iştir.

Büyük ölçekli yapıların bir başka göstergesi “Lyman-alpha forest”dır. Bu yılberklerden gelen ışık spektrasında beliren emilim çizgilerinin bütünüdür. Bu çizgiler çoğunlukla hidrojen olan ve çok geniş bir alana yayılmış ince yıldızlararası gazın varlığı olarak yorumlanmaktadır. Bu gaz tabakaları görünen o ki yeni gökadaların oluşumuyla ilgilidir.
Kozmik ölçekte yapıları tanımlarken temkinli olmak gerekmektedir. Çünkü hiçbir şey göründüğü gibi değildir. Yerçekimsel mercekleme (yerçekimiyle ışığın bükülmesi), bir görüntüyü kendi asıl kaynağının dışında, farklı bir yerden geliyormuş gibi gösterebilir. Öndeki gökada gibi cisimler etrafı kuşatan uzay zamanını büktüğünde (ki bu genel görecelilik tarafından öngörülmüştür) ve ışık ışınlarını kırdığında yerçekimsel mercekleme gerçekleşir. İlginç bir biçimde, güçlü yerçekimsel mercekleme, zaman zaman çok uzaklardaki gökadaları büyüterek bu gökadaların daha kolay gözlemlenmesini sağlamaktadır. Araya giren evrenin zayıf merceklemesi de, gözlemlenen büyük ölçekli yapıları bir miktar değiştirmektedir. 2004 yılı itibarıyla, bu belli belirsiz kesintinin ölçümleri, kozmolojik modellerin test edilmesi adına yararlı olacaktır.
Evrenin büyük yapıları, aynı zamanda gökadalara olan mesafelerin ölçümünde sadece kırmızı kayma kullanıldığında da faklı görünmektedir. Örneğin, gökadalar, arkalarındaki gökada kümesi tarafından çekilirler, kümeye doğru yönelirler ve bir miktar maviye kayarlar. Yakın kenarında, bir miktar kırmızıya kayma görünür. Böylelikle, mesafeleri ölçmek için kırmızıya kayma kullanıldığında kümenin ortamı biraz sıkışık görünmektedir. Halihazırda kümenin içinde bulunan gökadalar için tam tersi bir etki oluşmaktadır: kümenin merkezinde gökadaların hareketi rastgeledir. Bu rastgele harketler, kırmızıya kaymaya dönüştürüldüğünde, küme uzamış gibi görünür. Bu da “Tanrının parmağı” da denen, yerküreyi işaret edercesine uzanan bir gökada zinciri gibi görüntü verir.

Hydra-Centaurus Superkümesinin merkezinde, Büyük Çekicilik(Great Attractor) denilen yerçekimsel aykırılık, yüz milyonlarca ışık yılı genişliğindeki bir alanda yer alan gökadaların hareketini etkilemektedir. Hubble kanuna göre, bu gökadaların hepsi kırmızı kaymasına maruz kalmıştır. Bu, söz konusu gökadaların birbirinden ve yerküremizden geri gittiğini göstermektedir; ancak kırmızı kaymalarındaki değişiklikler, onlarca ve binlerce gökadaya eşit kütle yoğunluğunun varlığını ortaya koymaya yeterlidir.

1986 yılında keşfedilen Büyük Cazibe, 150 milyon ve 250 milyon ışık yılı arasında bir mesafede, Hydra ve Centarus takım yıldızları arasında durmaktadır ( en son tahminler 250 milyon olduğu yönündedir). Büyük Cazibe’nin bulunduğu yerde, büyük ve yaşlı gökadaların üstünlüğü söz konusudur; bu yaşlı gökadaların pek çoğu komşuları ile çarpışmakta veya büyük miktarlarda radyo dalgaları yaymaktadır.

1987 yılında Hawaii Üniversitesi, Astronomi Enstitüsü’nden gökbilimci R. Brent Tully, bir milyar ışık yılı uzunluğunda ve 150 milyar ışık yılı genişliğinde Pisces-Cetus Superkümesi Kompleksi dediği yapıyı keşfettiğinde, Yerel Süperkümenin (Local Supercluster) bu kompleksin içinde yer aldığını iddia etmiştir.

Bilinen evrenin kütlesinin genellikle 10 ton veya 10kg olduğu söylenir. Bu bağlamda, kütle, sıradan maddeye gönderme yapar ve yıldızlararası ortamı (ISM) ve gökadalar arası ortamı (IGM) kapsar. Ancak, karanlık madde ve karanlık enerji dahil değilidir. Evrendeki sıradan maddenin kütlesi için yukarıda belirtilen değerleri kanıtlamada üç hesaplama yöntemi kullanılmaktadır: kritik yoğunluğa dayalı tahminler, yıldızların sayısıyla yapılan ekstrapolasyon – kestirim; kararlı hal olgusunda dayanan tahminler. Bu hesaplamalar, sonlu bir evren varsayımı üzerine kurulmuştur.

Kritik yoğunluk, sürekli genişleme ve çöküş arasında evrenin dengeyi yakaladığı noktadaki enerji yoğunluğudur. Wilkinson Microdalga Anizotropi Sondası ile kozmik mikrodalga arka planı gözlemleri, evrenin uzaysal eğriliğinin sıfıra çok yakın olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu da günümüzde yapılan kozmolojik modellerde, yoğunluk parametresinin belli bir kritik yoğunluk değerine çok yakın olduğuna işaret eder. Bu durumda, kritik yoğunluğu, aşağıdaki gibidir:

formula_2

Bu denklemde, G yerçekimsel sabittir. Avrupa Uzay Ajansı’na ait, Planck Teleskobu sonuçlarından, formula_3 67.15 kilometre /dak/mega parsektir. Bu da, (genelde 5 hidrojen atomu/ m³) kritik yoğunluğunu vermektedir. Bu yoğunluk dört önemli enerji/kütle türünü içerir: sıradan madde (% 4.8), nötinolar (% 0.1), soğuk karanlık madde (% 26.8), ve karanlık enerji (% 68.3). Dikkat edilmesi gereken nokta, nötrinolar, elektron gibi parçacıklar olarak tanımlansa da, ayrı ayrı listelenmişlerdir. Çünkü tespit edilmeleri zordur ve sıradan maddeden çok farklıdırlar. Bu yüzden, sıradan maddenin yoğunluğu, hesaplanan toplam kritik yoğunluğun % 4.8’ü ya da ’üdür.

Bu yoğunluğun maddeye dönüştürülmesi için, hacimle – “gözlemlenebilir evrenin” yarıçapına dayanan bir değerle - çarpılmalıdır. Evren 13.8 milyar yıldır genişlediği için, comoving mesafesi (yarıçap), artıl 46.6 milyar ışık yılıdır. Bu yüzden, hacim, yani, (4/3 π r), ‘ye eşittir. Sıradan maddenin kütlesi de, yoğunluk, (), çarpı () hacmine ya da , eşittir.

Yıldızların sayısını tam olarak bilebilmek mümkün değildir. Ancak, bugünkü literatürde bu sayı, 10 ile 10 arasında dolaşmaktadır. Bu aralığın doğruluğunu ispat etmenin bir yolu, gökada sayısını tahminen belirlemek ve ortalama büyüklükte bir gökadanın barındırdığı yıldız sayısı ile çarpmaktır. 2004 Hubble Ultra-Derin Alan görüntülerinde tahminen 10.000 gökada bulunmaktadır. Bu bölgede görünen gökyüzü parçası her iki tarafta 3.4 ark dakika’dır. Göreli bir karşılaştırma yapmak adına dolunayı göstermek için bu görüntülerden 50 tane gerekmektedir. Eğer bu bölge gökyüzünde tipik bir durumsa evrende 100 milyardan fazla gökada var demektir. Kısa bir süre önce, 2012 yılında Hubble bilim adamları Hubble Aşırı Derin Alan görüntülerini elde etmiştir ve bu görüntülerde daha fazla gökada olduğu görülmüştür. Ancak, bu görüntülere dayanarak yıldızların sayısını hesaplamak için; büyük ve cüce gökadaların yüzdesi ve bu gökadalarda bulunan ortalama yıldız sayısı gibi ilave varsayımlar da gerekmektedir. Böylelikle 100 milyar gökada ve her bir gökadada 100 milyar yıldızın olduğunu varsaymak mantıklı görünmektedir. Bu da yıldız sayısının 10 olduğunu gösterir. Sonraki adımda, ortalama yıldız kütlesine ihtiyaç duyulur. Yıldız kütlesi Saman Yolu’nda bulunan yıldızların dağılımından hesaplanabilir. Samanyolu’nda eğer çok sayıda yıldız spektral sınıfla sayılırsa, % 73’ü M sınıfı yıldızlardır ve Güneş’in kütlesinin sadece % 30’una sahiptir. Her bir spektral sınıftaki yıldızların kütlesini ve sayısını göz önünde bulundurursak, ortalama yıldızın Güneş kütlesinin % 51.5’ine sahiptir. Güneş’in kütlesi ’dır; bu yüzden, evrendeki ortalama bir yıldızın kütlesinin 10 kg olduğu söylenebilir. Dolayısıyla, bütün yıldızların kütlesi, yıldızların sayısı (10) çarpı yıldızın ortalama kütlesidir (10 kg) veya 10 kg.
Bir sonraki hesaplama Yıldızlararası Ortam (ISM) ve Gökadalararası Ortam (IGM) ile ilgilidir. ISM yıldızlar arasındaki maddedir: bu madde çoğunluğu hidrojen olan gaz ve tozdur. IGM ise gökadalar arası madde olup çoğunluğu hidrojendir. Proton, nötron ve elektronlardan oluşan sıradan madde, ISM ve IGM ortamında bulunduğu gibi yıldızlarda da bulunur. Kozmik Enerji Envanterinde her bir ortamın yüzdesi belirlenmiştir: yıldızlar % 5.9, Yıldızlararası Ortam (ISM) = % 1.7, ve Gökadalararası Ortam (IGM)= % 92.4’dür. Dolayısıyla yıldız kütlesinden evrenin kütlesini tahmin etmek için yıldızlar içine saklanan 10 kg olan kütleyi % 5.9’la bölmek gerekmektedir. Sonuç: Bütün sıradan madde için ’dır.

Sir Fred Hoyle, kararlı haldeki gözlemlenebilir evrenin kütlesini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanmıştır:

Bu formül şu şekilde de ifade edilebilir:
Bu formülde ‘’H’’=Hubble sabiti, ‘’ρ’’=Hoyle’nin yoğunluk için kullandığı değer, ‘’G’’=Yerçekimi sabiti ve ‘’c’’=Işık hızıdır.
Bu hesaplama ile ortaya çıkan rakam yaklaşık ’dır. Ancak bu bütün enerji/maddeyi temsil etmektedir. Öte yandan bu hesaplamada Hubble hacmi kullanılmıştır (yarıçapı yaklaşık 13.8 milyar ışık yılı Hubble uzunluğuna denk olan bir kürenin hacmi, Hubble hacmidir). Yukarıda verilen kritik yoğunluk hesaplaması, yarıçapı 46.6 milyar ışık yılı olan comoving mesafesine dayanmaktaydı. Böylelikle Hoyle denklemi Kütle/Enerji sonucu, artan hacim için uyarlanmalıdır. Comoving mesafesi yarıçapı 39 kat daha büyük bir hacim vermektedir (46.7 üzeri 3, 18.3’e bölünür). Ancak hacim arttıkça sıradan madde ve karanlık madde artmayacaktır. Sadece karanlık enerji hacimle birlikte artar. Dolayısıyla sıradan madde, nötrinolar ve karanlık maddenin, toplam kütle/enerji’nin % 31.7’si ve geri kalan % 68.3’ün ise karanlık enerji olduğu varsayıldığında, kararlı hal hesaplaması için gerekli olan kütle/enerji miktarı şu şekildedir: sıradan madde ve karanlık maddenin kütlesi (31.7%çarpı )) + karanlık enerjinin kütlesi ((68.3% çarpı ) x arttırılmış hacim (39)). Bu hesaplama .’a eşittir. Kritik yoğunluk yönteminde az önce belirtildiği gibi sıradan madde, bütün enerji/madde’nin % 4.8’idir. Eğer Hoyle sonucu bu yüzdeyle çarpılırsa sıradan madde için ortaya çıkan sonuç ’dır.

Sonuç olarak üç bağımsız hesaplama yöntemiyle birbirine oldukça yakın sonuçlar elde edilmiştir: , , ve . Ortalama ise, ’dır. Yıldız kütlesinden Kestirim yöntemini kullanırken göz önünde bulundurulan anahtar varsayımlar, yıldızların sayısı (10) ve yıldızlardaki sıradan maddenin yüzdesi (% 5.9) olmuştur. Kritik Yoğunluk Yöntemindeki anahtar varsayımlar, evrenin comoving mesafe yarıçapı (46.6 milyar ışık yılı) ve bütün maddenin içinde var olan sıradan maddenin yüzdesi (% 4.8) olmuştur. Hoyle kararlı hal yönteminde kullanılan anahtar değerler, comoving mesafesi yarıçapı ve bütün kütlenin içinde karanlık enerjinin yüzdesi (% 68.3) olmuştur. Hem kritik yoğunluk hem de Hoyle karalı hal denklemleri, Hubble sabiti olan 67.15 km/s/Mpc değerini kullanmıştır.