Gökadaların görünen yoğunluğu neden uzak ölçeklerde azalır?
Soru: Sonuç olarak, iki olguyu uzlaştırmaya çalışıyorum. Öyleyse, benim sorum temelde evrenin kenarı, nispeten yakın bir uzay "bölgesi" ile karşılaştırıldığında neye benziyor? Daha yoğun mu yoksa seyrek mi? Gördüğüm evren haritası, galaksilerin yoğunluğunun büyük mesafelerde azalmaya başladığını gösteriyor, ancak aynı zamanda, daha ileriye baktığımızda, "daha uzun zaman önce" ve Büyük Patlama'ya daha yakın olduğunu da biliyoruz. Evren ve bu görüntülerdeki galaksiler daha yoğun görünüyor. Bu, daha uzaktaki galaksilerin veya galaksi kümelerinin daha yakın olanlardan "daha yoğun" olduğu anlamına mı geliyor?
Ancak ne kadar uzak galaksiler ve galaksi kümelerini gözlemleyebiliyorsak, en uzak galaksiler çizdiğimiz tüm alanlarda bulunamaz. Yoksa bu sadece ışık ve zamanın karşılıklı ilişkisiyle mi ilgili? Bu, gördüğümüzün matematiksel olarak haritalamak için çıkardığımızdan farklı olduğu anlamına mı geliyor? Bu fenomenlerin nasıl uzlaştırıldığını merak ediyorum. Eğer anlamıyorsan! Sorular, lütfen bana açıklığa kavuşturmadığım soruları söyleyin, onları başka bir şekilde açıkça ifade edeceğim. Ama dürüst olmak gerekirse, Hawking evreninin 22, 37, 40 ve 72. sayfalarındaki resimleri uzlaştırmaya çalışıyorum.
Cevap: Kısacası, daha uzağı görmek bizim için zor. Bu nedenle, hemen hemen tüm yakın galaksileri görebiliyor olsak da, yalnızca uzaktaki en parlak galaksileri görebiliriz. Bu etki, diğer her şeyi kapsar ve bu haritalardaki galaksi yoğunluğunun uzak mesafelerde azalmasına neden olur. Bu haritalara bakarsanız, uzak uzayda aslında daha fazla galaksi olduğunu hayal edebilirsiniz, ancak onları göremiyoruz.
Bu etkiyle kısıtlanmazsanız ne olur? Gözlemlenebilir evrenin kenarında * her şeyi * görebilseydiniz ne olurdu? Evrenin kenarına bakarsanız, evreni çok gençken göreceksiniz. Sonunda galaksiyi oluşturan bileşenleri görebilirsiniz. Bu parçalar bugün galaksilerden daha yoğun görünüyor çünkü bu şeylerle dolu (sayılarını azaltmak için bir araya gelme şansları yok). Bir de evrenin ilk günlerde küçük olduğu gerçeği var çünkü genişleyecek çok fazla zamanı yoktu. Daha yüksek bir görünür yoğunluğa dönüşmesini bekleyebilirsiniz, ama aslında öyle değil. Bu, "mini galaksilerin" gökyüzüne yansıtılmasıyla olmayacak. (Gökyüzünde öngörülen görünür mesafe Öklid geometrisinde beklenen mesafeden farklıdır.)
Bu sayfadaki cevap biraz kafa karıştırıcı. "Görünür" kelimesi kullanılabilir. "Görünür yoğunluk" ile düzenli yoğunluk arasındaki farkın ne olduğundan emin değilim.
"Galaktik yoğunluğu" birim hacim başına yıldız katsayısı olarak tanımlarsak, yoğunluk aslında zamanla azalacaktır (şimdi olduğundan daha büyüktü). Ancak sorun, galaksi kataloğunda gözlemlediklerimizle ilgili. Gökyüzündeki gök cisimlerinin dağılımını gözlemleyerek, geçmişte evrenin yoğunluğunun şimdi olduğundan daha büyük olup olmadığına karar verebilir misiniz? Hayır neden olmasın?
Gökyüzünün bir köşesinde çok uzak bir galaksi gözlemlediğinizi ve onu gökyüzünün diğer köşesindeki çok uzak başka bir galaksi ile karşılaştırdığınızı hayal edin İki galaksinin açısal ayrımı çok büyük olabilir. Böylece, aralarında milyarlarca ışık yılı varmış gibi "göründüklerini" söyleyebilirsiniz. Ancak uzak geçmişte, evren günümüzden çok daha küçükken, çok yakındı. Dolayısıyla, erken evrenin yoğunluğunu gerçekten ölçebilmek için yıldız katsayılarının miktarını, genişlemesiz bir evrende olduğu gibi kapladıkları hacme bölemezsiniz. Evrenin genişlemesi, evrende çok yakın olan gök cisimlerinin belli bir şekilde ışık saçtığını göreceğimiz anlamına gelir, ancak bu biçim genişlemeden evrende meydana gelmez.
