Evren biz var olabilelim diye mi bu kadar hassas ayarlı?


Yer çekimi hala açıklanamamış evrensel ama zayıf bir güç. Bazı fizikçilere göre yerçekiminin o kadar hassas bir güç dengesinde ki bunun bir tek açıklaması var: Birden fazla evrenin varlığı. #çokluevren #yerçekimi @terrortola


Slavemotion, Kaynak: Getty Images


Bugün bile, yani 2019 yılında, insanlık halen yerçekiminin ne olduğunu bilmiyor. Elbette, ne yaptığını ve diğer temel kuvvetlerin özelliklerini, evrenin tamamındaki maddenin tek bir parçasının bile hareketlerine kadar her şeyi nasıl etkilediğini biliyoruz.Ancak bu gizemli olgunun gerçek anlamına gelince, Eflatun’dan daha iyi durumda olduğumuzu söyleyemiyoruz.

Yerçekimi Sorunu kitabında, yazar ve Guggenheim Üyesi, Richard Panek, sürekli genişleyen yerçekimi anlayışımızı incelerken, okuru tarih boyunca süren zorlu bir yolculuğa götürür. Kitaptan yapılan aşağıdaki alıntıda, Panek, evrenimizin varlığının Büyük Patlama’dan sonraki ilk mikro saniyesini incelemektedir - bu kısacık süre buna rağmen yüzlerce senkinseksagintilyon (10 üzeri 992) kardeş evrenin bizimkiyle aynı anda ve yan yana doğurabileceği bir süre. Belki de evrendeki yerçekimi kaynağını bulamamamızın nedeni aslında başka bir komşu evrenden sızıyor olmasıdır.


"Yer çekimi sorunu: Ayaklarımızın Altındaki Gizemi Çözmek" kitap kapağı. Yazan: Richard Panek


Başlangıçta, evren bir hiçlikti. Ancak doğa kanunlarının kuantum yorumunda, hiçbir şey bile bir şeydir. Potansiyeldir - özellikle, varolma potansiyelidir. Hiçbir şeyin bu potansiyeli gerçekleştirip gerçekleştirmediği ise bir olasılığa tabidir. Öngörülebilen olasılık, hiçbir şeyden hiçbir şey ortaya çıkmayacağıdır. Fakat hiçliğin içindeki hiçbir şey kötü talihini yenip ve bir şeyler olma olasılığına sahiptir. Bu olursa da hiç bir şeyden bir şeyler ortaya çıkacaktır.

Bu sonuç matematiksel bir hile değildir. Ama -zorunlu olmayan teorik bir olasılıktır. Kendi “genel görecelilik teorisi öngörse bile kara deliklerin varlığı hakkında şüpheleri olan Einstein'ın 1933'te Oxford'da bir konferansta söylediği gibi, “Matematiksel bir yapının fiziksel varoluşunun tek kriteri, tabii ki deneyimdir." İnanmak için görmen gerekmiyor, ama görürsen inanmak zorunda kalırsın.”

Pek çok fizikçi gördükleri için inanmak zorunda kaldıkları bir şeye şahit oldular. Doğrudan değil ama modern fiziğin olabileceği kadar ikna edici bir şey. 1948 yılında Hollandalı fizikçi Hendrik Kazimir sanal parçacıkların geride enerji izleri bırakacaklarını tahmin etti. İletken iki plakayı birbirine giderek daha çok yaklaştırdığınızda aralarındaki boşlukta oluşan enerjinin artışını gözlemleyebiliyordunuz. Daha sonraki yıllarda yapılan pek çok deney Kazimir etkisinin gerçekten var olduğunu doğruladı.

Ne kadar garip görünse de -bir matematikçinin bu olguya nasıl yaklaşılması gerektiği konusundaki hayret ve saygı ile karşılanan tavsiyesine de binaen- Kazimir etkisinin yerçekimi için özel bir anlamı bulunuyor. Genel teoriye göre enerji yerçekimi ile etkileşime girer. Kazimir etkisi ise sanal parçacıkların da enerjisi olduğunu gösterir. Dolayısıyla sanal parçacıklar -yani yokluğun küçük parçaları- bütün olumsuz olasılıkları yenerek bir şeye dönüşebiliyor ve yerçekimi ile etkileşime girebiliyorlar.

1970’lerin sonlarında ve 1980’lerin başlarında, bu ikisi arasındaki etkileşimim evrensel seviyede nasıl bir anlam içeriyor olabileceğini düşünmeye başladılar. Yürüttükleri matematiksel hesaplamalar gösterdi ki evrenin ortaya çıkmasından bir saniyenin trilyonda birinin trilyonda birinin trilyonda biri kadar kısa bir süre sonra uzay boyutlarını trilyonlarla çarpacak kadar hızlı ve büyük bir genişleme yaşıyor olmalıydı. Aynı matematik hesaplarından ortaya çıkan bir başka sonuç ise evrenin bir kuantum patlaması ile ortaya çıktığı anda - yani hiç bir şey bir şeye dönüştüğü anda- bu patlama başka patlamalara da sebep olmalıydı. Bu aniden ortaya çıkan bir şeyler de, tıpkı bizim evrenimize dönüşen bir şey gibi, başka evrenlere dönüşmeliydi. En çok bilinen matematiksel yorum kendini tekrarlama mekanizması devre dışı kalmadan önce ortaya çıkan bu tür evrenlerin sayısının 10 üzeri 500 (birin yanına arka arkaya 500 tane sıfır koyarak elde edebileceğiniz bir sayı) olabileceğini gösteriyordu.

Eğer bu bu genişleme yorumu doğru idiyse, o zaman yerçekimi dediğimiz şey de bizimkine değil de bu diğer evrenlerden birisine ait bir olgu olabilirdi. Teorik fizikçilerden bazıları yer çekimi dediğimiz gücün bizimkiyle çarpışan komşu bir evrenden bizim evrenimize sızan bir şey olabileceğini öne sürdü. Çoklu evrenlerin var olduğuna ilişkin teorilerden bağımsız olarak, bunun yerçekiminin bir açıklaması olabileceğini öne süren teoriler bir nesil içinde kenarda kalmış bir fikirden yaygın olarak bilinen bir fikre dönüştüler.

Bütün bunları içine alan konsepte beşerilik prensibi denildi. Beşerilik “insanın var olması ile ilgili” olmak anlamına geliyor ve bu prensip en azından evrenbilim bakımından, evreni inceleyebiliyor olmamızın sebebinin inceleyebileceğimiz bir evrende yaşıyor olmamız olduğunu öne sürer.

Bu mantık ilk duyduğunuzda düşündüğünüz kadar totolojik yani gereksiz tekrar içeren bir şeymiş gibi düşünülmemeli. Çoklu bir evrende her bir evrenin kendi fizik kuralları olması beklenir. Örneğin yer çekiminin diğer temel güçlerden olan zayıf nükleer güçten bir milyon milyar milyar milyar faktör kadar daha zayıf olmadığı bir evren olsaydı, bu evren insan zekasını üretmiş olamazdı. Ya da galaksileri, ya da bildiğimiz anlamı ile maddeyi.

Yine de biz varız ve buralardayız. Peki bunun olasılığı nedir?

10 üzeri 500’de bir mi?

Edwin Hubble’ın bir zamanlar yazdığı gibi “Astronominin tarihi giderek uzaklaşan ufukların tarihidir”. Aristo’nun küreleri görebileceğimiz en uzak mesafeyi tanımlıyordu, Galileo’dan sonra galaksimizin içindeki yıldız kümelerini görür olduk, Hubble’dan sonra galaksi yığınları ile karşılaştık, daha sonra birbirine karanlık maddeden iplikler ile bağlı dev galaksi süper kümeleri ile en sonunda ise bu sicimlerden oluşmuş aralarında karanlık enerjiyle giderek açılan boşluklar bulunan bir ağ örgüsü ile.

Neden başka evrenler olmasın ki?

21. yüzyılın şafağında evrenbilim hakkında her hangi bir konferans veya sempozyuma katılmışlığınız varsa kesinlikle bu konudan bahsedene bir Powerpoint sunusu görmüşlüğünüz de vardır. Bir keresinde John Hopkins Üniversitesi kampüsündeki Uzay Bilimi Teleskop Enstitüsünde gerçekleşen bir sempozyumda, coşkuyla Beşerilik karşıtı sunu yapan birisine rastlamıştım. İki veya üç yıl sonra Science dergisinde bu kişinin bir makalesine denk geldim. Bu sefer makale üzerinde çalıştığı bir iki arkadaşı ile birlikte Beşerilik prensibinin araştırılmaya değer olduğunu yazıyordu.

Makale ilk olarak kendisinin bir kaç yıl önce Baltimore’da yaptığı sunumdakine benzer bir şekilde beşerilik prensibi karşıtı akıl yürütmelerini sıralıyordu.” Bizim gözlemleme imkanımız olmayan başka evrenlerinin potansiyel olarak var olduğunu kabul etmek “bilimsel metod” ile çatışma içinde görünüyor ki bu sebeple bu fikir daha çok metafiziğin alanına girer. Zira bilimsel metod teorilerin gözlem ve deney ile yanlışlanabilmesine dayanır. "Kendisi aslında burada bir ayırım yapmaya çalışıyordu. Neyin gözlemlenebilir olduğu ve olmadığı konusunda belli belirsiz bir sınırın varlığından bahseder gibi. “Karanlık maddeyi veya karanlık enerjiyi göremiyoruz ve gözlemleyemiyoruz, ama oradalarda bir şeyler olduğunu biliyoruz. Yerçekimini göremiyoruz ama orada bir şey olduğunu biliyoruz. İnanmak için görmenize gerek yoktur, eğer ki görebildikleriniz sizi başka hiç bir alternatifle baş başa bırakmıyor ya da önünüze çok az alternatif koyuyorsa. Beşerilik mantığı konusuna geri dönersek, burada belirleyici faktör yerçekiminin yokluğu değil ne kadar güçlü veya bu durumda zayıf olduğudur: “Eğer yer çekimi bu kadar zayıf olmasaydı, kütlenin, uzunlukların ve zamanın atomik ve kozmik ölçekleri arasında bu kadar büyük bir fark olmazdı.”

Bu makaleden sonra kendisini bir başka konferansta gördüğümde koridorda durdurdum, makaleyi hatırlattım ve sordum “Ne değişti?”

Omuzlarını silkti. Olan şey "gerçekler" dedi. “Deliller”. 1965’de ilk kez kozmik mikrodalga arkaplanını tespit eden radyo teleskopun mirasçıları evrenin bebekliğine dair anlayışımızı geliştirmeye devam ettiler. 1990’ların başındaki Kozmik Arkaplan Kaşifi, ondan bir on yıl sonra devreye giren Wilkinson Mikrodalga Anisotropi Sondası, ardından gelen Planck Gözlemevi giderek daha hassas ölçümler yapmamızı sağladı. Erken evrende gerçekleşen kuantum dalgalanmaları üzerinde çalışan fizikçiler zamanın bu en erken zamanındaki madde ve enerji dağılımını ve şu andaki korunma kanunlarının o zamanki halini ölçülebilir hale getirdiler. Kuantum dalgalanmalar gösterdi ki içinde bulunduğumuz evren % 68,3 karanlık enerji, % 26,8 karanlık madde ve kalan sadece % 4,9 ise bizim bildiğimiz sıradan maddeden (protonlar, nötronlar ve benzer şeyler -bizim eskiden evrenin tamamı zannettiğimiz şey) oluşuyordu.

Bu rakamlar aslında konunun anlaşılmasını sağlamak için yuvarlak olarak sunduğumuz rakamlar. Ama aslında kuantum sayısallaştırmalarında daha derine indiğinizde evrenin neredeyse korkutucu denilebilecek bir hassasiyette dengede durduğunu görüyoruz. Örneğin karanlık enerjiyi ele alalım. Karanlık enerjinin kesin bir hassasiyetle Planck yoğunluğunda -fizikçilerin kuantum ölçümleri yapmakta kullandığı bir ölçü birimi - olduğunu ölçtüler. Bu ondalık virgülden sonra tamı tamına 122 tane sıfırın arkasından gelen 136 ile biten bir sayı. Eğer bu rakam en küçük bir şekilde farklı olsaydı evrenimiz bizim bildiğimiz bugünkü haliyle var olamazdı. Örneğin o 122 tane sıfırın arkasından gelen üç sayı 137 olsaydı, galaksiler hiç oluşamazdı. Ama gariptir ki şu anda o galaksiler varlar. Tıpkı bizim var olduğumuz gibi.

Bu kadar hassas bir dengenin başka bir açıklaması olmadığından elimizde pek fazla seçenek kalmıyor: “Bu durumda birden fazla evren olmaması çok ama çok zor bir ihtimal olarak ortaya çıkıyor.” Biz yer çekiminin aşırı derecede zayıf olduğu evrende yaşıyoruz, zira zaten bizim var olabileceğimiz tek evren türü bu.

Richard Panek tarafından yazılan YER ÇEKİMİ SORUNU isimli kitaptan alıntılanmıştır.

Yazan : Andrew Tarantola

Tercüme: Melih Rüştü Çalıkoğlu

Kaynak : engadget.com

İlk Yayın Tarihi: 13 Temmuz 2019

#fizik #kuantum #yerçekimi #çokluevren

28 görüntüleme
Güncel Makaleler: