Evrenin doğasını anlamaya çalışan bazı teorisyenler, evrenin sonsuz döngüler halinde genişleyip daraldığını öne sürüyor.
Bu faaliyetin sonsuz olduğu varsayıldığından, evrenin başlangıcı ve sonunun olmaması gerektiği düşünülüyor. Dolayısıyla sonsuz biçimde geleceğe ve geçmişe uzanan ebedi büyüme ve küçülme döngülerinin olması gerekiyor.
Bu fikrin cazibeli olmasının bir sebebi de, tekillik şeklinde adlandırılan ve diğer modellerde “zamanın başlangıcına” karşılık gelen bir durumun gerekliliğini ortadan kaldırması.
Fakat Buffalo Üniversitesinde çalışan fizikçiler Will Kinney ve Nina Stein’in yeni çalışması, döngüsel evrenbilimin bir konuda başarısız olduğunu gösteriyor.
Araştırmacılar, kuramın son versiyonunun yeni bir sorun meydana getirdiğini (daha doğrusu, eski bir soruna döndüğünü) gösteriyor. Bu versiyonda, entropiyle alakalı uzun süredir devam eden endişelerin çözüme kavuşturulduğu döngüsel bir model yer alıyor. Kinney ile Stein, model altında tanımlanan döngüsel evrenlerin bir başlangıcı olması gerektiği görüşünde.
Buffalo Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesinde fizik profesörü olan Kinney, “İnsanlar evreni geçmişe doğru sonsuz hale getirmek için döngüsel evrenleri öne sürmüştü ancak biz, bu modellerin en yeni tiplerinden birinin işlemediğini gösteriyoruz” diyor. “Entropiyle alakalı problemlerin ele alındığı bu yeni tip modelde evrenin, döngüler barındırsa bile başlangıcı olması gerekiyor.”
Fizik alanında doktora öğrencisi olan Stein, bu gibi araştırmaların önemine binaen, “Evrenin ilk zamanlarını merak etmenin birçok sebebi var fakat benim en sevdiğim kısım, insanların öncesinde ne olduğunu merak etmeye yönelik sergilediği doğal eğilim” diyor. “Çeşitli kültürler çapında ve tarih boyunca insanlar, ‘başlangıçla’ ve oluşumla ilgili hikayeler anlattılar. Nereden geldiğimizi hep bilmek istedik.”
ABD Ulusal Bilim Vakfınca fonlanan çalışma, iki ay önce Journal of Cosmology and Astroparticle Physics bülteninde yayımlandı.
Evrenin başlangıcı varsa, nasıl başladı?
Kinney, 2022 tarihinde çıkan ve evrenin kökeniyle ilgili kuramlardan biri olan kozmik genişlemenin hikayesinin anlatıldığı “Sonsuz Dünyalar” kitabının yazarı. Bu modelde evrenin ilk hali, tekillikten hızla genişleyen bir dönemi kapsıyor. Ardından ise galaksiler, yıldızlar ve gezegenler ile vücutlarımızdaki ve tüm diğer canlılardaki atomları meydana getiren ilkel elementlere şekil veren süper sıcak Büyük Patlama geliyor.
Kozmik genişleme önde gelen kuramlardan biri olsa da, hızlı genişleme dönemi sırasında ve sonrasında neler olduğuna odaklanıyor. Ondan önce ne geldiğini açıklamıyor ve başlangıçtaki tekilliğin koşullarını tarif etmiyor.
Gerçek anlamda döngüsel olan bir evren bu gibi sorunları önler: Eğer evren sonsuz bir genişleme ve daralma döngüsü içindeyse, bir başlangıcının olmasına hiç gerek yoktur. Fakat Kinney, bu genişleyip daralma modellerinin bir takım savunulamaz kuramlar meydana getirdiğini belirtiyor.
“Maalesef, bu döngüsel modellerin işlemediği çünkü evrende zamanla düzensizliğin veya entropinin biriktiği, dolayısıyla her bir döngünün bir öncekinden farklı olduğu neredeyse 100 yıldır biliniyor. Tam anlamıyla döngüsel değil” diyor Kinney. “Kısa süre önce öne sürülen döngüsel bir modelde, evrenin her döngüyle beraber büyük miktarda genişlediği ve entropiyi seyrelttiği öne sürülerek entropi birikim sorununun üstesinden geliniyor. Kara delikler gibi evrensel yapılardan kurtulmak için her şeyi boylu boyunca uzatıyorsunuz ve evren, bir başka döngü başlamadan önce esas homojen haline geri dönüyor.”
“Ancak” diye ekliyor Kinney, “uzun lafın kısası, entropi sorununu çözerken evrenin başlangıcının olması gerektiği bir durum meydana geldiğini gösterdik. Bulgularımız genel olarak, entropiyi genişlemeyle ortadan kaldıran herhangi bir döngüsel modelin bir başlangıcı olması gerektiğini gösteriyor.”
“Zamanda, öncesinde hiçbir şeyin ve zamanın olmadığı bir nokta bulunması fikri canımızı sıkıyor ve bundan önce ne olduğunu bilmek istiyoruz” diyor Stein. “Fakat entropinin ele alındığı modellerde, bir ‘başlangıcın’ olması gerekiyor. ‘Bundan önce ne vardı’ sorusuna hiçbir cevabın verilemediği bir nokta var.”
Tabii bunların gelecekteki araştırma konuları olduğunu söylüyor Kinney: “Bulgularımız, Roger Penrose’un öne sürdüğü ve evrenin her bir döngüde sonsuz biçimde genişlediği döngüsel modelle uyumlu değil. Bunun üzerinde çalışıyoruz.”
Yazar: Charlotte Hsu/Buffalo Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
