Yüzyıl kadar önce bilim insanları, Albert Einstein'ın genel görelilik teorisindeki görünen bir çelişkiyle mücadele ediyordu. 1915'te yayımlanan ve dünya çapında fizikçilerce kabul gören bu teori, evrenin statik, yani değişmez ve sabit olduğunu varsayıyordu. Kısacası Einstein, evrenin boyutunun ve şeklinin bugün neyse, aşağı yukarı her zaman aynı olduğunu düşünüyordu.
Ancak gökbilimciler güçlü teleskoplarla uzak galaksilere baktıklarında, evrenin bunun tam tersi olduğuna dair işaretler gördüler. Yeni gözlemler, evrenin statik değil, aksine genişlediğini gösteriyordu.
Bilim insanları kısa süre sonra fark etti ki, Einstein'ın teorisi aslında evrenin statik olması gerektiğini söylemiyordu; teori genişleyen bir evreni de destekleyebilirdi. Gerçekten de, Einstein'ın teorisinin sağladığı aynı matematiksel araçları kullanarak, bilim insanları evrenin dinamik ve gelişen bir yapıda olduğunu gösteren yeni modeller oluşturdular.
Genel görelilik teorisini anlamak üzerine yıllar harcadım ve bunun sürekli genişleyen bir evren fikrini kavramanın zorlayıcı olabileceğini biliyorum. Bu zorluğun bir kısmı, olayların nasıl işlediğine dair doğal sezgilerimizi aşmaktan kaynaklanıyor. Örneğin, evren kadar büyük bir şeyin hiç merkezinin olmamasını hayal etmek zor, ama fizik bunun gerçeklik olduğunu söylüyor.
Öncelikle "genişleme" derken ne kastettiğimizi tanımlayalım. Dünya'da "genişlemek" bir şeyin büyümesi demektir. Ve evrenle ilgili olarak bu bir bakıma doğru. Genişleme aynı zamanda "her şeyin bizden uzaklaşması" anlamına da gelebilir, ki bu da evrenle ilgili doğru. Teleskopunuzu uzak galaksilere çevirdiğinizde, hepsinin bizden uzaklaşıyor gibi göründüğünü fark edersiniz.
Dahası, ne kadar uzaktaysalar, o kadar hızlı hareket ediyorlarmış gibi görünürler. O galaksiler aynı zamanda birbirlerinden de uzaklaşıyor gibi görünürler. Bu yüzden, evrendeki her şeyin aynı anda birbirinden daha uzağa gittiğini söylemek daha doğru olur.
Bu fikir incelikli ama kritik. Evrenin oluşumunu patlayan havai fişekler gibi düşünmek kolaydır: Büyük bir patlama ile başla, sonra evrendeki tüm galaksiler merkezi bir noktadan her yöne doğru fırlasın. Ama bu benzetme doğru değil. Sadece evrenin genişlemesinin tek bir noktadan başladığını yanlışlıkla ima etmekle kalmaz (başlamadı), aynı zamanda hareket eden şeyin galaksiler olduğunu da öne sürer, ki bu da tam olarak doğru değil.
Birbirinden uzaklaşanlar galaksiler değil; daha çok galaksiler arasındaki boşluk, yani evrenin dokusu, zaman geçtikçe sürekli genişliyor. Başka bir deyişle, galaksiler evrende hareket etmiyor; daha çok evrenin kendisi genişledikçe onları uzağa taşıyor.
Yaygın bir benzetme, bir balonun yüzeyine bazı noktalar yapıştırmayı hayal etmektir. Balonun içine hava üfledikçe balon genişler. Noktalar balonun yüzeyine yapışık olduğu için, birbirinden uzaklaşırlar. Hareket ediyor gibi görünseler de, noktalar aslında tam olarak koyduğunuz yerde kalır ve aralarındaki mesafe sadece balonun genişlemesi sayesinde büyür.
Şimdi noktaları galaksiler, balonu da evrenin dokusu olarak düşünün, işte o zaman tabloyu görmeye başlarsınız. Maalesef, bu benzetme iyi bir başlangıç olsa da, detayları tam olarak yansıtmıyor.
Her benzetmede olduğu gibi, sınırlamalarını anlamak önemlidir. Bazı kusurlar açıktır: Bir balon elinize sığacak kadar küçüktür - evren ise öyle değil. Başka bir kusur daha inceliktir. Balonun iki kısmı vardır: lateks yüzeyi ve içi hava dolu boşluğu.
Balonun bu iki kısmı matematikte farklı tanımlanır. Balonun yüzeyi iki boyutludur. Üzerinde yürüyor olsaydınız, ileri, geri, sola veya sağa hareket edebilirsiniz, ancak yüzeyi terk etmeden yukarı veya aşağı hareket edemezsiniz. Burada dört yönden (ileri, geri, sol, sağ) bahsettiğimizi düşünebilirsiniz, ancak bunlar sadece iki temel yol boyunca hareketlerdir: yandan yana ve önden arkaya. Burası, yüzeyi iki boyutlu yapan şeydir: uzunluk ve genişlik.
Balonun içi ise üç boyutludur, bu yüzden uzunluk, genişlik ve yükseklik dahil olmak üzere her yöne özgürce hareket edebilirsiniz.
İşte karışıklık burada yatıyor. Balonun "merkezi" olarak düşündüğümüz şey, yüzeyin altındaki hava dolu boşlukta, içeride bir yerdedir. Ama bu benzetmede, evren daha çok balonun lateks yüzeyi gibidir. Balonun hava dolu iç kısmının evrenimizde bir karşılığı yoktur, bu yüzden benzetmenin bu kısmını kullanamayız - sadece yüzey önemlidir.
Dolayısıyla, "Evrenin merkezi nerede?" diye sormak, "Balonun yüzeyinin merkezi nerede?" diye sormak gibidir. Basitçe yoktur. Balonun yüzeyi boyunca istediğiniz yöne, istediğiniz kadar seyahat edebilirsiniz ve asla merkez diyebileceğiniz bir yere ulaşamazsınız, çünkü aslında yüzeyi hiç terk etmemiş olursunuz.
Aynı şekilde, evrende herhangi bir yöne seyahat edebilir ve onun merkezini asla bulamazsınız, çünkü balonun yüzeyi gibi, basitçe bir merkezi yoktur.
Bunu kavramanın bu kadar zor olmasının bir nedeni, evrenin matematik dilinde tanımlanma şeklidir. Balonun yüzeyi iki boyuta sahiptir ve balonun içi üç boyuta sahiptir, ancak evren dört boyutta var olur. Çünkü bu sadece nesnelerin uzayda nasıl hareket ettiğiyle ilgili değil, zamanda nasıl hareket ettiğiyle de ilgilidir.
Beyinlerimiz uzay ve zamanı ayrı ayrı düşünmeye programlanmıştır. Ancak evrende bunlar, "uzay-zaman" adı verilen tek bir doku içinde birbirine örülmüştür. Bu birleşim, evrenin işleyiş şeklini sezgilerimizin beklediğine göre değiştirir.
Ve bu açıklama, bir şeyin nasıl sonsuza dek genişleyebileceği sorusunu bile cevaplamaya başlamıyor - bilim insanları hala bu genişlemeye neyin güç verdiğini çözmeye çalışıyor.
Dolayısıyla, evrenin merkezi hakkında sorarak, sezgilerimizin sınırlarıyla karşı karşıya kalıyoruz. Bulduğumuz yanıt - her şey, her yerde, aynı anda genişliyor - evrenimizin ne kadar tuhaf ve güzel olduğuna dair bir bakış sunuyor.
