Filozoflar binlerce yıldır “hiçlik” in doğası hakkında tartışıyor. Peki ya modern bilimin bu konu hakkındaki görüşleri neler? Kraliyet Astronomu ve Cambridge Üniversitesi Kozmoloji ve Astrofizik Onursal Profesörü Martin Rees, The Conversation ile yaptığı bir röportajda fizikçilerin hiçlik kavramının uzay boşluğu (vakum) anlamına geldiğini açıklıyor. Bu kulağa direkt gelebilir; fakat deneyler uzay boşluğunun aslında boşluk olmadığını, aksine evrenin kaderiyle ilgili önemli bilgiler vadeden görünmez ve gizemli bir enerjiden oluştuğunu gösteriyor.

S: Uzay boşluğu sahiden de bir hiçlikten mi ibaret?

C: Uzay boşluğu bize hiçlikmiş gibi görünür. Benzetme yapacak olursak, bir balık için su hiçlikmiş gibi görünür-denizde yüzen her şeyi çıkardığımızda geriye su kalır. Benzer şekilde uzay boşluğunun da oldukça karmaşık olduğu düşünülüyor.

Evrenin oldukça boş olduğunu biliyoruz. Uzayın ortalama yoğunluğu her on metreküp başına bir atom düşecek büyüklükte. Bu, dünyada yaratabileceğimiz vakumdan çok daha fazla seyreltilmiş olduğu anlamına geliyor. Fakat var olan tüm maddeyi çıkarsanız da yakın zamanda doğrulandığı üzere uzay, kütleçekimsel dalgaların yayılmasına olanak sağlayan kendine özgü bir elastikliğe sahip. Dahası, uzay boşluğu egzotik bir çeşit enerjiye sahip.

S: Vakum enerjisini ilk kez 20. Yüzyılda, atomların ve parçacıkların ufak dünyasını yöneten kuantum mekaniğinin yükselişi ile öğrendik. Kavram, uzay boşluğunda dalgaları ve sanal parçacıkları meydana getiren bir arkaplan enerji alanını belirtir. Alan, ufak da olsa bir kuvvet meydana getirir. Peki ya büyük ölçekte uzay boşluğu ne anlama gelir?

C: Uzay boşluğunun büyük ölçekli bir kuvvet meydana getirdiği 20 yıl önce keşfedildi. Astronomlar, evrenin genişlemesinin hızlandığını keşfetti. Bu bir sürprizdi. Genişleme 50 yılı aşkın süredir biliniyordu. Fakat galaksilerin ve diğer yapıların birbirine uyguladığı yerçekimi kuvveti yüzünden genişlemenin yavaşlayacağı düşünülüyordu. Bu sebeple yerçekimine bağlı yavaşlamanın genişlemeyi “iten” bir güç tarafından engellendiği gerçeği tam bir sürpriz oldu. Uzay boşluğu bünyesinde gizlenmiş ve büyük ölçüler arasındaki yerçekimi kuvvetine baskın gelen bir çeşit geritepki oluşturan bir enerjiye sahipti. Karanlık enerji adını alan bu fenomen, uzay boşluğunun özelliksiz ve bağıntısız olmadığı gerçeğinin en heyecan verici dışavurumuydu. Sahiden de evrenin uzun vadeli kaderini belirleyici nitelikte.

S: Peki bilebileceklerimizin limiti var mı? Bir atomdan trilyonlarca kat daha küçük bir ölçekte kuantum dalgalanmaları yalnızca sanal parçacıklara değil, sanal karadeliklere de yol açabilir. Bu, ne olacağını incelemek için kütleçekim ve kuantum mekaniği teorilerini birleştirmemizi gerektiren, gözlemleyemediğimiz bir aralık. Herkesçe bilindiği üzere bunu yapmak oldukça zor. 

C: Bunu anlamak üzere tasarlanmış birçok teori var. En ünlüsü de sicim teorisi. Ne var ki bu teorilerin hiçbiri gerçek dünyaya uyum sağlayamadıkları için denenmemiş spekülasyon olarak kaldılar. Fakat herkes, uzayın bu son derece küçük ölçüde kütleçekim ve kuantum tesirlerinin birleştiği karmaşık bir yapısının olabileceği konusunda hemfikir.

Evrenin üç boyuta sahip olduğunu biliyoruz: sağa ve sola, ileri ve geri, aşağı ve yukarı gidebilirsiniz. Zaman ise dördüncü bir boyut gibidir. Fakat uzaydaki küçük bir noktayı büyütecek ve bu küçük ölçeği inceleyecek olursanız göremediğimiz beş ekstra boyutta sıkıca örülmüş bir origami ile karşılaşmanız muhtemel. Bu, bir hortuma uzaktan bakıldığında yalnızca bir çizgi gibi görünmesine benzer. Yakından baktığınızda bir boyut gibi görünenin aslında üç boyuttan oluştuğunu görürsünüz. Sicim teorisi, rakip teorileri gibi son derece kompleks matematik içerir. Fakat hiçliğe en yakın olanı, yani uzay boşluğunu anlamaya çalışacaksak böyle bir teoriye ihtiyacımız var.

S: Şu an sahip olduğumuz bilgi dahilinde evrenin hiçlikten genişlemesini nasıl açıklarız? Sahiden de dalgalanan vakum enerjisinden evrilmiş olabilir mi?

C: Gizemli bir dönüşüm veya dalgalanma uzayın bir kısmının genişlemesini tetiklemiş olabilir. En azından bazı teorik fizikçiler böyle düşünüyor. Kuantum teorisine özgü dalgalanmalar yeterince küçük bir ölçüte indirgendiğinde tüm evreni sarsacak nitelikte. Bu, Planck zamanı olarak adlandırılan,  saniyede gerçekleşirdi. Bu, uzay ve zamanın birbirine dolandığı ve bir saatin çalışmasını anlamsız kılacak türden bir ölçü. Evreni bir nanosaniyeye ve Planck zamanına dek tahmin etmemiz oldukça güvenilir bir sonuç verir. Fakat daha da gerisinde her şey belirsizdir. Çünkü bu denli küçük boyutlarda fizik yapabilmek için çok daha büyük ve karmaşık bir teoriye ihtiyacımız var.

S: Eğer uzay boşluğunun bir yerinde meydana gelen bir dalgalanmanın evreni oluşturduğu ihtimali varsa neden aynı şey uzayın başka bir yerinde meydana gelerek sonsuz bir çoklu evrende paralel evrenler oluşturmasın?

C: Büyük Patlamanın eşsiz ve tek olmadığı ve teleskoplarımızdan fiziksel gerçekliğin yalnızca ufak bir yüzdesini gördüğümüz gerçeği fizikçiler arasında oldukça popüler. Ve birçok döngüsel evren versiyonu mevcut. Büyük Patlamayı destekleyen güçlü delillerin bulunuşu yalnızca 50 yıl önceye dayanıyor. O zamandan beri bunun döngüsel evrende yalnızca bir bölüm olduğuna dair tahminler üretildi. Ve fiziksel gerçekliğin uzay ve zaman hacminin gözlemleyebildiğimiz kadarından çok daha fazlası olduğunu ihtimaline karşı ilgi de giderek artıyor.

Sonuç olarak birden fazla Büyük Patlama oldu mu bilmiyoruz. Bazı senaryolar birçok Büyük Patlamadan bahsederken bazıları yalnızca bir tane olduğunu savunuyor. Fakat bence tüm ihtimalleri keşfetmeliyiz.

S: Evren nasıl sona erecek?

C: En doğrudan uzun vadeli tahmin, evrenin hızlanarak genişlemeye devam ettiği ve daha da boş ve soğuk hale geldiği yönünde. Bünyesindeki parçacıklar bozularak evrenin seyrelme sürecini süresiz hale getirebilir. Bunun sonucunda devasa hacimde, fakat şu ankinden daha da boş bir uzay haline gelir. Karanlık enerjinin “yönünün” itmeden çekmeye dönebileceği ve yoğunluğun tekrardan sonsuza ulaşacağı  bir “Büyük Çöküş” meydana getirebileceği yönünde senaryolar da mevcut. 

Fizikçi Roger Penrose’un öne sürdüğü başka bir senaryoda evren daha da seyrekleşerek genişliyor. İçinde ışık parçacıkları olan fotonlar dışında bir şey kalmadığında maddeler “yeniden ölçeklenebilir” hale geliyor; bu devasa seyrelmenin ardından uzay, yeni bir Büyük Patlamanın kaynağı oluyor. Bu eski döngüsel evrenin egzotik bir versiyonu. Ancak lütfen benden Penrose’un fikirlerini açıklamamı istemeyin.

S: Bilimin nihayetinde hiçliği çözebileceğine inancınız ne boyutta? Evrenin vakum alanında esrarengiz bir dalgalanma sonucu oluştuğunu kanıtlayabilsek bile o vakum alanının nereden geldiğini sorgulamamız gerekmez mi?

 C: Bilim insanları soruları cevaplamaya çabalar. Fakat bir soruyu cevapladığımız anda yenileri ilgi odağımıza girer. Bu sebeple elimizde asla bütün bir resim olmayacak. Araştırmaya başladığım seneler olan 1960’ların sonunda, Büyük Patlamanın gerçekleştiği bile tartışmalıydı. Ve evrenin şu anki 13.8 milyar yıllık ömründen bir nanosaniyelik ömrüne kadarki geçmişini yüzde ikilik bir kesinlik ile söyleyebiliyoruz. Bu oldukça büyük bir gelişme. Bu sebeple önümüzdeki 50 yılda kuantum veya “enflasyon” alanları ile ilgili zorlayıcı meselelerin çözüleceğini söylemek absürd bir iyimserlik değildir.

Elbette bu başka bir soruyu doğuruyor: bilimin ne kadarı insan beyni tarafından erişilebilir olacak? Örneğin sicim teorisinin içerdiği matematik gerçekliğin doğru bir tanımını yapabilir; fakat bunu gerçek bir gözlemle kontrol edebilecek kadar anlamamız mümkün olmayabilir. Bu durumda insan üstü varlıkların belirmesini ve tamamıyla anlamasını beklememiz gerekir.

Fakat bu gizemler üzerine kafa yoran herkesin anlaması gereken bir şey var: Bir fizikçinin uzay boşluğu, yani vakumu, bir filozofun “hiçliği” ile aynı değildir.

Yazan: Martin Rees
Çeviren: Göksu Nur Kayacılar
Kaynak: phys

Düşünbil Portal’da yayımlanan, Düşünbil yazar ve çevirmenlerine ait herhangi bir yazı, çeviri, makale ve haber izin alınmadan basılı olarak ya da internet ortamında kullanılamaz, çoğaltılamaz, yayınlanamaz. İzinsiz kullananlar hakkında hukuki yollara başvurulacaktır.
Düşünbil Portal’da yayınlanan tüm özgün yazıların içeriğinden yazarları sorumludur.