Light seconds, light years, light centuries: How to measure extreme distances - Yuan-Sen Ting

Uzayda uzaklık ölçümü nasıl yapılır? - Yuan-Sen Ting

Çeviri: Ramazan Şen Gözden geçirme: Sevkan Uzel

Işık bildiğimiz en hızlı şey.

Light is the fastest thing we know.

It's so fast that we measure enormous distances

O kadar hızlı ki devasa mesafeleri

by how long it takes for light to travel them.

ışığın bu mesafeleri ne kadar sürede aldığı ile ölçüyoruz.

In one year, light travels about 6,000,000,000,000 miles,

Işık bir yılda yaklaşık 9,5 trilyon kilometre yol alır,

a distance we call one light year.

ki biz buna bir ışık yılı diyoruz.

To give you an idea of just how far this is,

Bunun ne kadar uzak olduğuna örnek vermek gerekirse;

the Moon, which took the Apollo astronauts four days to reach,

Apollo astronotlarının Ay'a ulaşması dört gün sürmüştür.

is only one light-second from Earth.

Bu uzaklık Dünya'dan sadece bir ışık saniyesi sürer.

Meanwhile, the nearest star beyond our own Sun is Proxima Centauri,

Ayrıca, Güneş'ten sonra bize en yakın yıldız olan Proxima Centauri

4.24 light years away.

4,24 ışık yılı uzaklıktadır.

Our Milky Way is on the order of 100,000 light years across.

Samanyolu Galaksimiz ise 100.000 ışık yılı genişliğindedir.

The nearest galaxy to our own, Andromeda,

Bize en yakın galaksi olan Andromeda ise

is about 2.5 million light years away

yaklaşık 2,5 milyon ışık yılı uzağımızda bulunur.

Space is mind-blowingly vast.

Uzay, aklın alamayacağı kadar geniş.

But wait, how do we know how far away stars and galaxies are?

Peki yıldızların ve galaksilerin ne kadar uzakta olduğunu nereden biliyoruz?

After all, when we look at the sky, we have a flat, two-dimensional view.

Nihayetinde, gökyüzüne baktığımızda düz, iki boyutlu bir yer görüyoruz.

If you point you finger to one star, you can't tell how far the star is,

Bir yıldızın ne kadar uzakta olduğunu elinizi doğrultarak anlayamazsınız.

so how do astrophysicists figure that out?

Peki astrofizikçiler bunu nasıl hesaplıyorlar?

For objects that are very close by,

Çok yakında olan nesneler için,

we can use a concept called trigonometric parallax.

trigonometrik paralaks denen bir yöntem kullanabiliriz.

The idea is pretty simple.

Mantık oldukça basit.

Let's do an experiment.

Hadi deneyelim.

Stick out your thumb and close your left eye.

Baş parmağınızı uzatın ve sol gözünüzü kapatın.

Now, open your left eye and close your right eye.

Şimdi, sol gözünüzü açıp sağ gözünüzü kapatın.

It will look like your thumb has moved,

Baş parmağınız oynamış gibi olurken

while more distant background objects have remained in place.

uzak nesneler oldukları yerde duruyor olacaktır.

The same concept applies when we look at the stars,

Aynı olay yıldızlara baktığımızda da olur

but distant stars are much, much farther away than the length of your arm,

fakat uzak yıldızlar kolunuzdan çok çok daha uzaktadır

and the Earth isn't very large,

ve Dünya çok büyük değildir.

so even if you had different telescopes across the equator,

Ekvator boyunca farklı teleskoplarınız olsa bile

you'd not see much of a shift in position.

konum olarak fazla bir değişim görmezsiniz.

Instead, we look at the change in the star's apparent location over six months,

Bunun yerine, altı ay boyunca yıldızların görünen konumlarındaki değişime bakarız.

the halfway point of the Earth's yearlong orbit around the Sun.

Bunlar Dünya'nın Güneş etrafındaki bir yıllık yörüngesindeki yarı mesafe noktalarıdır.

When we measure the relative positions of the stars in summer,

Yazın ve kışın yıldızların bağıl konumlarını ölçtüğümüzde

and then again in winter, it's like looking with your other eye.

diğer gözümüzle bakmış gibi oluruz.

Nearby stars seem to have moved against the background

Yakın yıldızlar, uzak yıldız ve galaksilerin arka planında

of the more distant stars and galaxies.

hareket etmiş gibi gözükür.

But this method only works for objects no more than a few thousand light years away.

Fakat bu yöntem en fazla birkaç bin ışık yılı uzaktaki nesneler için geçerlidir.

Beyond our own galaxy, the distances are so great

Galaksimizin ötesinde, mesafeler o kadar büyük ki,

that the parallax is too small to detect with even our most sensitive instruments.

paralaks en hassas aletlerimizle bile bulunamayacak kadar küçük kalıyor.

So at this point we have to rely on a different method

Bu noktada, "standart mumlar" denilen göstergeleri kullandığımız

using indicators we call standard candles.

başka bir yönteme başvurmamız gerekiyor.

Standard candles are objects whose intrinsic brightness, or luminosity,

Standart mumlar, yapısal parlaklık veya aydınlatma güçlerini

we know really well.

çok iyi bildiğimiz nesnelerdir.

For example, if you know how bright your light bulb is,

Mesela, ampülünüzün ne kadar parlak olduğunu biliyorsunuz

and you ask your friend to hold the light bulb and walk away from you,

ve bir arkadaşınızdan bu ampülü tutarak uzaklaşmasını istiyorsunuz.

you know that the amount of light you receive from your friend

Arkadaşınızdan gelen ışık miktarının aranızdaki mesafenin

will decrease by the distance squared.

karesi oranında azalacağını biliyorsunuz.

Yani, aldığınız ışık miktarını ampülün

So by comparing the amount of light you receive

to the intrinsic brightness of the light bulb,

yapısal parlaklığı ile karşılaştırarak

you can then tell how far away your friend is.

arkadaşınızın ne kadar uzakta olduğunu söyleyebilirsiniz.

Astronomide, ampülümüzün yerini "sefeid değişkeni" olarak adlandırılan

In astronomy, our light bulb turns out to be a special type of star

called a cepheid variable.

özel bir yıldız türü alır.

These stars are internally unstable,

Bu yıldızlar yapı olarak dengesizdirler,

like a constantly inflating and deflating balloon.

sürekli şişip inen balona benzerler.

And because the expansion and contraction causes their brightness to vary,

Bu genleşme ve büzülmeler, parlaklıklarının değişmesine neden olduğundan,

we can calculate their luminosity by measuring the period of this cycle,

daha aydınlık yıldızların daha yavaş değişmesinden yola çıkarak,

with more luminous stars changing more slowly.

bu döngünün periyodunu ölçüp aydınlatma gücünü hesaplayabiliriz.

Gözlemlediğimiz yıldızların parlaklıkları ile

By comparing the light we observe from these stars

to the intrinsic brightness we've calculated this way,

bu yolla hesapladığımız yapısal parlaklıkları karşılaştırarak

we can tell how far away they are.

ne kadar uzak olduklarını söyleyebiliriz.

Unfortunately, this is still not the end of the story.

Ne yazık ki, bu hikayenin sonu değil.

We can only observe individual stars up to about 40,000,000 light years away,

Sadece 40 milyon ışık yılı uzaklığa kadar olan tek yıldızları gözlemleyebiliyoruz.

after which they become too blurry to resolve.

Bundan ötesi çözülemeyecek kadar bulanıklaşıyor.

But luckily we have another type of standard candle:

Fakat neyse ki başka bir tür standart mum var:

the famous type 1a supernova.

Ünlü tip 1a süpernova.

Supernovae, giant stellar explosions are one of the ways that stars die.

Süpernovalar, yani dev yıldız patlamaları yıldız ölümlerinin bir çeşididir.

These explosions are so bright,

Bu patlamalar o kadar parlaktır ki

that they outshine the galaxies where they occur.

meydana geldiği yerde diğer galaksileri gölgede bırakır.

So even when we can't see individual stars in a galaxy,

Yani, bir galaksideki her bir yıldızı göremesek bile,

we can still see supernovae when they happen.

oluşan süpernovaları görebiliyoruz.

And type 1a supernovae turn out to be usable as standard candles

Görünüşe göre, tip 1a supernovaları standart mumlar olarak kullanılabiliriz,

because intrinsically bright ones fade slower than fainter ones.

çünkü yapısal olarak parlak olanlar sönük olanlardan daha yavaş sönerler.

Through our understanding of this relationship

Parlaklık ve sönme hızı

between brightness and decline rate,

arasındaki bu ilişkiden

we can use these supernovae to probe distances

bu süpernovaları, birkaç milyar ışık yıllık

up to several billions of light years away.

uzaklıkları incelemek için kullanabiliriz.

But why is it important to see such distant objects anyway?

Peki ama bu kadar uzaktaki nesneleri görmek neden bu kadar önemli?

Well, remember how fast light travels.

Işığın ne kadar hızlı yol aldığını hatırlayın.

For example, the light emitted by the Sun will take eight minutes to reach us,

Örneğin, Güneş'in yaydığı ışığın bize ulaşması sekiz dakika sürer,

which means that the light we see now is a picture of the Sun eight minutes ago.

yani şu anda gördüğümüz ışık Güneş'in sekiz dakika önceki resmidir.

When you look at the Big Dipper,

Büyük Ayı'ya baktığınızda,

you're seeing what it looked like 80 years ago.

80 yıl önceki görüntüsünü görürsünüz.

And those smudgy galaxies?

Ya şu isli galaksiler?

They're millions of light years away.

Milyonlarca ışık yılı uzaktalar.

It has taken millions of years for that light to reach us.

Işığın bize ulaşması milyonlarca yıl sürmüştür.

So the universe itself is in some sense an inbuilt time machine.

Yani evrenin kendi içinde bir zaman makinesi var.

The further we can look back, the younger the universe we are probing.

Ne kadar uzağa bakarsak, evrenin o kadar gençkenki durumunu gözlemleriz.

Astrophysicists try to read the history of the universe,

Astrofizikçiler evrenin tarihini okuyup

and understand how and where we come from.

nasıl ve nereden geldiğimizi anlamaya çalışıyorlar.

The universe is constantly sending us information in the form of light.

Evren bize devamlı olarak ışık biçiminde bilgi gönderiyor.

All that remains if for us to decode it.

Geriye bunları çözmek kalıyor.