Işık bildiğimiz en hızlı şey.
O kadar hızlı ki devasa mesafeleri
ışığın bu mesafeleri ne kadar sürede aldığı ile ölçüyoruz.
Işık bir yılda yaklaşık 9,5 trilyon kilometre yol alır,
ki biz buna bir ışık yılı diyoruz.
Bunun ne kadar uzak olduğuna örnek vermek gerekirse;
Apollo astronotlarının Ay'a ulaşması dört gün sürmüştür.
Bu uzaklık Dünya'dan sadece bir ışık saniyesi sürer.
Ayrıca, Güneş'ten sonra bize en yakın yıldız olan Proxima Centauri
4,24 ışık yılı uzaklıktadır.
Samanyolu Galaksimiz ise 100.000 ışık yılı genişliğindedir.
Bize en yakın galaksi olan Andromeda ise
yaklaşık 2,5 milyon ışık yılı uzağımızda bulunur.
Uzay, aklın alamayacağı kadar geniş.
Peki yıldızların ve galaksilerin ne kadar uzakta olduğunu nereden biliyoruz?
Nihayetinde, gökyüzüne baktığımızda düz, iki boyutlu bir yer görüyoruz.
Bir yıldızın ne kadar uzakta olduğunu elinizi doğrultarak anlayamazsınız.
Peki astrofizikçiler bunu nasıl hesaplıyorlar?
Çok yakında olan nesneler için,
trigonometrik paralaks denen bir yöntem kullanabiliriz.
Mantık oldukça basit.
Hadi deneyelim.
Baş parmağınızı uzatın ve sol gözünüzü kapatın.
Şimdi, sol gözünüzü açıp sağ gözünüzü kapatın.
Baş parmağınız oynamış gibi olurken
uzak nesneler oldukları yerde duruyor olacaktır.
Aynı olay yıldızlara baktığımızda da olur
fakat uzak yıldızlar kolunuzdan çok çok daha uzaktadır
ve Dünya çok büyük değildir.
Ekvator boyunca farklı teleskoplarınız olsa bile
konum olarak fazla bir değişim görmezsiniz.
Bunun yerine, altı ay boyunca yıldızların görünen konumlarındaki değişime bakarız.
Bunlar Dünya'nın Güneş etrafındaki bir yıllık yörüngesindeki yarı mesafe noktalarıdır.
Yazın ve kışın yıldızların bağıl konumlarını ölçtüğümüzde
diğer gözümüzle bakmış gibi oluruz.
Yakın yıldızlar, uzak yıldız ve galaksilerin arka planında
hareket etmiş gibi gözükür.
Fakat bu yöntem en fazla birkaç bin ışık yılı uzaktaki nesneler için geçerlidir.
Galaksimizin ötesinde, mesafeler o kadar büyük ki,
paralaks en hassas aletlerimizle bile bulunamayacak kadar küçük kalıyor.
Bu noktada, "standart mumlar" denilen göstergeleri kullandığımız
başka bir yönteme başvurmamız gerekiyor.
Standart mumlar, yapısal parlaklık veya aydınlatma güçlerini
çok iyi bildiğimiz nesnelerdir.
Mesela, ampülünüzün ne kadar parlak olduğunu biliyorsunuz
ve bir arkadaşınızdan bu ampülü tutarak uzaklaşmasını istiyorsunuz.
Arkadaşınızdan gelen ışık miktarının aranızdaki mesafenin
karesi oranında azalacağını biliyorsunuz.
Yani, aldığınız ışık miktarını ampülün
yapısal parlaklığı ile karşılaştırarak
arkadaşınızın ne kadar uzakta olduğunu söyleyebilirsiniz.
Astronomide, ampülümüzün yerini "sefeid değişkeni" olarak adlandırılan
özel bir yıldız türü alır.
Bu yıldızlar yapı olarak dengesizdirler,
sürekli şişip inen balona benzerler.
Bu genleşme ve büzülmeler, parlaklıklarının değişmesine neden olduğundan,
daha aydınlık yıldızların daha yavaş değişmesinden yola çıkarak,
bu döngünün periyodunu ölçüp aydınlatma gücünü hesaplayabiliriz.
Gözlemlediğimiz yıldızların parlaklıkları ile
bu yolla hesapladığımız yapısal parlaklıkları karşılaştırarak
ne kadar uzak olduklarını söyleyebiliriz.
Ne yazık ki, bu hikayenin sonu değil.
Sadece 40 milyon ışık yılı uzaklığa kadar olan tek yıldızları gözlemleyebiliyoruz.
Bundan ötesi çözülemeyecek kadar bulanıklaşıyor.
Fakat neyse ki başka bir tür standart mum var:
Ünlü tip 1a süpernova.
Süpernovalar, yani dev yıldız patlamaları yıldız ölümlerinin bir çeşididir.
Bu patlamalar o kadar parlaktır ki
meydana geldiği yerde diğer galaksileri gölgede bırakır.
Yani, bir galaksideki her bir yıldızı göremesek bile,
oluşan süpernovaları görebiliyoruz.
Görünüşe göre, tip 1a supernovaları standart mumlar olarak kullanılabiliriz,
çünkü yapısal olarak parlak olanlar sönük olanlardan daha yavaş sönerler.
Parlaklık ve sönme hızı
arasındaki bu ilişkiden
bu süpernovaları, birkaç milyar ışık yıllık
uzaklıkları incelemek için kullanabiliriz.
Peki ama bu kadar uzaktaki nesneleri görmek neden bu kadar önemli?
Işığın ne kadar hızlı yol aldığını hatırlayın.
Örneğin, Güneş'in yaydığı ışığın bize ulaşması sekiz dakika sürer,
yani şu anda gördüğümüz ışık Güneş'in sekiz dakika önceki resmidir.
Büyük Ayı'ya baktığınızda,
80 yıl önceki görüntüsünü görürsünüz.
Ya şu isli galaksiler?
Milyonlarca ışık yılı uzaktalar.
Işığın bize ulaşması milyonlarca yıl sürmüştür.
Yani evrenin kendi içinde bir zaman makinesi var.
Ne kadar uzağa bakarsak, evrenin o kadar gençkenki durumunu gözlemleriz.
Astrofizikçiler evrenin tarihini okuyup
nasıl ve nereden geldiğimizi anlamaya çalışıyorlar.
Evren bize devamlı olarak ışık biçiminde bilgi gönderiyor.
Geriye bunları çözmek kalıyor.