedarikiyle sadece 800 milyon yılda yanacaktır. 10 güneş kütleli bir yıldız, yani Güneşten 10 kat daha kütleli bir yıldız, hemen hemen bin kat daha parlak yanar ve sadece 20 milyon yıllık bir yakıt tedarikine sahiptir. Bunun tersine, Güneşin yarısı kadar kütlesi olan bir yıldız, yakıtını 20 milyar yıl sürecek kadar yavaş yakar.

Bir küresel kümedeki tüm yıldızlar kabaca aynı zamanda oluştuğundan, kozmik saatler olarak hizmet edebilirler. Eğer bir küresel küme 10 milyon yaşından daha fazlaysa, o zaman onun hidrojen yakan yıldızlarının tamamı, 10 güneş kütlesinden daha az kütleli olacaktır. Bu da hiçbir özel hidrojen yakan yıldızın Güneşten bin defa daha parlak olamayacağı anlamına gelir. Eğer bir küresel küme 2 milyar yaşından daha büyükse, o zaman 2 güneş kütlesinden daha kütleli hiçbir hidrojen-yakan yıldız olmayacaktır.

En yaşlı küresel kümeler sadece 0,7 güneş kütlesinden daha az kütleli yıldızlar içermektedirler. Bu düşük kütleli yıldızlar Güneşten daha fazla sönüktürler. Bu gözlem en yaşlı küresel kümelerin 11 ila 18 milyar yaş arasında olduklarını ortaya koymaktadır. Bu tahmindeki kararsızlık bir küresel kümenin kesin mesafesini belirlemedeki zorluğa bağlıdır. Bu tahmindeki başka bir kararsızlık kaynağı da takımyıldız oluşumlarının daha iyi detayları hakkındaki bilgisizliğimizde yatmaktadır.

Büyük Patlamaya Kadar Geri Giderek Dış Değer Bulma

Galaksinin yaşını tahmin etmek için alternatif bir yaklaşım da "Hubble sabitini" ölçmektir. Hubble sabiti (H0) evrenin mevcut genleşme oranının bir ölçümüdür. Evren bilimciler bu ölçümü Büyük Patlamaya kadar geri giderek dış değer bulmada kullanmaktadırlar. Bu dış değer bulma evrenin mevcut yoğunluğuna ve evrenin bileşimine dayanmaktadır.

Eğer evren düz ise ve çoğunlukla maddeden oluşuyorsa, o zaman evrenin yaşı 2/ (3 H0) olur. Eğer evren çok düşük bir madde yoğunluğuna sahip ise, o zaman onun dış değeri bulunmuş yaşı daha büyük olacaktır: 1/ H0. Eğer Genel Görelilik Kuramı bir kozmolojik sabit içerecek şekilde değiştirilirse, o zaman sonucu çıkarılacak yaş daha büyük bile olabilir.

Bir Yaş Krizi?

Eğer iki yaş belirlemesini kıyaslarsak, potansiyel bir kriz ortaya çıkar. Eğer 1/ H0`ı 10 milyar yıl kadar küçük olduğunu tahmin eden astronomlar haklıysa, o zaman evrenin yaşı en yaşlı yıldızların yaşından daha kısa olacaktır. Bu çelişme, ya Büyük Patlama kuramının yanlış olduğu ya da genel göreliliği kozmolojik bir sabit ekleyerek değiştirmemiz gerektiği anlamına geliyor.

Bazı astronomlar bu krizin ölçümlerimizi iyileştirdikçe geçeceğine inanmaktadırlar. Eğer 1/ H0`ın daha büyük değerlerini ölçmüş olan astronomlar haklıysa ve küresel küme yaşlarının daha küçük tahminleri de doğruysa, o zaman tümü Büyük Patlama kuramı için uygun olacaktır.

MAP Evrenin Yaşını Ölçebilir

MAP uydusu tarafından yapılan ölçümler bu krizin çözümüne yardım edebilir. Eğer büyük ölçekli yapıların kökeni hakkındaki mevcut fikirlerimiz doğruysa, o zaman kozmik mikrodalga fon dalgalanmalarının ayrıntılı yapısı evrenin mevcut yoğunluğuna, evrenin bileşimine ve nispeten basit bir yol olarak genleşme oranına bağlı olacaktır. MAP, bu parametreleri % 5`ten daha iyi biri doğrulukla belirleyebilecektir. Böylece, evrenin genleşme yaşını %5`ten daha iyi bir olasılıkla tahmin edebileceğiz. Eğer MAP tarafından ölçülen genleşme yaşı en yaşlı küresel kümelerden daha büyük olursa, o zaman Büyük Patlama kuramı önemli bir deneyi geçecektir. Eğer MAP tarafından ölçülen genleşme yaşı en yaşlı küresel kümelerden daha küçük olursa, o zaman ya Büyük Patlama kuramı hakkında ya da yıldızların oluşum kuramı hakkında bir şeyler esas itibarıyla yanlıştır. Her iki yolda da, astronomların el üstünde tuttukları bir çok fikrini yeniden düşünmeleri gerekli olacaktır