EVRENLERİ EHLİLEŞTİRMEK

Popular Science (Turkey) - - GELECEK -

Evrenimizin şişme evresini tamamlamış bir balona benzediği bu kozmos yapısında her şey mümkün. Stephen Hawking, geçtiğimiz yıl gerçekleştirdiği bir röportajında şöyle söylüyordu; “Ebedi şişme kuramı, kozmosun sonsuz bir fraktala benzediğini öngörüyor. Farklı paket evrenlerden oluşan bu mozaikteki her bir evren şişmekte olan bir okyanusla birbirinden yalıtılmış durumda. Yerel fizik ve kimya yasalarıbirevrendendiğerinefarklılıkgösterebilirvebunlar dabirbütüngibiçalışanbuçokluevreniyaratıyorolabilirler. Ben hiçbir zaman çoklu evrenler modellerinin taraftarı olmadım.Çünkübuevrenlereerişipelimizdekikuramlarıtest edebilmemizinimkânıyok.”

Hawking ve Hertog’a göre asıl sorun, Einstein’ın evrenin makro ölçekli evrimini açıklayan genel görelilik kuramıyla, kuantumkıpırdanmalarısonucundayenievrenleryaratabilen mikro ölçekli kuantum mekaniği dünyasının birbiriyle bağdaşmıyor oluşu. Ebedi şişme modeli, Hertog’un deyimiyle; klasik fizikle kuantum fiziği arasındaki sınırı kaldırıp Einstein’ın kuramını çalışmaz hale getirdi. İkilinin makalesi, genel görelilik ve kuantum mekaniğini birleştirme gibi birçabagütmüyoramasicimkuramıfizikçilerininkullandığıyöntemleilerleyip,karşımızdakibuçokluevrenleryumağını basitleştirmeye çalışıyor.

Modern fiziğin eriştiği noktanın temsiline dönüşen sicim kuramının diğer teorilerden farklı bir bakış açısına sahip olduğunu kısaca hatırlamakta fayda var. Kurama göre, maddenin en küçük yapıtaşları atomaltı parçacıklar değil; onlardandaküçükolansicimler.Parçacıklarınherbiri,ince birlastiğebenzeyenvetitreşereksalınansicimlerdenoluşuyor.Maddenin,atomçekirdeğindenyüzmilyarkeremilyar küçük olan sicimlerin titreşimleriyle oluştuğunu söyleyen kuram bir anlamda kuantum mekaniğiyle genel görelilik arasındaki uyumsuzluğu da çözmüş oldu. Bu tek boyutlu sicimlerin farklı titreşimleri, birbirinden farklı parçacıkları yaratıyor.Örneğinelektron,kendineözgübirbiçimdetitreşenbirsicim.Kuantummekaniğivegenelgöreliliğibirleştirenşeyse,varlığıdeneyselolarakkanıtlanmamışbirtaşıyıcı parçacık; nam-ı diğer graviton. Tüm temel kuvvetler gibi kütleçekiminin de taşıyıcı bir parçacığı olduğunu söyleyen kuram, graviton sayesinde genel göreliliğin merkezinde durankütleçekiminikuantummekaniğineuyarlamışoldu. SonuçolarakEinstein’ıngörelilikkuramıkuantumseviyeye indirgenebiliyor. İşte bu yüzden, Hawking ve Hertog sicim kuramının kendine özgü matematiksel yapısını kullandıklarında, kuantum mekaniği ve genel göreliliği bir araya getirmiş oldular.Amabahsedilmesigerekenönemlibirayrıntıdahavar.Ve bununiçinkaradelikleredoğruyolalmamızgerek.

Karadelikler ve termodinamik

Adı karadeliklerle anılan Stephen Hawking, karadeliklerin o meşhur olay ufku alanlarının, yutulan her maddeyle biraz daha genişlediğinigösterip,bukaçınılmazdurumuntermodinamiğin ikinci yasasında ifade edilen “evrendeki entropinin sürekli artıyor oluşuna” benzediğini ortaya çıkarınca fizik dünyasında bir devrim gerçekleştimişti. Böylece karadeliğin olay ufku alanının entropiyle tanımlanmak zorunda olduğu keşfedildi, karadelik yasalarıvetermodinamikyasalarıbiraradayorumlanmayabaşlandı. Hawking özetle şunu anlatıyordu; bir karadeliğin sıcaklığı sıfırın üzerindeyse mutlaka radyasyon yayması, yani parlaması gerekir. Buna Hawking Işımasıdeniyor.

Ancak Hawking’in, karadeliklerin ışıma yaydıklarında küçüldüğüvezamanlayokolduklarınıönesürmüşolması,takipeden yıllarda bilim dünyasının şahit olduğu en ateşli tartışmalardan birine; “Enformasyon Paradoksu” olarak adlandırılan duruma yol açtı. Çünkü bu görüş “Yutulan maddeyle birlikte karadelik yok oluyorsa, yutulan maddenin taşıdığı bilgiye ne olur?” sorusuna bir cevap veremiyordu. Tartışmayla birlikte karadeliklerin kuantum özellikleri üzerine uzun yıllar boyunca yürütülen araştırmalar da hız kazandı ve sorunun çözümü sicim kuramı fizikçilerinden geldi. Hawking önce bilginin de yok olacağını söylediği için ağır eleştirilere maruz kaldıama sonunda kendisi de bu durumunkuantummekaniğinetersdüştüğünükabuletti.Sicim kuramı fizikçilerinden Leonard Susskind önderliğinde gelen çözüm son derece kısa ve netti: Enformasyon asla kaybolmaz. Öyleyse yutulan maddenin içerdiği bilgi bir şekilde kopyalanıp simüleedilerekkorunmakzorunda.

EBEDI ŞIŞME KURAMI, KOZMOSUN SONSUZ BIR FRAKTALABENZEDIĞINI ÖNGÖRÜYOR. FARKLI PAKETEVRENLERDEN OLUŞAN BU MOZAIKTEKI HER BIR EVREN ŞIŞMEKTE OLAN BIR OKYANUSLABIRBIRINDENYALITILMIŞ DURUMDA

Karadeliğin içine düşmek

Hawking’in,karadeliklerinbilgidepolamakapasitesini,karadeliğiniçhacmiyledeğil,yüzeyiyle(olayufku)ilişkilendirmesi holografikilkeyeaçılanilkyololdu.Çünkühologramdaözündeikiboyutlubiryüzeyde3boyutlubircisminbilgisinindepolanabilmesinedayanıyor.Şöyledüşünelim;karadeliğedoğru serbestdüşüşyapıyorolsanız,olayufkunugeçerkenyaşadıklarınızla,siziuzaktanizleyenbirgözlemcininosıradagördükleri birbirindenfarklıolurdu.BugözlemfarkıHawkingIşınımı’ndan kaynaklanıyor. Gözlemci, olay ufku sınırında olduğunuz noktada Hawking Işınımı’na maruz kaldığınızı görürken siz gözdenkaybolursunuz.Fakatsizbusahneyiböyleyaşamazsınız.Busıcakışınımıgöremeyensiz,etkisinidehissetmez,boş uzaydasüzülüyormuşgibiilerlerken,başkabirisizinyanıpkül olduğunuzu izledi. Olaya sizin açınızdan bakıldığında; olay ufkunusüzülerekgeçtinizvekaradeliğinmerkezinedoğruçekilmeyedevamediyorsunuz.Ancakuzaktakigözlemciyegöre çoktanyokoldunuz.Pekigerçekolanhangialgı?Sicimkuramı fizikçilerinegöre,ikisidedoğru!Neticedekaradeliğiniçinden geridönüpyaşadığınızıispatedemezsinizçünküolayufkunu geçen hiçbir madde yutulmaktan kurtulamaz. Gözlemci de karadeliğin içine atlayıp sizi bulamaz. Çünkü Hawking Işınımı’nı gördüğü anda karadeliğin içine dalsa bile siz o esnada çoktantekilliğedüşüpkaybolmuşolacaksınız.Pekibudurumdabilgiyeneolur?

Holografik paralel evrenler

Sizin bakış açınızla, sizde; yani beyniniz ve vücudunuzda depolanmış tüm bilgi de sizinle beraber karadeliğin olay uf- kundan geçti ve yutuldu. Gözlemciyse taşıdığınız bütün bilginin ışınımla emilip yok olduğunu izledi. Öyleyse bu paradoks nasıl çözülecek? Aslında olan şu; uzaktaki gözlemci, karadelik entropisinin karadeliğin olay ufku alanıyla belirlendiği sonucuna vardı. Çünkü ufuk, entropinin depolandığı yer. Sicim kuramı fizikçileri Leonard Susskind ve Gerard ‘t Hooft’un bu soruyu yanıtlamak için uzun yıllar boyuncasürdürdükleriçalışmaları kısaca özetlendiğinde şöyle söylüyor; Madde yutulsa da içerdiği bilgi iki boyutlu yüzeyden yansıyan 3 boyutlu bir hologram olarak korunur. Ama karadeliklerde geçerli olan bu tuhaf durum tüm evren için de geçerli olmak zorunda. Öyleyse bildiğimiz üç boyutlu gerçeklik de çok uzaktaki iki boyutlu bir yüzeyden yansıyan holografik bir görüntü olabilir. Bu da neticede çoklu evrenler modellerinden bir başkasını; Holografik Paralel Evrenlermodeliniyaratıp,paralelevrenlerinengirifthalinisunuyor.

HawkingveHertog’unyaptığışey,buholografikprensibikullanarak, üç boyutlu evrenimizi önce iki boyutlu bir yüzeye indirgemek oldu. İki boyutlu yüzeyden yansıyan holografik görüntü, bizim 3 boyutlu evrenimizde yaşayıp “gerçek” diye nitelendirdiğimiz şeye karşılık geliyor. Bunu yaptıklarında evreni daha basit bir modelde ele alma şansı buldukları için ebedi şişmeyi incelerken genel görelilikten bağımsız hareket edebildiler. Başka bir deyişle, “zamansız evren”modeliniyaratmışoldular.

Evren Bir Hologram mı? Bildiğimiz üç boyutlu gerçeklik, çok uzaktaki iki boyutlu bir yüzeyden yansıyan holografik bir görüntüden ibaret olabilir.

Karadelik Savaşları

Solda; Hawking’in ilk önerdiği yapıyı görüyoruz. Sağdaysa Joseph Polchinski tarafından öne sürülen, karadelikleri kuşatarak her şeyi yakıp buharlaştıran ateş duvarında neler yaşanacağı gösteriliyor. Sicim kuramcısı Leonard Susskind ise enformasyonun asla kaybolmayacağını, hologram olarak korunması gerektiğini öne sürdü.

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey

© PressReader. All rights reserved.