ARAŞTIRMA DOSYASI /// LEVENT ERTÜRK : DOĞA YASALARI ÜZERİNE DÜŞÜNCELER -15-

Dünya’nın hemen her yerinde, çeşitli yaratılış mitleri Dünya’nın (veya alemin) boşluktan, soğuktan ve karanlıktan aniden bir tür patlama, parlama ile yaratıldığını söyler. Bunlar ister çok tanrılı olsun, ister semavi dinlerdeki gibi tek tanrılı olsun anlattıklarında benzerlik bulunur. Bazı kutsal metinlerde ise, Tanrı’nın bilinmek, sevilmek gayesi ile Dünya’yı ve insanları yarattığına inanılır. Tüm bu anlatımlarda doğruluk payı olabilir. Eski Ahit’in yaratılış bölümünde “Tanrı, ışık olsun, dedi ve ışık oldu. Tanrı, ışığın iyi olduğunu gördü ve onu karanlıktan ayırdı” diyerek ışığın önemine dikkat çekilir. Bundan sonra ise Dünya’nın altı günde yaratıldığı, yedinci gün ise Tanrı’nın dinlendiği anlatılır. Bazı Eski Ahit uzmanlarına göre yaratılış yaklaşık 6-7 bin yıl öncesine uzanmaktadır. Günümüzde ise evrenin başlangıcı yaklaşık 13,7 milyar yıl olarak tahmin edilmekte.

“Evrenin başlangıcı” biraz tartışmalı bir kavramdır. Şeyler öylece ortaya çıkamıyacağına göre, bir kudretin bu başlangıca yol verdiği savunulur. Peki ama evren kendini hep tekrar ediyor olabilir mi? Dinsel ve mistik yorumları bırakıp Dr Hawking’in kitabı üzerinden devam ediyorum.

Evrenin genişlemesi fikri öncelikle “Doppler etkisi” olarak bilinen bir fenomenden kaynaklanmaktadır ve ismini matematikçi Christian Andreas Doppler’den almıştır. Hareket eden bir cisim su dalgası veya ses dalgası gibi bir dalga yayıyorsa, kendi hareketi yönünde dalga boyu kısalırken, hareketin ters yönünde uzamaya başlar. Dalgayı gözleyen gözlemci ile dalga kaynağı arasındaki zaman hesaplaması ile hareket eden cismin uzaklığı ve hızı bulunabilir. Bu prensip yolunuzu kesip cezayı basan polislerin kullandığı radarlarda geçerlidir. Diğer yandan gökcisimlerinin hareketi ve hızları tesbit edilirken “kırmızıya kayma” denilen yönteme başvurulur. Bizden uzaklaşan bir cisimden yayılan ışığın dalga boyu artar ve elektromanyetik ışık tayfı içinde kırmızıya doğru kayma gözlemlenir. Böylece cismin uzaklığı ile bizden uzaklaşma hızı tesbit edilir. Alıntılıyorum.

Evrenin bir başlangıcı olduğuna dair ilk bilimsel kanıt 1920’lerde bulunmuştur ve Edwin Hubble’in Pasadena, California’daki Wilson dağında 2,5 metrelik teleskopu ile yaptığı gözlemlere dayanmaktadır. Galaksilerin yaydığı ışığın tayfını inceleyen Hubble, bütün galaksilerin bizden uzaklaşmakta olduklarını ve ne kadar uzakta iseler o kadar hızlı uzaklaştıklarını gördü. 1929’da galaksilerin bizden uzaklaştıkları oranında geri çekilme hızları ile ilgili bir yasayı yayınladı. Evrenin genişlemekte olduğu sonucuna varmıştı. Eğer bu doğruysa evren geçmişte daha küçük olmalıydı. Aslında uzak geçmiş hakkında fikir yürütecek olursak, evrendeki bütün madde ve enerji hayal bile edemiyeceğimiz bir yoğunluk ve sıcaklığı olan küçücük bir bölgede toplanmış olmalıydı. Yeterince geriye gidebilseydik şimdi “büyük patlama” dediğimiz, her şeyin başladığı zamana ulaşırdık.

Bu genişleme evrenin sanki bir balon şeklinde şişmesi gibi ifade edilir. Sönük bir balona bir kaç nokta koysak ve sonra balonu şişirmeye başlasak, noktacıklar birbirinden uzaklaşır ve şişme seviyesi arttıkça birbirlerinden uzaklaşma hızları da artar. Balonu söndürürsek yeniden ilk duruma ulaşırız. Böylece, galaksilerin birbirinden uzaklaşma senaryosu geri işletilerek bir çeşit başlangıç konumuna ulaşılır. Bu başlangıç konumundaki fizik yasaları ile ilgili bir şey söyleyebilmek zor. Sıcaklık ve kütle yoğunluğu öyle seviyelerdedir ki sanki bir tür “tekillik” durumu içinde tüm yasalar iptal edilmiş gibidir. Ama buna karşı çıkanlar da vardır. Evrenin genişlemesi denildiğinde, evren neyin içinde genişlemektedir gibi bir soru ortaya çıkar. Bazıları ise evrenin kendi içine bükülerek yeniden farklı bir oluşa yol açabileceğini öne sürmüşlerdir.

Büyük patlama kuramından ortaya çıkan bir başka soru ise, evrendeki gök cisimlerinin neden her noktaya eşit dağılacak biçimde “homojen” bir dağılıma sahip olmadıklarıdır. Buna dayanarak büyük patlama denen fışkırmanın sanki kademeli bir şekilde olduğu, böylece gök cisimlerini uzayda bazı yerlerde birbirlerine yakınlaştıkları, bazı yerlerde uzaklaştıkları öne sürülmüştür. Elbette tüm bunları daha sağlıklı bir şekilde yorumlayabilmek için o büyük patlama anına elden geldiğince geri dönülmeye çalışılmalıdır. Büyük patlama kuramının izlerine 1965 yılında rastlandı. Alıntılıyorum.

Evrendeki cisimlerin homojen olarak dağılmayıp bazı yerlerde kümeleşmeleri, şişme anının kademeli ve belli bir düzensizlik ile gerçekleştiği düşüncesine yol açmıştır.

Büyük patlama düşüncesini destekleyen doğrudan gözlem ancak 1965’te yapılabildi. Uzayın her yerinde arka planda güçsüz mikrodalgalar olduğu görüldü. Bu kozmik mikrodalga arka plan radyasyonuna CMBR ismi verildi. Cosmis Microwave Background Radiation. Veya kozmik fon radyasyonu da denir ve mikrodalga fırınınızdaki ile aynıdır ama gücü çok daha azdır. Televizyonunuzun kullanılmayan bir kanalını açarak CMRB etkisini kendiniz de gözlemleyebilirsiniz. Ekrandaki karlı görüntünün küçük bir yüzdesine neden olan bu etkidir. Bu radyasyon etkisi aslında farklı bir gözlem yapılırken tesadüfen bulunmuştur. Böylece CMBR evrenin büyük patlamadan hemen sonraki çok yoğun ve çok sıcak ilk evresinden kalan bir radyasyon izidir.

Mikrodalga arka plan radyasyonu. Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Araştırmasına (WMAP) ait yedi yıllık çalışmanın sonunda elde edilen verilerle 2010 yılında bu gökyüzü haritası çıkarılmıştır. Harita, 13,7 milyar yıllık sıcaklık dalgalanmalarını farklı renklerde gösterir. Resimdeki dalgalanmalar bir derecenin binde birinden küçük ısı farklılıklarına denk düşer. Ama bunlar büyüyüp ayrı birer galaksi olacak tohumları içinde taşır.

Evrenin ilk döneminde büyük oranda hidrojen, helyum ve lityum elementlerinin oluştuğu bazı ölçümlerle ortaya çıkmıştır. Ağır elementler ise yıldızların içinde oluşmuştur. Büyük patlamanın ilk ânında evren öylesine hızlı bir şekilde genişlemiştir ki, bu tıpkı, madeni bir paranın bir ân içinde Samanyolu galaksisinin genişliğin on milyon katına ulaşması gibi bir şeydir. Peki bu patlama nasıl oluşmuştur? Aslında Einstein’in genel görelilik kuramı bir tür evrensel başlangıca izin veriyordu. Ama bu başlangıç konumunda bütün hesaplar çöküyor ve bunun yerini bir belirsizlik hâli alıyordu. Kütle çekim ve görelilik kuramları böyle bir durumu açıklamakta yetersiz kaldığı için, yakın zamanlarda fizikçiler, başlangıç ânını anlamak için -veya gerçekten bir başlangıç ânı olup olmadığını anlamak için- kuantum kuramına başvurmak zorunda kaldılar. Alıntılıyorum.

Einstein’in genel görelilik kuramına göre başlangıcı açıklayamadığımıza göre, evrenin başlangıcını açıklayabilmek için çok daha karmaşık bir kuram koymak zorundayız. Genel görelilik kuramı çökmemiş olsa bile, daha bütünsel bir kurama ihtiyacımız olacaktır. Zamanda yeterince geriye gidilirse evrenin Planck ölçüsü (santimetrenin milyar kere trilyonda kere trilyonda biri) kadar küçük olduğu zamana ulaşırsınız ki, bu ölçekte kuantum kuramı dikkate alınmak zorundadır. Henüz tamamlanmış bir kuantum çekim kuramımız olmasa da, evrenin başlangıcının bir kuantum etkisi olduğunu biliyoruz. Sonuç olarak, evrensel şişme kuramını elde edebilmek için, genel görelilik kuramıyla ilgili bildiklerimizi kuantum kuramı ile birleştirmek zorundayız.

Bu başlangıçtan önce “zamanda” ne olduğu ise, anlamsız bir soru gibi görülmekte. Zaman diğer boyutlardan ve hareketten bağımsız olarak ele alınamıyorsa, büyük patlamadan önce ne vardı veya neler oluyordu gibi sorular da pek bir şey ifade etmemekte. Alıntılıyorum.

Zamanın başlangıcı konusu biraz Dünya’nın kenarı konusuna benzer. İnsanlar Dünya’nın düz olduğunu düşündükleri zamanlarda, denizlerin Dünya’nın kenarından dökülüp dökülmediğini de merak etmiş olabilirler. Bu, deneysel olarak sınanmıştır. Dünya’nın etrafı dolaşılabilir ancak aşağı düşülmez. Dünya’nın kenarından düşme sorunu Dünya’nın düz değil eğik bir yüzeye sahip olduğu anlaşıldıktan sonra ortadan kalkmıştır. Ancak, klasik fizikte, zaman oyuncak bir tren hattına benzer. Eğer bir başlangıcı varsa, trenin hareket etmesini sağlayan biri (örneğin Tanrı) olmak zorundadır. Einstein’in genel görelilik kuramı zamanı ve uzayı uzay-zaman olarak birleştirip onları belli oranda harmanlamış olsa da, zaman yine de uzaydan farklıydı. Ya bir başlangıç ve sona sahipti, ya da sonsuzluk boyunca devam ediyordu. Ancak kuantum kuramının etkilerini genel görelilik kuramına eklediğimizde, meydana gelen eğrilik o kadar büyüktür ki, zaman uzayın bir başka boyutuymuş gibi davranır.

Erken evrende, uzayın fiilen dört boyutu vardı ama zaman yoktu. Yani evrenin “başlangıcından” söz ederken çok incelikli bir konuya gelip dayanıyoruz; evrenin başlangıcında bizim bildiğimiz zaman yoktu! Uzay ve zamanla ilgili bildik düşüncelerimizin çok erken evrene uygulanamayacağını kabul etmek zorundayız. Bu, bizim deneylerimizin dışında; ama hayal gücümüzün ve matematiğin dışında değil. Erken evrende, bu dört boyut tek bir uzay gibi davranırsa zamanın başlangıcına ne olur?

Zamanın uzayın bir başka boyutu gibi hareket edebildiğini anladığımızda, başlangıcı olan bir zaman sorunundan, tıpkı kenarı olan Dünya sorunundan kurtulduğumuz gibi kurtulabiliriz. Diyelim ki evrenin başlangıcı Dünya’nın güney kutbuna benziyordu ve enlem dereceleri zaman rolünü üstlenmişti. Bu durumda, biri kuzeye doğru hareket ettiğinde evrenin büyüklüğünü temsil eden sabit enlem daireleri genişleyecektir. Evren güney kutbunda bir nokta olarak başlamıştır ama güney kutbunun herhangi bir noktadan farkı yoktur. Evrenin başlangıcından önce ne olduğu sorusu anlamsızlaşır, çünkü güney kutbunun güneyinde bir şey yoktur. Bu resimde uzay-zamanın bir sınırı yoktur, güney kutbunda geçerli olan doğa yasaları her yer için geçerlidir. Benzer şekilde, genel görelilik kuramı ile kuantum kuramı birleştirildiğinde, evrenin başlangıcından önce ne olmuştu soruna gerek yoktur. Geçmişlerin sınırları olmayan kapalı yüzeyler olduğu düşüncesine sınırsızlık koşulu denir.

Evren bir gün kendi içine çökecek mi yoksa sonsuza kadar genişleyecek mi? Peki o zaman ne olacak?

Aslında bu, “evren sonsuz değildir ama sınırsızdır” demenin başka bir yolu. “Sonsuzluk” son derece soyut ve nerdeyse anlaşılması imkânsız bir kavram. Sınırsızlığı kavrayabilmek nisbeten daha kolay. Dünya büyüklüğünde bir futbol topunun iç çeperinde dolaşan bir karınca olduğunuzu düşünün. Ne kadar giderseniz gidin bu iç yüzey asla bitmeyecektir. Sonsuz değildir ama kendi içinde büzüldüğü için sınırsızdır.

Peki, bu sınırsız olanın “ötesinde” ne var sorusu, elbette dinsel inançlara yol verir ve o noktada herkes istediği gibi inanabilir. Sanırım, Dr Hawking tanrı fikrine pek yanaşmamakta. Alıntılıyorum.

Yüzyıllar boyunca pek çok insan -Aristotales dahil- evrenin nasıl yaratıldığı meselesinden kurtulmak için onun hep var olduğuna inandılar. Diğerleri ise, evrenin bir başlangıcı olduğuna inandılar ve bunu Tanrı’nın varlığını savunmak için bir iddia olarak kullandılar. Zamanın uzay gibi işlediğini anlamak yeni bir seçenek sunar. Evrenin bir başlangıcı olmasına yapılan eskimiş itirazları ortadan kaldırır ve aynı zamanda evrenin başlangıcının bir Tanrı tarafından değil bilimsel yasalarca yönetildiğini de gösterir.

Bu noktada Dr Hawking’e katılamıyorum. Evren, son derece küçük bir mekandan ani genişleme ile ortaya çıktıysa, bu durumda, “evren neyin içinde genişliyor” sorusu epey boşlukta kalmakta. Bu noktada, benim Tanrı inancı ile ilgili herhangi bir sorunum yok. Hatta inandığımı da söyleyebilirim ama elbette kimseye bu inancımı mutlak doğruymuş gibi empoze etmeye hakkım olamaz. İnancım ölüm korkusundan ve sonsuzluk özleminden veya açıkça bilgi eksikliğinden de kaynaklanıyor olabilir. İşin içine Tanrı inancı girdiğinde, bir şey söyleyebilmek -bence- çok zor; hiçbir şekilde ölçülemeyen, gözlemlenemeyen, hesaplanamayan tamamen doğa üstü bir kudret ile karşı karşıya kalırız. Diğer yandan, böyle olmak zorundadır; zira, Tanrı eğer ölçülebilen, gözlemlenebilen bir şey olsaydı zaten onun da diğer şeylerden bir farkı kalmazdı. Bu son derece çetin konuda, dünyamızdaki insanların birbirlerinin farklı inançlarına saygı göstermesini dilemekten başka yapabileceğim bir şey yok. Sadece, dindar insanların birbirlerinin inançlarına saygılı olmalarını dilemekle kalmıyorum; aynı şekilde, Tanrı inancı olmayan insanlara da saygı gösterilmesi gerektiğini savunuyorum. Alıntıya devam ediyorum.

Evrenin başlangıcı bir kuantum olayı ise, Feynman’ın geçmişler toplamı tarafından doğru olarak tanımlanması gerekir. Ancak kuantum kuramının Kopenhag yorumunu, yani gözlemcinin de gözlediği evrenin bir parçası olduğunu, evrenin tamamına uygulamak epey karışıktır. Çift yarık deneyinde, iki yarıklı bir engelden geçirilen madde parçacıklarının arkadaki ekranda tıpkı su dalgaları gibi girişim örüntüleri oluşturduklarını görmüştük. Feynman bu durumun, bir parçacığın tek bir geçmişi olmadığı için gerçekleştiğini gösterdi. Yani bir parçacık, başlangıç noktası A’dan bitiş noktası B’ye doğru giderken tek bir belirli yol izlemez; tersine, iki noktayı birbirine bağlayan bütün olası yollardan aynı anda geçer. Bu bakış açısına göre girişim sürpriz değildir, çünkü parçacık aynı anda her iki yarıktan da geçebilir ve kendiyle girişim oluşturabilir. Parçacığın hareketine uyguladığımızda, Feynman yöntemi aynı zamanda evren gözlemlerindeki kuantum olasılıklarını hesaplamak için de kullanılabilir. Bu yöntem bir bütün olarak evrene uygulanırsa bir A noktası olmayacaktır, bu yüzden sınırsızlık koşuluna uyan bütün geçmişleri toplayacağız ve bitiş noktamız bugün gözlemlediğimiz evren olacak.

Bu görüşe göre evren kendiliğinden ortaya çıkar ve her olası yoldan başlar. Bu olası yolların çoğu diğer evrenlere karşılık gelir. Bu evrenlerin bazıları bizim evrenimize benzerken, çoğu oldukça farklı olacaktır. Bunlar, kendi doğa yasaları bakımından da farklı evrenlerdir. Aslında, pek çok farklı fiziksel yasaları olan sayısız evren mevcut olabilir. Bazı insanlar bu düşünce ile kimi zaman “çoklu evren” (multi üniverses) kavramı denen büyük bir gizem yarattılar, ama bunlar yalnızca Feynman’ın geçmişler toplamı kuramının farklı şekillerde ifade edilmesidir.

Bunu örneklemek için balon benzetmesinin yerine genişleyen evreni bir kabarcığın yüzeyi olarak düşünelim. Bu durumda evrenin kendiliğinden kuantum çıkışı kaynamakta olan suyun yüzeyinde oluşan kabarcıklara benzetilebilir. Pek çok küçük kabarcık oluşur ve kaybolur. Bunlar, henüz mikroskobik ölçüde iken genişleyen ve çöken mini-evrenlerdir; ama akıllı yaşam bir yana, galaksileri ve yıldızları oluşturmaya yetecek kadar varlıklarını sürdüremedikleri için pek ilgimizi çekmezler. Yine de bu küçük kabarcıklardan bazıları yeterince büyür ve çökmekten kurtulurlar. Sürekli artan bir hızla genişlemeyi sürdürürler ve görebildiğimiz fokurdamayı oluştururlar. Bu durum her ân artan hızla genişlemeye başlayan evrenlere, yani şişme dönemindeki evrenlere karşılık gelir.

Evrendeki ilk şişme ânının düzensiz olması önemli bir konu. Böylece ortaya homojen olmayan bir yapı çıkmış bu da hayatın oluşumuna yol vermiş olabilir. Alıntılıyorum.

Daha önce de belirttiğimiz gibi, şişmenin neden olduğu genişleme her yerde birörnek olmayabilir. Geçmişler toplamında yalnızca bir adet tamamen birörnek ve düzenli geçmiş vardır ve bu en büyük olasılığa sahiptir. Ancak azıcık düzensiz olan pek çok farklı geçmiş de neredeyse o kadar yüksek olasılığa sahiptir. İşte şişme kuramının CMBR’de gözlemlediğimiz küçük ısı farklılıklarıyla ilgili olarak, erken evrenin muhtemelen birörnek olmadığını öngörmesinin sebebi budur. Erken evrendeki düzensizlik bizim şansımızdır. Neden? Erken evrendeki düzensizlik önemlidir, çünkü bazı bölgeler diğerlerine göre biraz daha yoğun olduğunda fazladan yoğunluğun çekimsel gücü, çevresine göre genişlemeyi yavaşlatacaktır. Kütle çekim kuvveti yavaşça maddeyi biraraya getirecek, sonunda galaksileri ve yıldızları oluşturmak üzere çökecek ve bu da gezegenlerin ve onların en azından birinde insanların var olmasına olanak tanıyacaktır. Bu yüzden gökyüzünün mikrodalga haritasına dikkatle bakın. Evrendeki tüm oluşumların kopyasıdır. Bizler erken evrendeki kuantum dalgalanmalarının ürünleriyiz. Bir anlamda, Tanrı zar atıyor denebilir.

Sonsuz olasılıklar dünyasında elbette akla gelebilecek her şey olabilir. Kimbilir belki de böyle şeyler gerçekten olduğu ve bizde izler bıraktığı için bunlar “aklımıza gelmektedirler.” İnsanın bilim gücü kadar, hayal ve sanat üretme gücü de şaşırtıcıdır. Bu ise beni, eski bir soruya götürüyor. Bizler sanat yaparken ve hayal kurarken, ortaya yeni bir şeyler mi koyarız, yoksa, daha önce yaşanmış bir gerçeklik ile düşünce yoluyla temasa geçip ordaki gerçeklikleri kendi hayalimiz olarak mı geliştiririz? Bilemiyorum. Ama ne olursa olsun, kuantumun “geçmişler toplamı” kuramı sadece bilimsel kuramlara değil, sanki sanata da yol verir gibi.

-devam edecek-

Reklamlar

Etiketlendi:, , ,

Bir Cevap Yazın

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: