Kuantum fiziği kapsamında kuantum dalgalanması (Quantum
Fluctuation) uzayın belli bir noktasında Werner Heyzenberqin belirlediği
Belirsizlik ilkesi kapsamında enerji miktarındaki geçici olarak değişiyor. Bu
olay enerji depolama yasasının bozulabileceğini göstermektedir.
Ancak bu ihlal
sadece çok küçük zaman aralıklarında meydana verebiliyor. Buna rağmen
fizikçiler bu ihlalin yapıldığı anda var olan koşullara bağlı olarak sürenin
uzatılabilir olabileceğini ve hatta evreni yaratabilecek bir tüpün yoktan
oluşup genişleye ileri sürüyor. İyi, ama kuantum dalgalanması nasıl hiçlikten
enerji, bu nedenle madde oluşmasına neden olabilir? Bunun evren idrak etmemiz
açısından değeri ve önemi nedir?
Kuantum dalgalanması sonucu sanal parçacıkların madde-anti
çiftleri hiç yoktan var olabiliyor. Sanal parçacıklar kuantum teorisi içindeki
matematiğin bir sonucu olarak ortaya çıkan, henüz tam olarak anlaşılamamış bir
kavramdır. Bu parçacıklar doğrudan gözlemlerle tanımlanabilir bilinmiyor.
Matematiksel hesapların gözlenebilen ve tespit edilebilen kısımları üzerinde
etkisi olmadığı için bunlara "sanal" parçacık söylenmiştir. Ancak bu
yapıların çok ilginç özellikleri var: ilk olarak fiziğin temel ilkelerini poz
bilirler. Örneğin zamanda geri hareket edebilirler, enerji saklanmasına tabi
değilmiş gibi davranırlar ve hatta ışıktan hızlı hareket edebilirler. Bunların
hiçbiri gerçek parçacıklar tarafından edilemez. Sanal parçacıkların bunu
edebilmesinin nedeni varlıklarının madde ve enerji üzerindeki etkilerinin her
zaman sıfır olmasıdır. Gerçek bir madde asla bu kuralları bozamaz, çünkü
kendisinin neden olduğu her şey "bilgi değeri" taşır ve çevresindeki
sisteme sıfır olmayacak şekilde etkiliyor. Sanal parçacıklar ise her zaman
kendilerini iptal eden anti sanal parçacıklarla bir yerde meydana geldikleri
için fiziğin tüm temel ilkelerini poz bilirler. Burada uyarı yapalım: sanal
parçacıklar anti parçacıklar ile karıştırılmamalıdır, ayrı konulardır. Sanal
parçacıklar olduğu gibi, sanal anti parçacıklar da var. Bunların etkileri
maddenin karşılığı olan antimaddeden farklıdır.
Bu, kulağa biraz fantastik gelebilir (belki daha fazla),
ancak kuantum mekaniğinin en temel bulguları arasında yer alır. Üstelik gerçek
madde ve enerji üzerinde tek etkileri de tespit edilmiştir. Az önce maddeye ve
enerjiye etki edemeyeceklerini söylemiştik. Ancak bu, sanal parçacıkların tüm
etkilerinin toplamıdır. Sanal zerrecik çiftlerinin tek halleri
(anit sanal parçacık etkilemediği halde) madde ve enerjiye etkileyebilir. Ancak
sanal parçacıkların sistemin toplamına etkisi sıfırdır. Sanal parçacıkların
etkileri çok çeşitli fiziksel araştırmalarda tespit edilmiştir. Coulomb
kuvveti, dipollar arası manyetik gücünün elektromanyetik induksiyası, zayıf
nükleer kuvvet, kuarklar arası güçlü nükleer kuvvet, fotonların spontan
şüalanması, vakum polarizasiyası, Casimir etkisi, atom seviyesindeki Lamb
kayması, Hawking radyasyonu gibi sayısız olguda sanal parçacıkların etkisi
belirlenebilir bilinir,ancak doğru yere bakmayı bilirseniz, etkilerini müşahide edebilirsiniz. Hatta
günümüzde bu, sanal parçacıkların büyük ihtimalle evrenin her noktasında her an
meydana geldiğini ve sonra hemen yok olduklarını doğruluyor.
Peki bunun evrenin var oluşuyla alakası nedir? Bu çok geniş
bir konudur ve bu konuda bir çok kitap yazıldı, yazılıyor ve yazılacak. Ancak
çok kısa bir düşünce zinciri bizi bu noktaya getiriyor: evrendeki tüm maddenin
ve enerjinin tüm enerjisi toplamda sıfırdır. Birçok ayrı bilim insanının
(Stephen Hawking, Laurence M. Krauss ve Michio Kaku gibi) analizleri bunu
gösteriyor. Eğer enerji toplamda sıfırdırsa evren hiçlikten var olabilen
kuantum dalğalanmanın bir ürünü olabilir! Yani şu anda büyük bir sanal parçacık
içerisinde yaşıyor olabilir miyiz? Ancak sanal parçacık çiftlerinin çok kısa
bir süre için var olabildiğini, sonrasa yok olmak zorunda olduğunu söylemiştik.
Bu nasıl olacak?
Sorunun cevabı Büyük Patlama Teorisi ve alt başlıklarında
gizlidir. Modern fiziğin oybirliğiyle anlaştığı en temel noktalardan biri Büyük
Patlama'nın bir noktada, müthiş küçük bir hacimde ve bir anda gerçekleştiği ve
sonra müthiş hızlı bir genişleme (enflasyon) dönemine girildiği. Bugün kozmik
mikrodalga arka plan şüalanması ve yerçekimi dalgaları gibi bulgular bu
görüşleri doğruluyor. Bir başka önemli nokta da bu genişlemenin başlaması için
çok çok küçük bir miktar enerjinin yeterli olduğudur. Tıpkı bir orman yangını
gibi ufacık bir "enerji" her şeyi başlatabilir. Çünkü başlangıç çok küçüktür ve sonra var olan her şeyin tüm enerjisinin toplam
sıfırdır. Kuantum dalgalanması Kainat içinde de, büyük ihtimalle Evrenin
oluşumundan önce de, sürekli yaşanan bir olay olabilir. Bir başka deyişle,
tıpkı evrenimizde içerisinde var olduğu gibi, hiçlik içerisinde de
kuantum dalgalanma durmadan iş başında olabilir. Bunların enerji dengesi ve
özellikleri her seferinde birbirinden farklıdır ve o kadar çok sayıda meydana
gelir ki, içlerinden biri, doğru şartlarda meydana gelirse, Evrenin
başlangıcını tetikleyecek genişlemeyi yaratabilir!
Bunun mümkün olabileceğini de, yukarıda verdiğimiz xeberdeki
araştırmacılar matematiksel olarak göstermiş oldular: Wheeler-DeWitt Tenliklerinin özel bir alt küme çözümü ... Bu denklem modern
fiziğin iki temel teorisi olan kuantum mexanikasıi ile Genel Görecelik
teorisini birbirine bağlamaya çalışan bir tenlikdir.
Eğer bu bacarılsa Kuantum Yerçekimi teorisi inşa edilebilecek. Denklemin
kendisinin sorunları vardır (zaman sorunu gibi), ancak yine de önemli bir
matematiksel ifade olarak görülmekte ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Çünkü
işe yarıyor.
Kuantum dalgalanma sonucu hiçlikten oluşan varlık Science
dergisinde yayımlanan makaleye göre, evrenin herhangi bir resim modelinde
meydana gelebiliyor. Matematiksel olarak yapılan bu ispattan önce evrenin
sadece dümdüz olması halinde kuantum dalğalanmanın hiçlikten bir evren
yaratabileceği, çünkü ancak o zaman sanal parçacıkların tüm etkisinin
toplamının sıfır olabileceği düşünülüyordu. Ancak yapılan inceleme evrenin
şekli ne olursa olsun (açık, kapalı veya düz), kuantum dalğalanmanın hiçlik
içerisinden enerjisi toplamı sıfır olan bir varlığı kendiliğinden ve durduk
yerde yaratabileceğini onaylamış olur.
Buna kesin bir şey gözüyle bakmak çok doğru olmaz, halen
onaylanması, tekrarlanması ve gözlenebilen delillerle desteklenmesi gerekir.
Bunları elde etmek için çok bir gözlem gerekebilir. Fakat muhtemelen, bu hesap
doğruysa ve deneysel olarak gösterilse, evrenin nasıl var olduğunun soruyu
tamamen çözülmüş olabilir. En azından o yöne doğru büyük bir adım atmış
olabiliriz. Hatta bu keşfin "Evrenin dışında ne var?" sorusuna da
yanıt vermesi mümkündür: kuantum dalgalanmaları ile örülmüş dev bir hiçlik.
Bunun içerisinde çok sayıda var olmuş ve var olan evren ... Bizim evrenimiz
hiçlik içerisinde sürekli yanıp sönen noktacıklar gibi olan kuantum
dalgalanmalarının içinde var olabilmiş basit bir genişletme olabilir. Ancak o
zaman neden bu kadar karmaşık ve girift bir içeriğe sahip? Madde ile anti
birbirinden nasıl ayrıldı? Bu ve bunun gibi sorularla bu alandaki bulgular
bilim camiası tarafından heyecanla, merakla ve aynı derecede şüpheyle
karşılanıyor.
Son olarak ... Bu bulgu ve evrenin olabilecek bu modeli
aslında bizim "yok olduğumuz" anlamına gelir? Hayır, bu s bir
açıklama olurdu. Çünkü biz maddeden
oluşan varlıklar olarak ne isek oyuk. Yani evrenin tüm enerjisinin sıfır olması
veya hiçlikten var olduğumuz gerçeği bizim "hiç" olduğumuz anlamına
gelmiyor. Çünkü nasıl var olduğumuzu keşif yapmamız var olduğumuz gerçeğini
değiştirebilen bir keşif değil. Biz evrenin olumlu madde-enerji tarafında
bulunan strukturlarıq. Bunu hiçbir bulgu değiştirmeyecektir. Ancak bu keşif
bizim varlığımızın "dev" bir hiçlik içerisinde olduğunu tastik
edebilir. Bunun sonucunda hiçlik içerisinde sonsuz sayıda evrenler
oluşabileceği görüşüne de kapı aralanmış olur. Zaten çoklu evrenler dair
bulguların ve bilgilerimizin giderek arttığı günümüzde bunu keşfetmek de büyük
bir adım olacaktır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder